随着国家的经济发展,对于能源的需求也会逐渐增大,我国的能源结构中煤炭占据着非常大的比重,在未来的能源产业调整中,石油天然气的比重将会逐渐提高,进而改变曾经较为单一的能源结构。对于石油天然气的运输方式来说,管道运输是最经济可靠的方式。在管道铺设过程中,全位置管道自动焊设备因其稳定的焊接质量、较快的焊接速度、强大的环境适应性逐渐得到越来越多的应用,因此,研究传动精度更高、性能更稳定、使用更方便的全位置管道自动焊机就有了重要意义。为了提高传动精度,保证焊枪的稳定运动,本课题中主要采用了三角齿型摩擦轮与柔性轨道的组合,这种摩擦传动的系统常常用在高精度机床,甚至大型天文望远镜中。摩擦传动系统与传动的齿轮齿条的传动系统相比,不仅能够提供足够的传动精度,而且还可以使用柔性轨道,柔性轨道更加轻便,装卸也更方便。本文通过Inventor软件建立了全位置管道自动焊机的整体三维模型,并且对全位置自动焊机在不同的焊接状态进行了动力学的分析,最终判断出在整机正常工作中,传动系统需要提供的动力范围。运用有限元软件Nastran对三角齿型摩擦轮与多种柔性轨道进行了接触分析,由于滚动摩擦力的范围与轮轨系统之间的压力有非常重要的关系,研究轮轨之间的压力与位移之间的关联性就非常必要。在提供需要的摩擦力的情况下,必须保证轨道不会发生严重的变形磨损。通过有限元分析与实验对比验证的方法,得到了一个基本的压力位移关系,通过这个关系来指导摩擦力的计算。根据压力位移关系,通过运用非赫兹弹塑性理论对三角齿型摩擦轮与多种材料的柔性轨道进行了滚动摩擦力分析,得到了不同材料与摩擦轮之间的滚动摩擦系数以及滚动阻力系数。为了保证全位置管道自动焊机的稳定工作,对摩擦轮和轨道进行了一定程度上的磨损估计。通过对全位置管道自动焊机样机的测试发现,全位置管道自动焊机采用摩擦轮与柔性轨道的传动组合是可以符合焊枪对行走系统的要求的。