【導讀】揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書。設計（論文）題目：萬能材料試驗機。完成時間：2021年5月

　　

【正文】 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 2 5 0 0 0 / 1 .6hhZL??,取 ? nZ — 轉速系數(shù)， ? ? 182 / 81 0 .7 61nZ n????????? minHS — 最小安全系數(shù)， min 1 ? ，取 min ? 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 26 計算 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??? ,齒面接觸強度符合條件。 ? 蝸輪輪齒的彎曲強度計算 : 由于蝸牛輪輪齒的齒形比較復雜，要精確計算比較困難，實踐經(jīng)驗證明，齒根彎曲強度主要與模數(shù) m 和齒寬 2b 這兩個主要的幾何參數(shù)有關，故可用簡單條件計算法來校核。 22tA PFKUUmb?? 115 88 .? ? ? 2tF — 蝸輪的圓周力， 22 1 7 11 ? ? ? AK — 使用系數(shù)， ? m — 蝸桿軸向模數(shù)， 2m? 2b — 蝸輪齒寬， 2 mm? pU — 許用系數(shù) limU — 輪齒彎曲計算時的極限 U系數(shù)，查表 251, lim 115U ? minFS — 彎曲強度的最小安全系數(shù)，取 min 1 ? ,取 min ? 計算 11 32 19 .32U ???? 115 PU ?? 可見 PUU? ，蝸輪輪齒彎曲強度條件符合。 ? 蝸桿軸的剛度計算 剛度不足會導致蝸桿副的不常嚙合，造成偏載，加劇 磨損，故應驗算蝸桿軸的剛度。 蝸桿軸的最大撓度（ mm ） 1 11232 lim48t ry FLF yEI? ? ? 1tF — 蝸桿圓周力（ N）， 11 12 TFNd?? 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 27 1rF — 蝸桿徑向力（ N）， 311 ta n 3 3 . 2 5 ta n 2 0 1 2 . 1 1 0rxF F N?? ? ? ? ? ? 1E — 蝸桿材料的彈性模量，對于鋼 1 206000 aE Mp? I — 蝸桿危險截面處的慣性矩， 4 4 41 2 3 5 .5 496326 4 6 4mdI m m?? ? ? L — 蝸桿軸承間的跨距，計算時可以取 ? ? ? ，取 limy — 極限撓度，淬硬蝸桿 lim ? 計算 ? ? ? ? 3221 1 6 .6 1 2 .1 1 .3 8 0 0 .0 0 0 2 74 8 2 0 6 0 0 0 4 9 6 3 2y m mI??????limy? 蝸桿剛度條件符合。 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。 對于轉速極低的軸承，其失效形式是滾動體內(nèi)外圓滾道接觸處出現(xiàn)不均勻塑性變形凹坑，使軸承在運轉中出現(xiàn)振動和噪音而不能正常工作。此時應該按軸承的靜載荷計算。 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 4 8 7 . 0 / 2 0 . 7 3 4 7 . 9srF F Y N? ? ? ? 判斷軸向力方向 : ? ?211 4 4 0 0 0 3 4 7 . 9 1 4 4 3 4 7 . 9 1 5 7 8 . 2ssA F N F N? ? ? ? ? 即 22 1 4 4 3 4 7 .9asF A F N? ? ? 12 F N?? 計算 /arFF并與 e 比較 : 11/ 3 4 7 . 9 / 2 2 0 9 . 5 0 . 1 6arF F e? ? ? 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 28 22/ 1 2 0 3 4 7 . 9 / 4 8 7 . 0 2 4 7 . 1arF F e? ? ? 靜載荷計算 : 1 1 0 10 . 5 0 . 5 2 2 0 9 . 5 0 . 4 3 4 7 . 9 1 2 4 3 . 9 1o r 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? ? ? ? ? ? ? 動載荷計算 : 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 — 靜強度安全系數(shù)，取 0 ? 0P — 當量靜載荷， 0 ? 計算 ? ?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。 壽命計算 : 60 1060h cL np???? ???? 0hL — 基本額定壽命（ h ） c — 基本額定動載荷（ N） p — 當量動載荷（ N） ? — 壽命系數(shù)（滾子軸承 10/3?? ） n — 軸承轉速（ /minr ） 計算 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。 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 29 在設計和選擇離合器時，應該考慮影響離合器工作性能的各因素。包括原動機特性，負載特性，結構因素，操作方式等，由于本實驗機對離合器的負載較小，以下將通過計算選擇合適的轉矩。離合器為剛性接合元件，大都具有相當硬度和強度的金屬件，因此在接合瞬時，嚙合主，從動件之間產(chǎn)生相 當大的沖擊載荷 ，易損壞接合元件，并引起機械沖擊和噪聲。柔性接合，主要靠接合元件的相互壓緊，利用壓緊后產(chǎn)生的磨擦力傳遞轉矩，并允許在接合過程中稍有打滑。能夠使從動部分的轉速較緩慢地上升，減小機械沖擊，使機器的工作狀態(tài)比較平穩(wěn)。根據(jù)試驗機對平穩(wěn)噪聲等要求，在此選擇柔性離合器。 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。 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，結構簡單，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到內(nèi)力平衡，使用壽命長。 T T T??? cT — 計算轉矩 ? ?Nm? T — 理論轉矩 ? ?Nm? ， N m?? ? — 儲備系數(shù)，見表 2? ，取 ?? 計算 1 .2 2 .0 7 2 .5cT T N m?? ? ? ? ? 計算轉矩應該小于離合器的許用轉矩 ??T 。對以上 ? 的選擇作一下說明，在設計中所取? 過小，將延長接合時間，使磨擦元件過熱，加速磨損。而 ? 過大，則會使 離合器接合剛度增大，操縱功增加。一般選取 ? 值時，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，應取較大值。本試驗機離合時無工作載荷，因此取較小值。 根據(jù)以上分析和計算選擇離合器 DLD520，其參數(shù)如下表所示： 型號 摩擦扭矩（ Nm? ） 功率 最高轉速 激勵電壓 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 30 動扭矩（ Nm? ） 靜扭矩（ Nm? ） （ W ） （ /minr ） （ V ） DLD520 20 22 24 20 5000 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 31 第 4 章 使用說明 使用說明 : 1．在機器的運輸，安裝等過程中，應避免碰傷，刮傷，以免機器因其而生銹。 2．在機器的安裝中，必須做主靜橫梁的上表面水平，可通過調(diào)整四個腳上的支承螺釘來達到水平要求。 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。且必須保證其上安裝陶瓷力發(fā)生裝置的孔，與動橫梁上的孔的同軸度為 。 常見故障 ： 度盤指針靈敏性差，卸荷后有中途停止現(xiàn)象，或者零點位置經(jīng)常變動。此種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因是多方面的。 1 . 齒桿上的滑輪及其道軌灰塵過多、銹蝕。此時需要卸下清洗干凈，再加少許鐘表油。 2 . 指針轉動軸臟，應清洗。 3. 齒桿壓片和齒桿之間有接觸，應調(diào)松。 4 . 潤滑情況不良，應加以調(diào)整或清洗。 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 32 第 5 章 總結 經(jīng)過兩三個月的時間，我們的畢 業(yè)設計完成了。這段時間里，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。經(jīng)過這次畢業(yè)設計，使大學里學到的東西重新得到鞏固并在一些方面有了更新的認識。剛拿到這個題目時不知道這是什么，只記得以前做實驗時用過，也沒注意具體是什么結構。經(jīng)過開始一段時間的查閱，上網(wǎng)查找，到實驗室實地觀察，請教老師，一系列問題得到解決，具體方案越來越清晰。到最后各結構的設計等，這些將以前學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。 在畢 業(yè)設計過程中，老師和同學們給了很大的幫助，很多以前自己忽略的東西經(jīng)過老師，同學的提示有了新的體會，使所學知識更加鞏固。畢業(yè)后就要參加工作，應該會遇到更多的困難，我們相信在大學里學到的這些知識，能夠使我們更容易接受新的知識，學習新的技能，更快的適應新的工作，新的環(huán)境。 感謝學院各位老師的培養(yǎng)，感謝老師的評閱。 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 33 參考文獻： [1]現(xiàn)代機械傳動手冊，機械工業(yè)出版社。 [2]機械設計，潭慶昌 編，高等教育出版社。 [3]常用軸承技術手冊，卜炎 編，機械工業(yè)出版社。 [4]機械設計圖冊，成大 先 編，化學工業(yè)出版社。 [5]滾動軸承產(chǎn)品樣本，中國工業(yè)出版社。 [6]中國機電產(chǎn)品目錄，國家機械工業(yè)局 編，機械工業(yè)出版社。 [7]材料力學，吉林科學出版社。 [8]機械設計手冊，機械工業(yè)出版式社。 [9]機械設計 /譚慶昌，趙洪志主編 .－北京：高等教育出版社， [10]材料力學 /聶毓琴，孟廣偉主編 .－北京：機械工業(yè)出版社，