1581-萬能材料試驗機肖威紅,萬能,材料,試驗,實驗,肖威 目錄摘 要…………………………………………………………………………………..1第一章 概述 .......................................................31.1 材料試驗機概述 ..................................................3第二章 設計方案 ...................................................102.1 方案簡述 .......................................................102.1.1 方案一 ....................................................102.1.2 方案二 ....................................................102.1.3 方案三 ....................................................112.1.4 方案四 ....................................................122.2 各種方案比較 ...................................................12第三章 設計中有關計算 ..............................................143.1 電動機的選擇 ...................................................143.2 傳動裝置總傳動比的計算及其分配 .................................143.3 蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)的設計與校核 ...................................153.4 錐齒輪的傳動設計 ...............................................193.5 傳動軸的設計與校核 .............................................263.5.1 計算蝸輪傳動軸 ............................................263.5.2 錐齒輪傳動軸 ............................................283.6 滾珠絲杠傳動的設計與校核 .......................................293.6.1 工作壓強計算 .................................................303.6.2 靜載荷計算 ...................................................313.6.3 螺桿強度 .....................................................313.6.4 壽命計算 .....................................................31結論 ...............................................................35致謝 ...............................................................36參考文獻 ...........................................................37附錄 ...............................................................38萬能材料試驗機摘 要:試驗機是在各種條件、環(huán)境下測定金屬材料、非金屬材料、機械零件、工程結構等的機械性能、工藝性能、內部缺陷和校驗旋轉零部件動態(tài)不平衡量的精密測試儀器，可以對材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉、沖擊、疲勞、蠕變、持久、松弛、磨損、硬度等試驗。近年來，試驗機行業(yè)技術突飛猛進。試驗機向著兩個方向即超微外力檢測與超大外力檢測發(fā)展。高檢測精度、高靈敏度、運動平穩(wěn)、易于操縱是目前試驗機的主要發(fā)展方向。本文首先概述了試驗機的基本定義、分類與國內外一些重要生產商的成果。第二部分論述了所想到的四種方案并對這些方案優(yōu)缺點作了分析和對比。前三種方案均為利用滾珠絲杠，最后一種則利用液壓。在彼此比較后決定選第一種方案。第三部分則是說明了試驗機的主要機械傳動部分的設計以及對它們的校核過程。試驗機的傳動部分主要由蝸輪蝸桿、錐齒輪、滾珠絲杠三部分組成。經(jīng)過校核后所有設計均符合要求。用 ProE 軟件完成試驗機的三維總裝圖，然后得到了整個試驗機的二維裝配圖和蝸輪蝸桿、錐齒輪、軸等二維零件圖。在文章的最后簡明的介紹了做本次畢業(yè)設計的一些心得體會。關鍵詞: 試驗機；蝸輪蝸桿；錐齒輪；滾珠絲桿； ProEUniversal testing machineABSTRACT:Test machine in various conditions and environment in metal materials, non-metallic materials, machinery accessory, engineering structures such as mechanical properties, technics performance, Internal defects and checking dynamic imbalance rotating parts of sophisticated testing equipment, such as materials tension, compression, bending, shear, reversing, impact, fatigue, creep, lasting and relaxation, wear, hardness tests. In recent years,the technic of the test machine industry advances rapidly. Test machine is the direction toward the development of the super-tiny force detection and the development of super-large external force testing. Detection of high-precision, high sensitivity, smooth motion, easily operated test machine is the main development direction presently.This paper first summarizes the test machine's basic definition, classification, and some important domestic and foreign manufacturers results. The second part, discussing about the experiences of the four projects as well as advantages and disadvantages of these projects are analyzed and compared . The foregoing three programs are the use of ball screw, the last one is using the hydraulic pressure. In comparison with each other decide the first option. The third part is the experiment, the major part of the mechanical drive design and the process of checking them. The main drive system of the test machine includes the worm,taper gear, ball screw three components. After checking all the design had complied with the request. The three-dimensional assembly drawings of the test machine are finished by the soft called PROE.Then,export the planar drawings,such as worm gear&worm,taper gear,shaft and so on. In the end concisely introduce the meeting and what had learned in the graduate design experiences. Keywords:Test Machine, Worm Gear & Worm，Taper Gear，Ball Screws ,Proe第一章 概述1.1 材料試驗機概述材料試驗機是在各種條件、環(huán)境下測定金屬材料、非金屬材料、機械零件、工程結構等的機械性能、工藝性能、內部缺陷和校驗旋轉零部件動態(tài)不平衡量的精密測試儀器，可以對材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉、沖擊、疲勞、蠕變、持久、松弛、磨損、硬度等試驗。在研究探索新材料、新工藝、新技術和新結構的過程中，試驗機是一種不可缺少的重要測試儀器。廣泛應用于機械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通運輸、等工業(yè)部門以及大專院校、科研院所的相關實驗室。對有效使用材料、改進工藝、提高產品質量、降低成本、保證產品安全可靠等都具有重要作用。材料試驗機的種類很多，有多種不同的分類方法。按加荷方法分類: 靜負荷試驗機(靜態(tài))和動負荷試驗機(動態(tài))。其中靜態(tài)試驗機一個主要組成部分萬能試驗機又可分為液壓萬能試驗機、電液伺服萬能試驗機和電子萬能試驗機。1.國內材料試驗機的現(xiàn)狀中國材料試驗機的現(xiàn)狀驗機制造行業(yè)在舊中國是空白，中華民共和國成立后，黨和政府十分重視我國計量檢測事業(yè)的歷史悠久，但試計量檢測技術的發(fā)展，采取了許多重要措來發(fā)展儀器儀表工業(yè)。經(jīng)過五十多年的努力，我國材料試驗機的制造，從無到有從小到大，從單參數(shù)到多參數(shù)，從靜態(tài)到動態(tài)，逐步發(fā)展成初具規(guī)模，具有能生產靜負荷試驗機（如拉、壓萬能試驗機、扭轉試驗機、松弛試驗機、持久強渡試驗機、蠕變試驗機、復合應力試驗機等）和動負荷試驗機（如沖擊試驗機和疲勞試驗機等）的能力，有效地促進了國民經(jīng)濟建設和國防建設的發(fā)展。 長期以來，試驗機也一直是歐美對我國尖端科研課題限制出口的產品。我國的國防科技工業(yè)和其它部門的科產業(yè)，就必須走自主創(chuàng)新的道路。在新三思集團研院所不能直接進口某些關鍵材料試驗的儀器設備。所以，要發(fā)展中國的試驗機公司為首的中國試驗機民營企業(yè)的不斷努力下，中國試驗機的技術水平得到了長足的進步，國內與國外的試驗機技術水平的差距正在逐步的縮小。本文章版權歸新三思集團公司及原作者所有，轉載必究。上海百賀儀器科技有限公司（下圖 1-1 為公司的產品）圖1-1電子萬能試驗機電子萬能材料試驗機(雙柱落地式)主要用于金屬、非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲等力學性能測試和分析研究?？勺詣忧笕eH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、E 等試驗參數(shù)，并可根據(jù) GB、ISO、DIN、ASTM、JIS 等國際標準進行試驗和提供數(shù)據(jù)。電子萬能試驗機(雙柱落地式)性能特點：電子萬能試驗機(雙柱落地式)采用高強度光杠固定上橫梁和工作臺面，使之構成高剛性的門式框架結構。采用伺服電機驅動,伺服電機通過傳動機構帶動移動橫梁上下移動,實現(xiàn)試驗加載過程.分為單空間和雙空間兩種機型。主本機采用先進的 DSCC-1全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)進行控制及測量，采用計算機進行試驗過程及試驗曲線的動態(tài)顯示，并進行數(shù)據(jù)處理，試驗結束后可通過圖形處理模塊對曲線放大進行數(shù)據(jù)再分析編輯，產品性能達到國際先進水平。 （下圖1-2為公司的產品）圖1-2 液壓萬能試驗機液壓萬能試驗機 WAW-100型程序采用開放的數(shù)據(jù)庫結構定義，符合標準GB228—87、GB/T228 —2002、GB7314-87等試驗方法，也可恨據(jù)用戶要求定制特殊的試驗方法。測量方式采用的是高精度壓力傳感器、高精度位移傳感器、高線性低雜信的信號處理及放大模塊，人機交互方式分析計算測試材料的機械性能指標，試驗結束時自動計算彈性模量、屈服強度、非比例延伸應力等，在自動分析的基礎上，還可以人工修正分析結果提高分析的準確性。液壓萬能試驗機可配置專用于材料試驗機的閉環(huán)控制和數(shù)據(jù)采集的電液控制器(可以根據(jù)客戶要求配置進口控制器，如：DOLI)，它具備強大的功能，叉兼有十分優(yōu)異的性能價格比。適用于科研單位、大專院校、質監(jiān)部門及檢測中心進行檢測、科研、仲裁及特殊試驗的需要。一、液壓萬能試驗機 WAW-100型的特點：1、控制模式：等速率活塞行程控制、等速率力控制、等速率應力控制、等速率應變控制、力保持控制、定應力轉定應變控制。2、試驗力量程自動轉換功能：若達到容量的90%自動轉換到較大容量3、自動夾持：采用液壓自動夾緊，夾持可靠，不打滑。4、多重保護：具有軟件、硬件過載和位置保護． ，5、自動校準：負荷、變形、位移可按標準值自動校準．6、自動停機：實驗結束后活塞自動停止工作二、液壓萬能試驗機 WAW-100型的技術參數(shù)：1、最大試驗力： 100KN2、測量范圍： 1-100KN3、負荷測量精度： ±1%4、試驗速度 mm/min：0-1905、變形精度：示值的 ±0.5%以內6、位移精度：示值的 ±0.5%以內7、應變速率范圍： 2-608、應變速率范圍： 0.00025-0.0025l/s9、活塞行程： 150mm10、拉伸鉗口間最大距離（包括活塞行程）： 520mm11、圓試樣夾持直徑：直徑 6-12，12-20mm12、扁試樣夾持厚度 mm：0-8 ×6013、壓板尺寸 mm：直徑12014、主柱間距離：400mm15、試樣直徑：10mm16、彎曲支承最大距離： 300mm17、移動電機功率：0.18KW18、電壓：380V19、油泵功率：0.75KW（下圖1-3為公司的產品）圖1-3 電液伺服萬能試驗機 電液伺服萬能試驗機 WAW-600L 主要用于預應力混凝土鋼絞線的拉伸試驗，適用于冶金、建筑、輕工、航空、航天、材料、大專院校、科研單位等領域。試驗操作和數(shù)據(jù)處理符合 GB/T5224-1995《預應力混凝土鋼絞線》的要求。電液伺服萬能試驗機 WAW-600L 技術參數(shù)：1、最大試驗力 (kN)：600。 2、試驗力測量范圍 (kN)：12-600。 3、試驗機級別： 1級。 4、試驗力示值相對誤差：≤±1% 。 5、位移測量分辨力 (mm)：0.01。 6、位移示值相對誤差： ≤±1%。 7、最大拉伸試驗空間 (mm)：12008、活塞行程 (mm)：250。 9、變形測量范圍： 2%-100%FS。 10、引伸計示值相對誤差： ≤±1%。 11、活塞移動速度(mm/min)：70。 12、鋼絞線夾持直徑范圍 (mm)：Φ9.5- Φ15.4 。 13、夾緊方式 獨立式液壓加緊。 14、伺服/夾緊油泵電機功率(kW)：1.5/1.5 。 15、橫梁升降電機功率(kW)：1.1 。 16、主機最大外形尺寸(mm)：1180 ×750×3440。 17、控制柜外形尺寸(mm)：600×700×1100 。 2．國外材料試驗機的現(xiàn)狀 島津公司（下圖1-4島津公司的產品）圖1-4電子萬能試驗機致謝本次設計是在尊敬的周后明老師的悉心指導和嚴格要求下完成的，導師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、高度的責任心以及嚴于律己、待人誠懇的思想品德深深的影響著我，這不僅使我順利完成了此項設計，而且也將成為使我受益終生的寶貴財富。幾個月的時間里，從課題的選定、資料的收集、方案的擬定、課題的具體設計到論文的審定改進，周老師都給與了極大的幫助，傾注了大量的心血。通過這次的畢業(yè)設計，學生不僅開拓了思路、擴大了視野、豐富了知識面，還初步掌握了處理具體實踐問題的科學方法，為學生今后發(fā)展打下了堅實的基礎。從課題的選擇到完成，周后明老師都始終給予我耐心細致的指導和不懈的支持和督促，在此謹向周后明老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。同時也得到了一些同學的的熱情幫助和鼓勵，對此，表示深深的感謝和衷心的祝福。參考文獻[1]. 吳宗澤、羅圣國，機械設計課程設計手冊（第三版） ， 北京　高等教育出版社，2006.5 4～170[2]. 濮良貴、紀名剛等，機械設計（第八版） ，北京 高等教育出版社，2006.6 186～272[3]. 成大先等，機械設計手冊（第四版）北京　化學工業(yè)出版社，2001.11 210～351[4]. 王中發(fā)、吳宗澤，實用機械設計，北京理工大學出版社，1998.2　[5]. 《現(xiàn)代機械傳動手冊》編輯委員會，現(xiàn)代機械傳動手冊（第二版） ，北京　機械工業(yè)出版社，2002.5 145～167[6]. 楊黎明、黃凱、李恩至、陳實現(xiàn)，機械零件設計手冊，北京 國防工業(yè)出版社，1987.6，225～287[7]. 孫桓，機械原理， 北京　高等教育出版社，2006.5 174～201[8]. 廖念釗、莫雨松等，互換性與技術測量(第四版)，北京 中國計量出版社，2006.7 　1～117[9]. 朱孝錄等，機械傳動設計手冊，北京 電子工業(yè)出版社，2007.7 120～357[10].李曉杰，CSS-2200 系列電子萬能試驗機，試驗技術與試驗機，1996 年，卷36,3～6