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目 錄
摘 要 3
第一章???概述 5
1.1材料試驗機概述 5
1.2國內(nèi)外試驗機研究的現(xiàn)狀 5
第二章 設(shè)計方案 9
2.1方案簡述 9
2.1.1方案一：錐齒輪傳動 9
2.1.2 方案二：鏈輪傳動 9
2.1.3方案三：絲桿傳動 10
2.1.4方案四：液壓傳動 11
2.2方案比較 12
第三章 運動動力設(shè)計和相關(guān)計算 13
3.1電動機的選擇 13
3.2傳動裝置總傳動比的計算及其分配 13
3.3蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)的設(shè)計與校核 14
3.3.1渦輪蝸桿材料的選擇 14
3.3.2蝸桿傳動類型的選擇 14
3.4錐齒輪的傳動設(shè)計 18
3.4.1選材、熱處理、選齒輪 18
3.4.2按接觸強度計算d 18
3.4.3校核d 20
3.4.4根據(jù)齒根彎曲強度校核 21
3.4.5幾何尺寸的計算 22
3.5工作主軸的設(shè)計和校核 23
3.5.1計算工作主軸 23
3.5.2工作主軸的校核 24
3.6滾珠絲桿傳動的設(shè)計與校核 26
3.6.1工作壓強的計算 26
3.6.2靜載荷計算 27
3.6.3螺桿的強度計算 28
3.6.4壽命計算 28
總 結(jié) 30
參考文獻 31
文獻翻譯 32
萬能材料試驗機
摘 要: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，可以對材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)、沖擊、疲勞、蠕變、持久、松弛、磨損、硬度等試驗。近年來，試驗機行業(yè)技術(shù)突飛猛進。試驗機向著兩個方向即超微外力檢測與超大外力檢測發(fā)展。高檢測精度、高靈敏度、運動平穩(wěn)、易于操縱是目前試驗機的主要發(fā)展方向。?
本文首先概述了試驗機的基本定義、分類與國內(nèi)外一些重要生產(chǎn)商的成果。第二部分論述了所想到的四種方案并對這些方案優(yōu)缺點作了分析和對比。前三種方案均為利用滾珠絲杠，最后一種則利用液壓。在彼此比較后決定選第一種方案。第三部分則是說明了試驗機的主要機械傳動部分的設(shè)計以及對它們的校核過程。試驗機的傳動部分主要由蝸輪蝸桿、錐齒輪、滾珠絲杠三部分組成。經(jīng)過校核后所有設(shè)計均符合要求。用ProE軟件完成試驗機的三維總裝圖，然后得到了整個試驗機的二維裝配圖和蝸輪蝸桿、錐齒輪、軸等二維零件圖。在文章的最后簡明的介紹了做本次畢業(yè)設(shè)計的一些心得體會。
關(guān)鍵詞:?試驗機；蝸輪蝸桿；錐齒輪；滾珠絲桿。
Universal?testing?machine?
ABSTRACT:Test?machine?in?various?conditions?and?environment?in? metal?materials,?non-metallic?materials,?machinery?accessory,?engineering?structures?such?as?mechanical?properties,?technics?performance,?Internal?defects?and?checking?dynamic?imbalance?rotating?parts?of?sophisticated?testing?equipment,?such?as?materials?tension,?compression,bending,?shear,?reversing,?impact,?fatigue,?creep,?lasting?and? relaxation,?wear,?hardness?tests.?In?recent?years,the?technic?of?the?test?machine?industry?advances?rapidly.?Test?machine?is?the?direction?toward?the?development?of?the?super-tiny?force?detection?and?the?development?of?super-large?external?force?testing.?Detection?of?high-precision,?high?sensitivity,?smooth?motion,?easily?operated?test?machine?is?the?main?development?direction?presently.?
This?paper?first?summarizes?the?test?machine's?basic?definition,?classification,?and?some?important?domestic?and?foreign?manufacturers?results.?The?second?part,?discussing?about?the?experiences?of?the?four?projects?as?well?as?advantages?and?disadvantages? of?these?projects?are?analyzed?and?compared?.?The?foregoing?three?programs?are?the?use?of?ball?screw,?the?last?one?is?using?the?hydraulic?pressure.?In?comparison?with?each?other?decide?the?first?option.?The?third?part?is?the?experiment,?the?major?part?of?the?mechanical?drive?design?and?the?process?of?checking?them.?The?main?drive?system?of? the?test?machine?includes?the?worm,taper?gear,?ball?screw?three?components.?After?checking??all?the?design?had?complied?with?the?request.?The?three-dimensional?assembly?drawings?of?the?test?machine?are?finished?by?the?soft?called?PROE.Then,export?the?planar?drawings,such?as?worm?gear&worm,taper?gear,shaft?and?so?on.?In?the?end?concisely?introduce?the?meeting?and?what?had?learned?in?the?graduate?design?experiences.??
Keywords:Test?Machine ,?Worm?Gear?&?Worm,Taper?Gear ,Ball?Screws?,Proe?
第一章???概述
1.1材料試驗機概述?
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，可以對材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)、沖擊、疲勞、蠕變、持久、松弛、磨損、硬度等試驗。在研究探索新材料、新工藝、新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的過程中，試驗機是一種不可缺少的重要測試儀器。廣泛應(yīng)用于機械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通運輸、等工業(yè)部門以及大專院校、科研院所的相關(guān)實驗室。對有效使用材料、改進工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、保證產(chǎn)品安全可靠等都具有重要作用。?
材料試驗機的種類很多，有多種不同的分類方法。按加荷方法分類:?靜負(fù)荷試驗機(靜態(tài))和動負(fù)荷試驗機(動態(tài))。其中靜態(tài)試驗機一個主要組成部分萬能試驗機又可分為液壓萬能試驗機、電液伺服萬能試驗機和電子萬能試驗機。
1.2國內(nèi)外試驗機研究的現(xiàn)狀
中國材料試驗機的現(xiàn)狀驗機制造行業(yè)在舊中國是空白，中華民共和國成立后，黨和政府十分重視我國計量檢測事業(yè)的歷史悠久，但試計量檢測技術(shù)的發(fā)展，采取了許多重要措來發(fā)展儀器儀表工業(yè)。經(jīng)過五十多年的努力，我國材料試驗機的制造，從無到有
圖1-1電子萬能試驗機
從小到大，從單參數(shù)到多參數(shù)，從靜態(tài)到動態(tài)，逐步發(fā)展成初具規(guī)模，具有能生產(chǎn)靜負(fù)荷試驗機（如拉、壓萬能試驗機、扭轉(zhuǎn)試驗機、松弛試驗機、持久強渡試驗機、蠕變試驗機、復(fù)合應(yīng)力試驗機等）和動負(fù)荷試驗機（如沖擊試驗機和疲勞試驗機等）的能力，有效地促進了國民經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)的發(fā)展。我國萬能材料試驗機市場已形成一定規(guī)模，試驗機產(chǎn)品的發(fā)展日趨大型化、智能化、動靜態(tài)功能復(fù)合化，有的試驗機產(chǎn)品已出口到國外，遠(yuǎn)銷到亞洲和歐美市場，具有一定的競爭能力。電子萬能材料試驗機(落地式)主要用于金屬、非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲等力學(xué)性能測試和分析研究。廣泛應(yīng)用于航天航空、石油化工、機械制造、塑料橡膠、陶瓷建材、金屬材料、建筑工程
等行業(yè)，以及高等院校、科研機構(gòu)、技術(shù)監(jiān)督、質(zhì)檢站所等部門?？筛鶕?jù)GB/ISO/ASTM/JIS/DIN等標(biāo)準(zhǔn)進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切及各種高低溫試驗，可檢測材料的屈服強度、抗拉（壓、彎）強度、延伸率、非比例強度、彈性模量等參數(shù)。
電子萬能試驗機(落地式)性能特點：?
電子萬能試驗機(落地式) 采用雙空間落地式結(jié)構(gòu)，上空間拉伸，下空間壓縮、彎曲。主機部分由四立柱、上橫梁、中橫梁、工作臺組成落地式框架，調(diào)速系統(tǒng)安裝在工作臺下部，由調(diào)速精度高、范圍寬、性能穩(wěn)定的交流伺服電機通過同步齒形帶減速系統(tǒng)帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠絲杠副驅(qū)動中橫梁，帶動拉伸附具（或壓縮、彎曲附具）上下移動，實現(xiàn)試樣的加荷和卸載。該結(jié)構(gòu)具有高剛度、高效率、傳動穩(wěn)定。本主機采用先進的DSCC-1全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)進行控制及測量，采用計算機進行試驗過程及試驗曲線的動態(tài)顯示，并進行數(shù)據(jù)處理，試驗結(jié)束后可通過圖形處理模塊對曲線放大進行數(shù)據(jù)再分析編輯，產(chǎn)品性能達(dá)到國際先進水平。
圖1-2 WE-B系列數(shù)顯式液壓萬能試驗機主要用于金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲等
圖1-2 數(shù)顯式液壓萬能試驗機
力學(xué)性能試驗，增加簡單的附件后可對水泥、混凝土、磚、瓦、橡膠及其制品進行檢測。
本機由雙立柱雙絲杠油缸下置式主機及琴式油源控制柜組成。拉伸空間位于主機上方，壓縮、彎曲試驗位于主機下方即中橫梁和工作臺之間。試驗空間的調(diào)整通過移動中橫梁來實現(xiàn)，中橫梁升降采用鏈條傳動。手動調(diào)整送油閥進油量來實現(xiàn)材料的拉伸、壓縮、彎曲等試驗。試驗完成后自動求取材料的最大力、抗拉強度等試驗結(jié)果。
WE-B系液壓萬能試驗機性能特點：
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