【正文】 : mm? Z — 滾珠數(shù)，根據(jù)型號 BNFN40103查得 17Z? ? — 軸承接觸角， 60??? maxaF — 最大軸向工作載荷 m a x m a x m a x133 3a B P B BF F F F? ? ? ? ? ? （ 416） 代入?yún)?shù)得： 金屬壓縮試驗機 8 NFF Ba 6 2 2 9m a xm a x ?? 253 m a x2 2 . 3 4 s inB O Q aK d Z F ??? mN ?/ 6 2 2 3 52 ?????? ? 支承軸承組合剛度： 2b BOKK? （ 417） 代入?yún)?shù)得： mNKK BOb ?/ 7 2 3 6 322 ???? 滾珠和滾道的接觸剛度 ： 1339。根據(jù)精度等級查得 af = cf — 可靠性系數(shù)。 金屬壓縮試驗機 4 4 滾珠絲桿設計 滾珠絲桿的工作原理 滾珠絲杠副， 是在螺桿與螺母之間放入滾珠。本設計主要主要包括電機的選擇，減速 器的設計，絲杠設計，壓縮機框架設計的等部分。主機采用伺服電機、 伺服驅(qū)動器，減速機、高精度滾珠絲杠、電子傳感器， 具有傳動平穩(wěn)、 噪音低、 速度精度高、 調(diào)速范圍寬、 使用壽命長等特點； 能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)曲線進行疊加縫隙處理、 存儲、 打印、 繪制曲線， 打印完整報告單，進行工藝調(diào)整與生產(chǎn)控制]2[。正確選購壓力試驗機的方法是：針對試樣的材質(zhì)和規(guī)格，向廠家了解壓力試驗機的型號及適用范圍，也可以提供試樣給廠家做一次試驗以便于壓力試驗機的選型。 試驗機制造業(yè)已成為一個獨立的行業(yè)，試驗機技術(shù)也成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志。廣泛應用于石油化工、航空航天、機械制造、汽車制造、門窗建材、金屬制品等行業(yè)。本課題金屬壓縮試驗機的設計主要進行拉壓試驗機機械部分的設計，其中主要包括減速器設計，同步帶設計，滾珠絲杠設計，夾具設計，同時對設計各個部分進行校驗分析]1[。 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(jié)構(gòu)等的機械性能、工藝性能、內(nèi)部缺陷和校驗旋轉(zhuǎn)零部件動態(tài)不平衡量的精密測試儀器。 金屬壓縮試驗機作為一種精密測試儀器， 要測量控制力、 變形、 試驗速度、 應力應變速率等多種參量， 可應用于各種金屬材料進行理學性能、工藝性能的測試和分析研究 。 本次課程 設計金屬壓縮試驗機的設計， 主要設計的是用于低碳鋼、 鑄鐵兩種材料的金屬拉壓試驗機， 整個設計主要包括電機的選擇， 減速器的設計， 絲杠設計， 箱體機構(gòu)的設計等部分。 設計原則 金屬壓縮試驗機的所以零件及部件都應該考慮以下三個基本的原則： （ 1）盡可能好的滿足工藝要求， 便于操作； （ 2）具有合理的強度與剛度， 使用可靠， 不易損壞。 在螺桿或螺母轉(zhuǎn)動時， 滾珠沿螺旋滾道滾動， 這樣， 螺桿與螺母之間成為滾動摩擦， 提高了傳動效率和傳動精度。根據(jù)可靠性查得 cf = wf — 負荷系數(shù)。( ) pcc aFKK C? （ 418） 式中 , 根據(jù)型號 BNFN40103 查得： 39。潤滑劑可分為潤滑油和潤滑脂兩大類。 （ 2）絲杠支承軸承的定期檢查 定期檢查絲杠支承與床身的連接是否松動，連 接件是否損壞，以及絲杠支承軸承的工作狀態(tài)與潤滑狀態(tài)。如果滾珠絲杠副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈防護，密封圈裝在螺母的兩端。 金屬壓縮試驗機 10 5 減速器設計 整體設計 圖 51 減速器結(jié)構(gòu)簡圖 電動機的選擇 （ 1）電動機類型的選擇 根據(jù)動力源和工作條件，選擇 Y系列的三相異步電動機。 （ 2）確定帶輪的基準直徑 主動輪基準直徑 1 90dd mm? ，從動輪基準直徑 21 3. 17 0 90 28 5. 3ddd i d m m? ? ? ? ? 調(diào)整為 2 280dd mm? 。實際中心距 金屬壓縮試驗機 15 0 39。 代入?yún)?shù)得： )( )( 00 ???????? Lca KKPP Pz ? 取 z=3 根。大齒輪材料為 45 鋼，正火，硬度為 190HBS，二者硬度差為 45HBS。 ⑧ 計算接觸疲勞應力 安全系數(shù) 1S? ，根據(jù)公式： 金屬壓縮試驗機 17 ? ? 1 lim 11 HN HH K S?? ? （ 520） ? ? 2 lim 22 HN HH K S?? ? （ 521） 12[ ] [ ][] 2HHH ??? ?? （ 522） 代入?yún)?shù)得： M P aSK HHNH 7 0 26 0 ][ 1l i m11 ???? ?? M P aSK HHNH ][ 2l i m22 ???? ?? M P aHHH 8 32/) 6 57 0 2(2 ][][][ 21 ????? ??? ⑨ 接觸強度載荷系數(shù) 根據(jù) /v m s? ，由《機械設計》查得動恐怖載荷系數(shù) ? ； ????；? 。 ④由《機械設計》教材查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? ，計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ? ，根據(jù)公式： 111[] FN FEF K S?? ? （ 544） 222[] FN FEF K S?? ? （ 545） 代入?yún)?shù)得： 111 0 . 9 1 3 8 0[ ] 2 4 71 . 4F N F EF K M P aS?? ?? ? ? 222 0 . 9 2 3 2 5[ ] 2 1 3 . 5 71 . 4F N F EF K M P aS?? ?? ? ? ⑤校核彎曲強度 222 2222(1 0 .5 )F a saF T K Y Ybm R Z? ?? ? （ 546） 222 2222(1 0 .5 )F a saF T K Y Ybm R Z? ?? ? （ 547） 代入?yún)?shù)得： 122122 111 ][)( )(2 FsaFaF M P aZRbm YT K Y ??? ??????? ??????? 222222 222 ][)( 1 8 1 02)(2 FsaFaF M P aZRbm YT K Y ??? ??????? ??????? 因此，滿足彎曲強度要求。大齒輪材料為 45鋼，正火，硬度為 220HBS，二者硬度差為 30HBS。 ②由《機械設計》教材 1030 選取區(qū)域系數(shù) ? 。 ⑥由《機械設計》表 106查得材料的彈性影響系數(shù) MPa? 。 ⑤由《機械設計》圖 1020查得小齒輪的彎曲疲勞 強度極限 1 440FE MPa? ? ，大齒輪的彎曲疲勞強度極限 2 425FE MPa? ? 。4,100,25。 高速軸： mmnPAd 4 7 2 6 33 1101m i n39。2 ???? 因中間軸最小直徑處安裝滾動 軸承，取為標準值 mmd 30min2 ? 低速軸： mmnPAd 33 3303m i n39。 左左 mmNTM BVB ????? 36676 1)(2222239。 （ 2）中間軸的校驗 圓錐齒輪： 1212t TF d? （ 574） 21cos nrttgFF ???? （ 575） 2 1 1a a tF F F tg?? ? ? （ 576） 代入?yún)?shù)得： 1212 2 2 2 0 4 0 4 5 9 . 1 796t TFNd ?? ? ? 21 2045 7 17 4c os c os 14nrt tg tgF F N? ? ?? ? ? ? ?? 2 1 1 4 5 9 . 1 7 1 4 1 1 4 . 4 8a a tF F F tg tg N?? ? ? ? ? ? ? 圓柱小齒輪： 2332t TF d? （ 577） 33cos nrttgFF ???? （ 578） 33atF F tg??? （ 579） 代入?yún)?shù)得： 2332 2 6 2 5 6 0 1 6 0 4 . 5 17 7 . 9 8t TFNd ?? ? ? 33 os c os 14nrt tg tgF F N? ? ?? ? ? ? ?? 33 14 F tg tg N?? ? ? ? ? ? ①垂直面支反力 金屬壓縮試驗機 34 圖 54 中間軸垂直面受力分析圖 由繞支點 B的力矩和 0BVM ?? 得 322 3 2 3 022R A V r r a a ddF A B F B C F B D F F? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 6 8 7 7 . 9 82 2 0 . 5 1 7 2 . 2 4 1 6 3 . 5 1 6 0 4 . 5 6 8 . 5 1 1 4 . 4 8 4 0 0 . 0 5 022RAVF ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 求得： ?? 同理由繞支點 A的力矩和 0AVM ?? 得： 322 3 2 3 022r r R B V a a ddF A C F A D F A B F F? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 6 8 7 7 . 9 81 7 2 . 2 4 5 7 6 0 1 . 8 7 1 5 2 2 2 0 . 5 1 1 4 . 4 8 4 0 0 . 0 5 022RBVF? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 求得： ? ②水平面支反力 圖 55 中間軸水平面受力分析圖 由繞支點 B的力矩和 0BHM ?? ，得： 23 0R A H t tF A B F B C F B D? ? ? ? ? ? 金屬壓縮試驗機 35 2 2 0 .5 4 5 9 .1 7 1 6 3 .5 1 6 0 4 .5 1 6 8 .5 0RAHF ? ? ? ? ? ? 求得： ? 同理，由繞支點 A 的力矩和 0AHM ?? ，得： 23 0t t R B HF A C F A D F A B? ? ? ? ? ? 2 2 2 2CHCM M M 2 8 4 7 4 . 8 3 4 7 8 1 8 . 4 4 5 5 6 5 4 . 4 6 N m mCV? ? ? ? ? ?右 右 ? ③ A 點的總支反力 2 2 2 22 3 0 . 4 3 8 3 8 . 9 2 8 6 9 . 9 9R A R A V R A HF F F N? ? ? ? ? B點的總支反力 2 2 2 25 1 0 . 6 8 1 2 2 4 . 7 5 1 3 2 6 . 9 5R B R B V R B HF F F N? ? ? ? ? ④垂直面內(nèi)的彎矩 C處的彎矩 R A VF 2 3 0 . 4 3 5 7 1 3 1 3 4 . 5 1CVM A C N m m? ? ? ? ? ? ? ? ?左 2R A V a 2 268F F 2 3 0 . 4 3 5 7 1 1 4 . 4 8 2 8 4 7 4 . 8 322CV dM A C N m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?右 D處的彎矩 3R B V a 3 7 7 . 9 8F B D F 5 1 0 . 6 8 6 8 . 5 4 0 0 . 0 5 1 9 4 2 2 . 5 1DV dM N m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?左R B VF B D 5 1 0 . 6 8 6 8 . 5 3 4 9 3 5DVM N m m? ? ? ? ? ? ? ?右 ⑤水平面內(nèi)的彎矩 C處彎矩 C H R A HF A C 8 3 8 . 9 2 5 7 4 7 8 1 8 . 4 4 N m mM ? ? ? ? ? ? ? ? ? D處彎矩 D H R B HF B D 1 2 2 4 . 7 5 6 8 . 5 8 3 8 9 5 . 3 8 N m mM ? ? ? ? ? ? ?