【正文】 課題的提出 ............................................................................................................ 3 課題產(chǎn)生的背景 ............................................................................................ 3 課題的意義 .................................................................................................. 3 國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)機(jī)研究的回顧、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ........................................................... 4 國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)機(jī)發(fā)展及其趨勢(shì) .......................................................................... 4 國(guó)內(nèi) 外 各種實(shí)驗(yàn)機(jī)的介紹 .............................................................................. 4 萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)行原理 .................................................................................... 7 第 2 章 萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)總體設(shè)計(jì) ...............................................................................10 加載方式 ................................................................................................................ 8 液壓式 .......................................................................................................... 8 機(jī)械式 .......................................................................................................... 9 傳動(dòng)方式 ................................................................................................................ 9 總體結(jié)構(gòu) ................................................................................................................ 9 第 3 章 運(yùn)動(dòng)動(dòng)力設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 ..................................................................................... 11 滾珠絲杠副的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................................................ 11 靜載荷條件 ..................................................................................................12 絲杠壽命計(jì)算 ..............................................................................................12 絲杠強(qiáng)度計(jì)算 ..............................................................................................13 絲杠的穩(wěn)定性 ..............................................................................................14 絲杠的剛度 ..................................................................................................16 絲杠的傳動(dòng)效率功率 ....................................................................................17 滾珠絲杠幾何參數(shù) .......................................................................................18 電機(jī)的選擇 ...........................................................................................................19 步進(jìn)電機(jī)的選擇 ...........................................................................................19 異步電動(dòng)機(jī)選擇 ...........................................................................................20 電動(dòng)機(jī)的參數(shù) ..............................................................................................20 ，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 ..............................................................................20 ............................................................................................21 （同步） ................................................................21 ............................................................................................23 輪蝸桿減速器的計(jì)算 ..............................................................................25 .......................................................................28 ..................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第 4 章 使用說明 ......................................................................................................32 第 5 章 總結(jié) .............................................................................................................33 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................33 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 3 第 1 章 摘要 課題的提出 課題產(chǎn)生的背景 為了能在走上工作崗位之后更快地進(jìn)入職業(yè)角色、我們需要在通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)初步地將自己在大學(xué)所學(xué)習(xí)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去。 課題的意義 通 常 ,把測(cè)定材料機(jī)械性能的儀器和設(shè)備稱為材料試驗(yàn)機(jī)。 國(guó)外，在工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家中，對(duì)于試驗(yàn)機(jī)的研制和生產(chǎn)，都是比較重視的。 實(shí)際上，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)和各種工程設(shè)計(jì)來說，材料試驗(yàn)機(jī)是確保各種機(jī)器，車輛，船舶和結(jié)構(gòu)物的合理設(shè)計(jì)與安全運(yùn)行的重要測(cè)試設(shè)備。否則，可能造成 浪費(fèi)，或者導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重的事故。 在工業(yè)生產(chǎn)特別是軍事工業(yè)生產(chǎn)中，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，常常需要對(duì)各種材料和零部件或整機(jī)進(jìn)行檢定和測(cè)試。 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。鋼鐵廠生的的鋼材，也需要隨時(shí)檢驗(yàn)。 上述幾點(diǎn)，已足以說明材料試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展對(duì)航空，冶金，機(jī)械，建筑和造船等工業(yè)部門，在合理設(shè)計(jì)工程結(jié)構(gòu)，節(jié)約材料，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改進(jìn)工藝和降低成本方面具有重要的意義。 國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)機(jī)研究的回顧、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)機(jī) 發(fā) 展及其趨勢(shì) 近些年來，隨著航空，冶金，造船，化工和機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的迅速發(fā)展，對(duì)金屬材料試驗(yàn)提出的要求也越來越高，許多產(chǎn)品的重要的零部件甚至整機(jī)，常常需要在各種復(fù)雜的情況下進(jìn)行模擬試驗(yàn)。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。這種試驗(yàn)機(jī)除了能做拉壓，彎，剪切等表態(tài)試驗(yàn)外，還可 以做蠕變和松弛試驗(yàn)，有的還能做動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，測(cè)定材料的疲勞極限。近來電液伺服系統(tǒng)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)后來居上。 機(jī)械式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的加荷機(jī)械和測(cè)力機(jī)械一般采用機(jī)械傳動(dòng)裝置。但負(fù)荷能力受到一定限制，最大負(fù)荷多在 10噸以下。所以，國(guó)外一些主要生產(chǎn)廠已經(jīng)不再生產(chǎn)，有的僅放在次要的地位。范圍一般為 10200 噸。與機(jī)械萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)相比較，除負(fù)荷較大外，加荷平衡，加荷速度可自由調(diào)節(jié)。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(cè)量和記錄的新型材料試驗(yàn)機(jī)。而其揚(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 5 中在靜態(tài)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上的拉伸、壓縮、彎曲、剪切等試驗(yàn) 尤為廣泛。若對(duì)其指示、記錄系統(tǒng)及控制系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募夹g(shù)改造，則可以充分地發(fā)揮設(shè)備的潛能，大大提高其技術(shù)性能及使用價(jià)值，更好地為材料研究、質(zhì)量控制和實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)。 本系統(tǒng)在充分 掌握大量試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)信息的基礎(chǔ)上，采用虛擬儀器技術(shù)，進(jìn)行了靜態(tài)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)數(shù)控化系統(tǒng)的硬件搭建及軟件設(shè)計(jì)。它通過油泵向油缸輸油加壓 , 由流量調(diào)節(jié)閥控制流量。 它的液壓夾具的鉗口座比較笨重 , 容易損壞 。 2． 電子萬(wàn)能 試驗(yàn)機(jī) 電子材料試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)力、應(yīng)變、位移的閉環(huán)控制 。 裝卸夾具和附件方便 。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。采用集散技術(shù)，有效地利用了微機(jī)功能對(duì)各種附件和功能單元進(jìn)行組合管理、控制、實(shí)現(xiàn)多種功能試驗(yàn) 。其中機(jī)身、橫梁及支撐裝置只需滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求即可 , 而引伸計(jì)和試驗(yàn)鉗口則是試驗(yàn)機(jī)的關(guān)鍵測(cè)量裝置和部件。首先 , 通過計(jì)算機(jī)可完成試驗(yàn)階段的設(shè)置。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(chǔ)頻率等主要參數(shù)值。 3． 擴(kuò)大試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)噸位的機(jī)械增力裝置 該裝置屬于材料試驗(yàn)設(shè)備，能在一定的試驗(yàn)條件下解決小噸位高頻拉壓試驗(yàn)機(jī)不能進(jìn)行大噸位試驗(yàn)的問題。該裝置能確保原試驗(yàn)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)及使用壽命，能達(dá)到“以小改大、一機(jī)多用”的目的，具有結(jié)構(gòu)緊湊、工藝簡(jiǎn)單、測(cè)試精確、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。尤其配以滾珠絲杠與同步齒型膠帶的傳動(dòng)系統(tǒng)，使得整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，響應(yīng)快、噪聲低、效率高。 通過對(duì)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(cè)量的精度。 011μ m, 速度可達(dá) 16m / s 。 (2) 數(shù)據(jù)人工生成。 (3) 速度調(diào)節(jié)為機(jī)械的有級(jí)調(diào)速 , 速度控制為開環(huán)控制 , 不能構(gòu)建轉(zhuǎn)速閉環(huán)。事實(shí)上 , 多功能材料試驗(yàn)機(jī)、萬(wàn)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(duì)象都比較相似 , 對(duì)控制效果的要求也相似。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。顯然作為承載和測(cè)力元件的傳感器受到的負(fù)荷是彈性力，而傳感器和被檢試件，加載系統(tǒng)都可分別看作彈性元件，因此可簡(jiǎn)化為一彈性系統(tǒng)。粗加載系