轮心堆焊机总体方案及减速器设计(含任务书,开题报告,外文翻译,毕业论文说明书15000字,进度检查表,CAD图纸7张)
摘 要
机车轮心是指车轮与车轴配合的部分，它是列车的重要牵引传动部件。轮心内孔与车轴为过盈配合，采用热涨法装配。在这种条件下，列车行走时轮心内孔与车轴无相对运动、无磨损。当出现更换轴或维修车轴上零件等情况时，需要将车轮解体，此时车轴将从轮心内孔中被强行压出，孔轴配合面就会被破坏。为使轮轴达到可工作的状态，轮心内孔面需堆焊及机加工，恢复内孔外形及表面的光洁度。本文所设计的堆焊机减速器就用于此工序。轮心堆焊机主要由动力头、尾架、焊接小车、底座、导轨及控制箱六大部分组成。本文所设计的减速器属于该堆焊机的动力头的一部分。
本文所设计的轮心堆焊机减速器，工作重点在于传动机构和轴的设计。工作的首要目的是满足基本的使用性能，其次是在此基础上尽量减少减速器的体积和重量使其结构紧凑、加工制造方便。动力头减速器构造有很多种类，本文首要满足的性能指标是速比和强度，之后再从装配方便、缩小体积、降低成本等方面加以考虑。设计后的减速器应具有容易生产、结构简单、可靠实用、安装方便、成本低的特点。
关键词: 轮心，堆焊机，减速器，动力头。
Abstract
The motorcycle round heart means the part matching with axle car wheel, it is the importance of the railroad train to lead to spread a parts. Round bore inside the heart and axle in order to lead Ying to match with, just rise method assemble with the heat. In this case, the railroad train runs about round bore inside the heart with axle have no opposite sport, don't wear away. While appearing to replace stalk or maintaining circumstances like spare parts, etc of axle, need to disintegrate car wheel, at this time axle will from the round the bore inside the heart drive strong line of press out, the bore stalk match noodles will be broken. In order to make the axle attain the status that can work, the round bore noodles inside the heart needs a heap of Han and machine to process and resumes inside the clean degree of the bore shape and the surface. The heap Han machine designed by this text decelerates a machine to used for this work preface. Round the heart heap Han machine mainly from power head, tail, weld a small car, base and lead track and control box six greatest parts to constitute. The deceleration machine designed by this text belongs to a part of the power head of the heap's Han machine.
The round designed by this text the heart heap Han machine decelerate machine, work Be particularly lie in spreading motive to reach and stalk of design. The initial purpose of the work is satisfy basic use function, secondly is on this foundation as far as possible decrease decelerate machine of physical volume and weight make its structure tightly packed, process to make convenient. Power head deceleration machine the structure contain a lot of categories, the text initial contented function index sign is soon ratio and strength, after again from assemble been convenience, narrow a physical volume and decline low cost etc. to take into to consider. It is easy to should have the deceleration machine after designing production, simple structure, credibility practical, install a characteristics with convenient and low cost.
Key words: round heart, heap Han machine, deceleration machine, power head
本课题应达到的要求
按要求设计减速器，使其速比达到1200~1424，在满足使用性能的前提下尽量减少其体积和重量，使其结构紧凑，加工制造方便。
2 轮心堆焊机的主要技术
2.1 堆焊
堆焊是指使用焊接的方法把填充金属融敷在金属表面，以便得到所要求的性能和尺寸，这种工艺过程主要是实现各种金属的冶金结合，属于异种金属融化焊的一种特殊形式。
堆焊是焊接的一个分支，是金属冶金结合的一种融化焊接方法，但与一般焊接不同，不是连接零件，而是用焊接的方法在零件的表面堆敷一层或数层具有一定性能材料的工艺过程，最终达到修复零件或增加其耐磨、耐热、耐蚀等性能。由此可见，堆焊就有一般焊接方法的特点，又具有其特殊性。
堆焊的冶金特点、物理本质、热循环过程等于一般焊接工艺相同，但堆焊还具有如下特点：
应用堆焊能更合理利用材料，节约贵重金属，如在基体为碳素钢或铸钢 用钢的表面堆敷一层钴基或镍基粉末。
制造双金属结构，如水轮机叶片、导水叶、推土机刀刃、抓斗等零件。
修复旧零件，如阀座、磨具、齿轮、轴累零件等。
堆焊是熔焊，因此从原理上讲，凡是属于熔焊的方法都可以用堆焊。堆焊方法的发展也随着生产发展的需要和科技进步而发展，当今已有很多种堆焊方法现按实现堆焊的条件，将常用的堆焊方法综合分类。
氧-乙炔焰堆焊
手工电弧堆焊
埋弧自动堆焊
震动电弧堆焊
等离子弧堆焊
气体保护堆焊
电渣堆焊
其他堆焊
2.2 轮心堆焊
轮心堆焊一般采用 保护自动堆焊（焊剂层下的自动堆焊），这种堆焊方法的优点在于保证堆焊金属必须的质量和高生产率的同时，还保证了工艺过程的稳定性。因此与其他堆焊修复方法相比， 保护自动堆焊得到了比较广泛的应用。在焊接工作时，被焊接件在动力头和尾架的三爪卡盘之间，电动机通过减速箱对焊件施加转矩，从而实现气体保护焊等多种焊接方式。此转矩还可以通过尾架锥齿轮传动的形式传递给托盘，使其转动，从而实现自动堆焊。
这种结构的 保护自动堆焊可以实现环焊、螺旋焊、直道焊三种焊接形式当工件焊 完一圈，小车带动焊枪纵向自动移动一段距离再焊，称为环焊；当焊接工件时，焊枪与小车同时以设定的速度缓慢移动，称为螺旋焊；当工件不转动，仅小车纵向移动时，称为直道焊。
焊接开始时，焊丝与焊件接触，并被固定颗粒状的焊剂覆盖着。当焊丝与焊件之间引燃电弧，焊丝与轧辊及部分靠近电弧的焊剂受到电弧热（6000—8000°C）的作用开始融化。焊丝融化后，堆在工件上，焊剂起保护作用和合金化作用，焊剂融化时，不断放出气体和水蒸气，形成泡沫，在蒸汽的作用下，形成一个用渣壳包住的密闭孔穴，电弧在孔穴内继续燃烧，这样就隔绝了大气对电弧和熔池的影响，并防止热量的迅速散失。堆焊层除了基体金属的冲淡作用外，组织较为均匀，气孔和夹渣较少，淬火作用小，而焊接的物理和力学性能高。堆焊层的硬度和耐磨性是有焊丝材料和焊剂种所含的合金元素来决定的[3]。
轮心堆焊机的主要构成部分有：动力头、尾架、焊接小车、底座、导轨及控制箱。本文只涉及动力头部分的设计方案。动力头，又称主减速箱，其主要功能是为夹在三爪卡盘上的工件提供转动动力，其中包括传动机构和轴的设计。动力头减速器的构造有很多种类，本文首要考虑满足的要求是速比和强度，再次基础上再从装配方便、缩小体积、降低成本、等方面加以考虑。
目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
目 录 V
1 绪论 1
1.1本课题的研究内容和意义 1
1.2国内外的发展概况 1
1.3本课题应达到的要求 3
2 轮心堆焊机的主要技术 4
2.1 堆焊 4
2.2 轮心堆焊 4
3 总体方案的选定与设计 6
3.1 初选电动机类型和结构型式 6
3.2 电动机的容量 7
3.2.1 确定减速器所需的功率 7
3.2.2确定传动装置效率 7
3.2.3电动机的技术数据 8
4 传动装置的传动比及动力参数计算 9
4.1 传动装置运动参数的计算 9
4.1.1各轴功率计算 9
4.1.2各轴转速的计算 9
4.1.3各轴输入扭矩的计算 9
5 减速器部件的选择计算 10
5.1 蜗杆传动设计计算 10
5.1.1 选择蜗杆、蜗轮材料 10
5.1.2 确定蜗杆头数Z 及蜗轮齿数Z 10
5.1.3 确定蜗杆蜗轮中心距a 10
5.1.4 蜗杆传动几何参数设计 11
5.1.5 热平衡计算 13
5.2 环面蜗轮蜗杆校核计算 13
5.3 轴的结构设计 15
5.3.1 蜗杆轴的设计 15
5.3.2 蜗轮轴的设计 17
5.4 轴的校核 20
5.4.1 蜗杆轴的强度校核 20
5.4.2 蜗轮轴的强度校核 22
5.5 滚动轴承的选择及校核 25
5.5.1 蜗杆轴滚动轴承的选择及校核 25
5.5.2 蜗轮轴上轴承的校核 27
5.6 键联接的强度校核 28
5.6.1 蜗杆轴上安装联轴器处的键联接 28
5.6.2 蜗轮轴上装蜗轮处的键联接 28
5.6.3 蜗轮轴上装联轴器处的键联接 28
5.7 箱体结构尺寸及说明 29
5.8 减速器的润滑和密封 30
5.9 减速器的附件 31
5.9.1 窥视孔和视孔盖 31
5.9.2 通气器 31
5.9.3 定位销 32
5.9.4 起盖螺钉 32
5.9.5 起吊装置 32
5.9.6 放油孔及螺塞 33
5.10 减速器的安装，使用及维护 33
5.10.1 减速器的安装 33
6 结论与展望 35
6.1结论 35
6.2不足之处及未来展望 35
致 谢 36
参考文献 37
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