【正文】 伺服系統(tǒng)，電子計(jì)算機(jī)等。 國外生產(chǎn)的萬能試驗(yàn)機(jī)和拉力試驗(yàn)機(jī)，主要分為機(jī)械式，液壓式和電子式三種。這種試驗(yàn)機(jī)具有足夠的精度和穩(wěn)定性。 液壓萬能試驗(yàn)機(jī)，應(yīng)用液壓傳動加荷 。 近些年來，各國都在大力發(fā)展電子萬能試驗(yàn)機(jī)與電子拉力試驗(yàn)機(jī)。我國靜態(tài)萬能試驗(yàn)機(jī)為數(shù)眾多，遍布于全國各地，大部分不具備電測能力，以手動調(diào)整進(jìn)、回油閥的方式運(yùn)行，試驗(yàn)手段落后，有勞動量大和測試結(jié)果不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)。 下面對各種試驗(yàn)機(jī)作簡單介紹： 1． 液壓萬能材料試驗(yàn)機(jī) 傳統(tǒng)的材料試驗(yàn)機(jī)是液壓式的 , 這種材料試驗(yàn)機(jī)存在一些不足之處。 采用擺錘測力計(jì)測量試驗(yàn)力 ,擺錘的慣性大 , 對載荷的測量精度低 , 且量程范圍小。 軟件包功能強(qiáng)大 , 用戶通過 PC 可直接存儲數(shù)據(jù)、計(jì)算并輸入測試結(jié)果和打印試驗(yàn)報(bào)告。 材料試驗(yàn)機(jī)測試裝置包括機(jī)身、橫梁及其支撐部件、鉗口和引伸計(jì)等。對于金屬材料的常規(guī)拉伸試驗(yàn) , 通常劃分為三個(gè)階段 , 即彈性階段、屈服階段和揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 強(qiáng)化階段。它利用彈性內(nèi)封閉力系的原理，通過改變裝置系統(tǒng)內(nèi)部的約束尺寸來實(shí)現(xiàn)增力，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析技術(shù)通過電阻、電橋、應(yīng)變儀、指示器、光標(biāo)及“動態(tài)靜標(biāo)法”來實(shí)現(xiàn)檢測。對測量系統(tǒng)，微機(jī)可以對其進(jìn)行自動調(diào)零，自動標(biāo)定、自動換檔，從而保證了測量系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，并大大地提高了工作效率。 傳統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)多通過游標(biāo)卡尺人工測量 , 無法滿足這一要求。 (4) 不能測量材料的屈服強(qiáng)度σ s、彈性模量 E、硬化指數(shù) n 和塑性應(yīng)變比 r 等參數(shù)。 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 萬能材料試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)行原理 萬能材料試驗(yàn)機(jī)的工作原理：利用力源對串聯(lián)同軸安裝的標(biāo)準(zhǔn)傳感器和被 檢試件施加載荷，從而測定試件的各方面力學(xué)性能。壓電陶瓷發(fā)生裝置是根據(jù)物理學(xué)中的逆壓電效應(yīng)原理，運(yùn)用壓電陶瓷材料，使用專門的工藝方法制作成的施力裝置，作為力值精密調(diào)節(jié)器，壓電陶瓷力發(fā)生裝置與標(biāo)準(zhǔn)傳感器和被測試件一起串聯(lián)安裝于測力系統(tǒng)中，當(dāng)試驗(yàn)機(jī)工作時(shí)，在施加粗負(fù)荷后，通過特殊研制的控制裝置控制施加于壓電陶瓷力發(fā)生裝置上的電場強(qiáng)度，改變它產(chǎn)生的微小變形量，從而達(dá)到精密調(diào)節(jié)力值的目的。 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 第 2 章 萬能材料試驗(yàn)機(jī)總體設(shè)計(jì) 加載方式 萬能材料試驗(yàn)機(jī)的加載方式有機(jī)械式和液壓式，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。單絲杠式難于保證精度（加載時(shí)，易偏離中心線），而多絲杠式結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，故采用單絲杠傳動方式，結(jié)構(gòu)相對簡單，能保證本試驗(yàn)機(jī)對精度的要求。螺旋傳動有蝸輪蝸桿傳動和滾珠絲杠副的傳動。而采用雙電機(jī)，其一為異步電機(jī)，其二為步進(jìn)電機(jī)，其造價(jià)較低且其結(jié)構(gòu)也不是很復(fù)雜。而工進(jìn)時(shí)，傳達(dá)到異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速已十分低，對于異步電機(jī)的影響不大。 萬能材料試驗(yàn)機(jī)主機(jī)部分是它的主體結(jié)構(gòu)，其所占空間與試驗(yàn)場地有密切聯(lián)系，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其體積及所需要占用的空間位置。本試驗(yàn)機(jī)中采用的防松措施為：雙螺母防松（即在螺母上再加一個(gè)螺母）和墊片防松。如過松，易使機(jī)構(gòu)失效，且易產(chǎn)生振動。 第 3 章 運(yùn)動動力設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 滾珠絲杠副的運(yùn)動動力設(shè)計(jì)計(jì)算 消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方式，采用雙螺母 ,通過兩螺母間的軸向位置，以消除軸向間隙，并進(jìn)行預(yù)緊 ,提高傳動的定位精度，重復(fù)定位精度及軸向剛度，預(yù)緊力一般為最大軸向載荷的 1/3。強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性也需要進(jìn)行驗(yàn)證。轉(zhuǎn)速很低時(shí)可僅按額定靜載荷確定或校核其尺寸 。HK ? F — 絲杠載荷加 %20 余量 F 144000N? 計(jì)算 39。 3439。 1 7 39。39? ?? F — 軸承軸向載荷 Z — 軸承滾去體數(shù)， 78Z? uL — 軸承有效長度， 1 2 1 5uL L r mm? ? ? 計(jì)算 0 . 90 . 8 0 . 9 0 . 90 . 0 0 0 6 1 4 4 0 0 0 1 0 . 5 7 71 5 7 8 s in 2 8 4 8 39。 0 . 3 6 5 0 . 0 0 6 0 . 2 8 8 0 . 0 6 4 0 . 7 2 3F T c a mm? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1mm? ? ， ? ???? 絲杠剛度符合條件。另外，要盡量減少絲杠，螺母所受的傾覆力矩，力求部件移動阻力的合力通過絲杠軸線。 4）密封與潤滑 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 為防止塵埃和污物進(jìn)入螺紋滾道，妨礙鋼球運(yùn)轉(zhuǎn)的流暢性并且加速鋼球與滾道的磨損，設(shè)計(jì)中必須考慮防護(hù)設(shè)施與密封。由于帶的抗拉強(qiáng)度高，受載后變形小，能保持齒的節(jié)距不變，所以傳動比較準(zhǔn)確，傳動平穩(wěn)，速度高，噪聲小，且無需潤滑清 潔，維護(hù)簡單。受載后的應(yīng)力分布狀態(tài)較好，提高了承載能力，防止帶齒與輪齒的干涉，降低振動與噪聲。 第三級帶傳動 ? 設(shè)計(jì)功率 : 3 3dAP K P? AK — 工況系數(shù) 查表 96? ， AK = 3P — 帶傳遞的功率 3P ? 計(jì)算3 3dAP K P? ? ? ? ? 選帶 型 : 根據(jù) dP 和 3n 同圖選取 8M 型帶，節(jié)距 8mm 。 ? 計(jì)算得蝸輪蝸桿以下數(shù) 據(jù) : 蝸輪分度圓直徑 2 2 1 22 2 1 2 4d m z a d x m m m? ? ? ? ? 齒頂圓直徑 1 1 1 12 2 3 5 . 5 2 1 2 3 9 . 5aad d h a d h m m m?? ? ? ? ? ? ? ? ? 蝸牛桿齒根圓直徑 ? ? ? ?11 2 3 5 .5 2 1 1 .2 2 3 0 .7fad d h c m m m?? ? ? ? ? ? ? ? ? 蝸桿齒根高 ? ? ? ?1 1 0 .2 2 2 .4fah h c m m m?? ? ? ? ? ? 蝸牛桿齒頂高 11 2 2 . 4 4 . 4fah h h m m? ? ? ? ? 蝸桿軸向齒距 2 mm??? 蝸桿導(dǎo)程角 : 1 1ztg q? ?? ， 1 5 m m m mm? ? ? ?， 1 1 217 .8tg? ?? ? ? 蝸桿寬度 1 62b mm? 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 蝸輪齒頂高 ? ? ? ?22 2 1 0 .1 2 5 2 .2 5fah m h x m m?? ? ? ? ? ? 蝸輪齒高 2 2 2 2. 25 2. 15 4. 4afh h h m m? ? ? ? ? 蝸輪齒根高 ? ? ? ?22 2 1 0 .1 2 5 0 .2 2 .1 5fah m h c x m m??? ? ? ? ? ? ? ? 蝸輪齒根圓直徑 2 2 12 12 4 2 2. 15 11 9. 7ffd d h m m? ? ? ? ? ? 蝸輪齒寬 ? ?2 2 0 . 5 1 1 9 . 3 2b m q m m? ? ? ? 蝸輪齒寬角 212 a r c s in 6 5 .9 5bd? ??? ? ????? 材料選擇：表面淬火， 45 鋼，硬度 HRC50 55。 ? 蝸桿軸的剛度計(jì)算 剛度不足會導(dǎo)致蝸桿副的不常嚙合，造成偏載，加劇 磨損，故應(yīng)驗(yàn)算蝸桿軸的剛度。此時(shí)應(yīng)該按軸承的靜載荷計(jì)算。包括原動機(jī)特性，負(fù)載特性，結(jié)構(gòu)因素，操作方式等，由于本實(shí)驗(yàn)機(jī)對離合器的負(fù)載較小，以下將通過計(jì)算選擇合適的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)試驗(yàn)機(jī)對平穩(wěn)噪聲等要求，在此選擇柔性離合器。對以上 ? 的選擇作一下說明，在設(shè)計(jì)中所取? 過小，將延長接合時(shí)間，使磨擦元件過熱，加速磨損。 根據(jù)以上分析和計(jì)算選擇離合器 DLD520，其參數(shù)如下表所示： 型號 摩擦扭矩（ Nm? ） 功率 最高轉(zhuǎn)速 激勵電壓 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 動扭矩（ Nm? ） 靜扭矩（ Nm? ） （ W ） （ /minr ） （ V ） DLD520 20 22 24 20 5000 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 31 第 4 章 使用說明 使用說明 : 1．在機(jī)器的運(yùn)輸，安裝等過程中，應(yīng)避免碰傷，刮傷，以免機(jī)器因其而生銹。 常見故障 ： 度盤指針靈敏性差，卸荷后有中途停止現(xiàn)象，或者零點(diǎn)位置經(jīng)常變動。 2 . 指針轉(zhuǎn)動軸臟，應(yīng)清洗。這段時(shí)間里，我們付出了很多，也收獲了很多，我們遇到了很多困難，也得到了很多幫助，大學(xué)就這樣要過去了，我們能有這樣的付出和收獲，我們感到滿足。到最后各結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等，這些將以前學(xué)過的東西全都融合起來，使我們對所接觸到的知識的理解更加深入。 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 33 參考文獻(xiàn)： [1]現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊，機(jī)械工業(yè)出版社。 [5]滾動軸承產(chǎn)品樣本，中國工業(yè)出版社。 [9]機(jī)械設(shè)計(jì) /譚慶昌，趙洪志主編 .－北京：高等教育出版社， [10]材料力學(xué) /聶毓琴，孟廣偉主編 .－北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 。 [7]材料力學(xué)，吉林科學(xué)出版社。 [3]常用軸承技術(shù)手冊，卜炎 編，機(jī)械工業(yè)出版社。畢業(yè)后就要參加工作，應(yīng)該會遇到更多的困難，我們相信在大學(xué)里學(xué)到的這些知識，能夠使我們更容易接受新的知識，學(xué)習(xí)新的技能，更快的適應(yīng)新的工作，新的環(huán)境。剛拿到這個(gè)題目時(shí)不知道這是什么，只記得以前做實(shí)驗(yàn)時(shí)用過，也沒注意具體是什么結(jié)構(gòu)。 4 . 潤滑情況不良，應(yīng)加以調(diào)整或清洗。 1 . 齒桿上的滑輪及其道軌灰塵過多、銹蝕。 3．在安裝中，一定要保 證動橫梁下表面，靜橫梁上表面的平等度在一米范圍內(nèi)不超過。一般選取 ? 值時(shí)，對沖擊載荷小，接合較平穩(wěn)的離合器，宜取較小值；對于沖擊大，或要求接合迅速的離合器，應(yīng)取較大值。 總之對離合器的其本要求是接合平穩(wěn)，分離徹底，動作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，外形尺寸小和從動部分慣性小，操作省力，對接合元件壓緊力能達(dá)到內(nèi)力平衡，使用壽命長。柔性接合，主要靠接合元件的相互壓緊，利用壓緊后產(chǎn)生的磨擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，并允許在接合過程中稍有打滑。 壽命計(jì)算 : 60 1060h cL np???? ???? 0hL — 基本額定壽命（ h ） c — 基本額定動載荷（ N） p — 當(dāng)量動載荷（ N） ? — 壽命系數(shù)（滾子軸承 10/3?? ） n — 軸承轉(zhuǎn)速（ /minr ） 計(jì)算 10 / 363 60 10 10 8 10 1. 16 1060 0. 3 43 43 8. 3hL???? ? ?????? hL 軸承壽命符合條件。 滾珠絲杠多采用滾動軸承支承，既承受徑向力又承受軸向力，且其力值較大 ，故采用圓錐滾子軸承。 ? 蝸輪輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 : 由于蝸牛輪輪齒的齒形比較復(fù)雜，要精確計(jì)算比較困難，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，齒根彎曲強(qiáng)度主要與模數(shù) m 和齒寬 2b 這兩個(gè)主要的幾何參數(shù)有關(guān)，故可用簡單條件計(jì)算法來校核。 ? 初定中心距 02a ： 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 取 3 4 0 3 3 40 .7 ( ) 2 ( )d d a d d? ? ? ? 030 . 7 ( 6 1 . 1 2 2 1 3 . 9 0 ) 2 ( 6 1 . 1 2 2 1 3 . 9 0 )a? ? ? ? 031 9 2 .5 1 4 5 5 0 .0 4m m a m m?? 取 03 225a mm? ? 帶長及齒數(shù)： 2340 3 3 4 0()2 ( )24p ddL a d d a? ?? ? ? ? 2 5 0 4 3 3 2 5 .8 9 1 1 .8 mm? ? ? ? 查表 92? 選取標(biāo)準(zhǔn)值 pL 及其齒數(shù) bZ ， 908pL mm? 135bZ? 實(shí)際中心距 3()a mm ，中心距可調(diào)， 033 0 3 9 0 8 9 1 1 . 82 2 5