【正文】 [6]中國機(jī)電產(chǎn)品目錄，國家機(jī)械工業(yè)局 編，機(jī)械工業(yè)出版社。 在畢 業(yè)設(shè)計(jì)過程中，老師和同學(xué)們給了很大的幫助，很多以前自己忽略的東西經(jīng)過老師，同學(xué)的提示有了新的體會，使所學(xué)知識更加鞏固。 3. 齒桿壓片和齒桿之間有接觸，應(yīng)調(diào)松。 2．在機(jī)器的安裝中，必須做主靜橫梁的上表面水平，可通過調(diào)整四個(gè)腳上的支承螺釘來達(dá)到水平要求。 操作方式的不同也會影響離合器的工作性能，因此操作方便的電磁離合器成了最好的選擇。 軸承反安裝，其內(nèi)部軸向力 : ? ?11 / 2 2 2 0 9 .5 / 2 0 .7 1 5 7 8 .2srF F Y N? ? ? ? ? ?22 / 2 48 7. 0 / 2 0. 7 34 7. 9srF F Y N? ? ? ? 判斷軸向力方向 : ? ?2114 40 00 34 7. 9 14 43 47 .9 15 78 .2ssA F N F N? ? ? ? ? 即 22 144 347 .9asF A F N? ? ? 12 F N?? 計(jì)算 /arFF并與 e 比較 : 11/ 347 .9 / 220 F e? ? ? 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 28 22/ 1 2 0 3 4 7 .9 / 4 8 7 .0 2 4 7 .1arF F e? ? ? 靜載荷計(jì)算 : 1 1 0 10 .5 0 .5 2 2 0 9 .5 0 .4 3 4 7 .9 1 2 4 3 .9 1or r ap F Y F N? ? ? ? ? ? ? 2 2 0 20 .5 0 .5 4 8 7 .0 0 .4 1 2 0 3 4 7 .9 4 8 4 5 2 .2 4o r r ap F Y F N? ? ? ? ? ? ? 動(dòng)載荷計(jì)算 : 11 F N?? 2 2 20 .4 0 .4 4 8 7 .0 0 .7 1 2 0 3 4 7 .9 8 4 5 6 0 .1r r ap F Y F? ? ? ? ? ? ?N 驗(yàn)證額定靜載荷 : ? ?3 00128 10oC N S P?? oC — 基本額定靜載荷， 3128 10oC ?? 0S — 靜強(qiáng)度安全系數(shù)，取 0 ? 0P — 當(dāng)量靜載荷， 0 ? 計(jì)算 ? ?33001 2 8 1 0 2 .0 4 8 4 5 2 .2 4 9 6 .9 1 0oC N S P N N? ? ? ? ? ? 軸承符合靜載荷要求。 ? 齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算： 31 0 0 0 /H E Z AZ Z T K a?? ? lim m in/H p H h n HZ Z S??? EZ — 材料彈性系數(shù)，表 ? ， 147EZ Mp? Z? — 接觸系數(shù)，根據(jù)蝸桿的類型及蝸桿分度圓直徑與中心距比 值 ? ?1/da查圖 9? ， ?? a — 嚙 合中心距， 80a mm? ZT — 蝸牛輪矩， N m?? AK — 使用系數(shù)，查表 40? ， ? Hp? — 使用接觸應(yīng)力 limH? — 蝸 牛輪 輪齒 材料 接觸 疲勞 極 限， 查表 ，lim 265HaMp? ? hZ — 壽命系數(shù)， 6 2500 0 / ??,取 ? nZ — 轉(zhuǎn)速系數(shù)， ? ? 182 / 81 1nZ n????????? minHS — 最小安全系數(shù)， min 1 ? ，取 min ? 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 26 計(jì)算 31 4 7 2 .7 1 0 0 0 2 .0 7 1 .5 / 8 0 3 0 .9 1Ha Mp? ? ? ? ? ? 2 6 5 1 .3 0 .7 6 / 1 .2 2 1 8 .2H p aMp? ? ? ? ? 即H Hp???,齒面接觸強(qiáng)度符合條件。 ? 設(shè)計(jì)功率： 1 1dAP K P? AK 工況系數(shù) 查表 96? ， AK = 1P 一帶傳遞的功率 1P ? 計(jì)算1 1dAP K P? 1 .7 1 4 .2 2 4 .1 4W? ? ? ? 選 帶型： 根據(jù) dP 和 1n 同圖選取 3M 型帶，節(jié)距 3mm 。此試驗(yàn)機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用防塵罩密封。 絲杠的傳動(dòng)效率功率 由轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)橐苿?dòng) : tantan( )T?? ??? ? 見圖 7? ， ?? 絲杠的驅(qū)動(dòng)功率 : 3109550TP ? ?? ? ? 33143436 1 0 4 .5 0 1 09 5 5 0 0 .8 8 kW??? ? ?? 滾珠絲杠幾何參數(shù) 公稱直徑 0 50d mm? 導(dǎo) 程 10hP mm? 螺 旋 角 21739。) / 2 16 13 76 /N m m? ? ? ? ? ? 采用預(yù)緊，因此預(yù)緊產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也要計(jì)算，預(yù)緊力為最大軸向力的 1/3，則 2201 / 3 ( ) / 2( 1 ) 47 69 /TT F d N m m? ? ?? ? ? ? 絲杠合轉(zhuǎn)矩 12 ( 161 376 476 9) / 166 145 /T T T N m m N m m? ? ? ? ? 當(dāng)量應(yīng)力 2223224( ) ( )0 .2FTdd? ??? 2d — 絲杠螺紋底徑 2022sd d e r? ? ? 50 2 0. 08 4 2 3. 09 6? ? ? ? ? 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 14 ? 計(jì)算 22234 1 4 4 0 0 0 1 6 7 1 9 5( ) ( )4 3 . 9 7 6 0 . 2 4 3 . 9 7 6? ???? ? aMp? 查表 15? ， 480 500saMp? ? ， ? ? (0. 2 0. 3) s??? 96 165? aMp 根據(jù)強(qiáng)度條件 ? ???? ，即 絲杠滿足強(qiáng)度條件。oa F HC K K F? = 144000=172800N 217300Coa? N 即絲杠滿足靜載荷條件。 采用內(nèi)循環(huán)方式，墊片式消隙和預(yù)緊。如過緊，則又使機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)不良。且應(yīng)使其便于安裝和運(yùn)輸。加載時(shí)，絲桿的轉(zhuǎn)速低，其運(yùn)動(dòng) 速度慢，當(dāng)兩元件的距離較遠(yuǎn)時(shí)，如不采用快進(jìn)機(jī)構(gòu)則其效率較低。 本試驗(yàn)機(jī)的傳動(dòng)主要為螺旋傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)?？刂蒲b置運(yùn)用微型計(jì)算機(jī)和微電子控制技術(shù)，以標(biāo)準(zhǔn)測力儀的輸出作為反饋信號，實(shí)現(xiàn)對施加負(fù)荷和力值穩(wěn)定調(diào)節(jié)的閉 環(huán)控制和工作過程自動(dòng)化。事實(shí)上 , 多功能材料試驗(yàn)機(jī)、萬能材料試驗(yàn)機(jī)等 , 其實(shí)驗(yàn)原理與當(dāng)前主流的計(jì)算機(jī)控制材料試驗(yàn)機(jī)并沒有實(shí)質(zhì)性的變化 , 其被控對象都比較相似 , 對控制效果的要求也相似。 通過對傳統(tǒng)材料試驗(yàn)機(jī)的分析 , 發(fā)現(xiàn)其不足主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 : (1) 無法保證角度及位移測量的精度。在三個(gè)試驗(yàn)階段設(shè)置中 , 均要選擇速率控制類型和最大存儲頻率等主要參數(shù)值。計(jì)算機(jī)控制整個(gè)試驗(yàn)過程 , 保證了試驗(yàn)的質(zhì)量。它通過油泵向油缸輸油加壓 , 由流量調(diào)節(jié)閥控制流量。這是一種將電子技術(shù)應(yīng)用于試驗(yàn)機(jī)負(fù)荷系統(tǒng)與變形系統(tǒng)中，精確地進(jìn)行測量和記錄的新型材料試驗(yàn)機(jī)。但負(fù)荷能力受到一定限制，最大負(fù)荷多在 10噸以下。所有這些新技術(shù)的應(yīng)用，不僅使材料試驗(yàn)機(jī)的性能在為提高，而且使材料試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生了很大的變化。 在冶金工業(yè)生產(chǎn)中，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，也提出了許多新問題。 國外，在工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家中，對于試驗(yàn)機(jī)的研制和生產(chǎn)，都是比較重視的。所以在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)之下，我選擇了萬能材料試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)這個(gè)題目。而要獲得準(zhǔn)確的材料機(jī)械性能數(shù)據(jù)，只有使用材料試驗(yàn)機(jī)。 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 4 另外，由于材料試驗(yàn)機(jī)所涉及到的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域比較廣泛，如高溫技術(shù)，低溫技術(shù)，真空技術(shù)，液壓技術(shù)，光學(xué)技術(shù)，電子技術(shù)和激光技術(shù)等，并且還應(yīng)用各種測試，記錄和顯示儀器，所以材料試驗(yàn)機(jī)的技術(shù)發(fā)展，往往取決于很多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的水平。此外，有時(shí)又按其他特征分為高溫，低溫，大型，微型和自動(dòng)試驗(yàn)機(jī)等。最大負(fù)荷高達(dá) 5500 噸。 本系統(tǒng)將先進(jìn)的虛擬儀器技術(shù)、傳感技術(shù)、測試技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合并應(yīng)用于靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)，來實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能參數(shù)的自動(dòng)檢測，其中試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)處理分析和試驗(yàn)中的加載速率控制是本系統(tǒng)研究的重點(diǎn)。 試驗(yàn)中無須選擇量程 , 可實(shí)行全過程自動(dòng)控制 。 電子材料試驗(yàn)機(jī)由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。 4． 機(jī)械式帶傳動(dòng)萬能材料試驗(yàn)機(jī) 基于主機(jī)架采用門式結(jié)構(gòu)，使 得造型勻稱美觀大方結(jié)構(gòu)簡單、成本低。采用人工讀取的形式獲得數(shù)據(jù) , 數(shù)據(jù)無法即時(shí)匯總和分析。力源施加裝置由粗加載和精密加載兩個(gè)有機(jī)部分組成。 缺點(diǎn)： ? 難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，微小距離難于實(shí)現(xiàn) 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 9 ? 易造成環(huán)境污染 機(jī)械式 優(yōu)點(diǎn)： ? 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 ? 無污染 缺點(diǎn)： ? 大力值難于實(shí)現(xiàn)，一般僅適用于小于 1000kN 的力 對比上面兩種加載方式，由于本設(shè)計(jì)的規(guī)格為 120kN，故決定采用機(jī)械式加載方式。滾珠絲杠采用墊片式消隙和預(yù)緊方式，可通過調(diào)整預(yù)緊力來改變其松緊程度，以便使用權(quán)絲杠運(yùn)轉(zhuǎn)自如。在快進(jìn)時(shí)，異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而步進(jìn)電機(jī)不工作，即轉(zhuǎn)速為零。 因此應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況定時(shí)加一定的潤滑脂，以保證機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)良好。 滾珠絲杠的承載能力取決于其抗疲勞能力，故應(yīng)首先按壽命條件和額定動(dòng)載荷選擇和校驗(yàn)其基本參數(shù)。oa F HC K K F? FK — 載荷系數(shù) 查表 ， FK = ，取 FK = 39。? 0d — 絲杠公稱直徑 0 50d mm? ? — 絲杠螺旋角 21739。 3 9 c mm? ?? ? ??? 有預(yù)緊情況下軸向變形為接觸變形的 1/2， 即 39。 2）防止逆轉(zhuǎn) 滾珠絲杠傳動(dòng)反行程不能自鎖，為了使用權(quán)螺旋傳動(dòng)受軸向中力后不發(fā)生逆轉(zhuǎn)，在此試驗(yàn)機(jī)中采用了輪蝸桿 62:1 的傳動(dòng)比，這種傳動(dòng)比的蝸輪蝸桿可以起到自鎖作用。 此設(shè)計(jì)選用弧齒同步帶。 ? 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 03 3 ( ) 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 2 2 3 . 122pLLa a m m? ?? ? ? ? ? ? 小帶輪嚙合齒數(shù)： ? ?333 4 32322bm z p zz e n t z za???? ? ????? ? ?22 4 8 2 4 8 4 2 42 2 2 2 3 . 1e n t ? ???? ? ??????