萬能試驗機設(shè)計(優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計)
萬能試驗機設(shè)計(優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計),萬能,試驗,實驗,設(shè)計,優(yōu)秀,優(yōu)良,畢業(yè)設(shè)計
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XX大 學(xué)
一、 題目
電子萬能試驗機設(shè)計
二、 課題研究的目的和意義
電子萬能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(jìn)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(jìn)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。
國外,在工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家中,對于試驗機的研制和生產(chǎn),都是比較重視的。這是因為,電子萬能試驗機作為工業(yè)部門的基礎(chǔ)工具,對于工業(yè)生產(chǎn)和科研工作有直接的不容忽視的影響。
實際上,對于工業(yè)生產(chǎn)和各種工程設(shè)計來說,材料是確保各種機器,車輛, 船舶和結(jié)構(gòu)物的合理設(shè)計與安全運行的重要測試設(shè)備。因為,為了既經(jīng)濟(jì)又安全可靠地從事各種工程設(shè)計, 必須根據(jù)材料的機械性能選取合適的材料。 否則, 可能造成浪費, 或者導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重的事故。 而要獲得準(zhǔn)確的材料機械性能數(shù)據(jù), 只有使用材料試驗機。
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,常常需要對各種材料和零部件或整機進(jìn)行檢定和測試。許多重要性的熱處理零部件,如軋鋼機的鋼輥,機器的主軸和汽車的連桿等,都要百分之百的進(jìn)行硬度檢定。
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。例如現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,需要一些具有特殊性能的,能在高溫,低溫,高壓,高速以及各種復(fù)雜條件下工作的材料,因此必須研制新型材料與合金。鋼鐵廠生產(chǎn)的鋼也需要隨時檢驗。顯而易見,所有這些研究和檢驗工作,離開材料試驗機是無法進(jìn)行的。
三、國內(nèi)外發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀
試驗機行業(yè)是靜、動態(tài)力學(xué)性能試驗儀器、試驗設(shè)備、試驗裝置和無損檢?
測儀器設(shè)備的生產(chǎn)制造業(yè)。?試驗機行業(yè)已有五十多年的發(fā)展史,?其發(fā)源地在我國的東北吉林省長春市。?隨著各行各業(yè)對試驗機產(chǎn)品需求的增長,隨著我國生產(chǎn)制造水平的不斷提高和?測試技術(shù)的飛速發(fā)展,目前生產(chǎn)試驗機的公司和企業(yè)已遍布全國各地,生產(chǎn)著?幾百種規(guī)格、型號和系列的試驗機產(chǎn)品,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。?試驗機行業(yè)主要生產(chǎn)制造以下八類產(chǎn)品:
1.金屬材料試驗機;
? 2.非金屬材料試驗機;
? 3.力與變形測試儀器(力傳感器、測力儀、位移傳感器、引伸計、加速度計等)?;
? 4.包裝件與工藝性能試驗機?(包括包裝件跌落試驗機、?包裝件沖擊試驗機、?摩擦磨損試驗機、彎折試驗機、校直機等)?;?
5.平衡機(包括現(xiàn)場平衡儀)?;
? 6.振動臺(包括沖擊實驗臺與碰撞試驗臺)?;?
7.無損檢測儀器(磁粉探傷機、X射線探傷機、γ射線探傷機、超聲探傷儀、渦流探傷儀、聲發(fā)射檢測儀等)?;?
8.試驗機功能附件和與試驗機有關(guān)的試驗儀器與設(shè)備。
近年來,隨著航空,冶金,造船,化工和機械工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的迅速發(fā)展對金屬材料試驗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,常常需要在各種復(fù)雜的情況下進(jìn)行模擬試驗。因此,在材料試驗機中不斷地采用了一些新技術(shù),例如電液伺服系統(tǒng),電子計算機等。所有這些新技術(shù)的應(yīng)用,不僅使材料試驗機的性能在為提高,而且使材料試驗機的結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生了很大的變化。
近年來國外生產(chǎn)的一些萬能試驗機,應(yīng)用了一些新技術(shù),試驗機的性能有所提高,應(yīng)用范圍也有所擴大。這種試驗機除了能做拉,壓,彎,剪切等試驗外,還可以做蠕變和松弛試驗,有的還能做動態(tài)試驗,測定材料的疲勞極限。
國外生產(chǎn)的萬能試驗機和拉力試驗機,主要分為機械式,液壓式和電子式三種。近年來電液伺服系統(tǒng)萬能試驗機后來居上。此外,有時又按其他特征分為高溫,低溫,大型,微型和自動試驗機等。
機械式萬能試驗機的加荷機械和測力機械一般采用機械傳動裝置。這種試驗機具有足夠的精度和穩(wěn)定性。但負(fù)荷能力受到一定限制,最大負(fù)荷多在10 噸以下。因測力機械的慣性較大,加荷速度受到一定限制。所以,國外一些主要生產(chǎn)廠已經(jīng)不再生產(chǎn),有的僅放在次要的地位。
四、方案擬定
電子萬能試驗機裝置包括機身,橫梁,傳動裝置,電動機,夾具等。其中機身,橫梁及支撐裝置只需要滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求即可,而傳動裝置,電動機等則是試驗機的關(guān)鍵裝置和部件。因此在設(shè)計的過程中應(yīng)盡量解決實驗機內(nèi)機構(gòu)之間傳動,材料方面的選擇,加工精度等諸多問題。在此主要考慮電子萬能試驗機的傳動方案先考慮到以下幾個方案并從中選取最佳的那個方案。
方案1:錐齒輪傳動,電動機產(chǎn)生動力經(jīng)過減速箱,再經(jīng)過蝸輪蝸桿傳動,帶動圓錐齒輪運動,由圓錐齒輪的轉(zhuǎn)動帶動絲杠轉(zhuǎn)動。與此同時與絲杠配合的絲杠螺母則帶動橫梁上下運動,上夾具固定在上橫梁,下夾具固定在實驗臺上。
方案2:鏈輪傳動,電動機產(chǎn)生動力后輸出到減速器然后進(jìn)入渦輪蝸桿傳動系統(tǒng)進(jìn)一步減速并改變運動旋轉(zhuǎn)方向后通過鏈傳動系統(tǒng)傳遞到絲杠。由鏈輪的轉(zhuǎn)動帶動絲杠轉(zhuǎn)動。與此同時與絲杠配合的絲杠螺母則帶動上橫梁上下運動,上夾具固定在上橫梁上,下夾具固定在實驗臺上。
方案3:絲杠傳動,電動機產(chǎn)生動力后輸出到減速器,然后由渦輪帶動絲杠轉(zhuǎn)動。絲杠轉(zhuǎn)動同時兩個絲杠螺母同步背向或相向運動,兩個連桿同時遠(yuǎn)離或靠近。這就使下夾具所在試驗臺向上或向下運動,上夾具固定在上橫梁,下夾具固定在實驗臺上。
方案4:同步齒形帶傳動,電動機產(chǎn)生動力經(jīng)過減速器,然后由同步齒形帶傳至絲杠。與此同時與絲杠配合的絲杠螺母則帶動上橫梁上下運動,上夾具固定在上橫梁上,下夾具固定在實驗臺上。
四個方案相比較,方案1傳動精度高,運動平穩(wěn),無爬行現(xiàn)象,采用蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動可以實現(xiàn)絲桿自鎖,成本較高;方案2傳動精度高,運動平穩(wěn)無爬行現(xiàn)象,鏈傳動的制造與安裝精度要求較低,成本也低。遠(yuǎn)距離傳動時其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動輕便得多,只能實現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動,運轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比磨損后易發(fā)生調(diào)齒,工作時有噪聲、振動沖擊;方案3采用渦輪驅(qū)動絲杠,由于渦輪尤其是單頭渦輪傳動效率低,傳動精確度也較差同時渦輪一般采用較為貴重的減摩材料(如青銅)制造,從而增加了制造成本;方案四傳動精度高,傳動平穩(wěn),且成本較低。
綜上所述,傳動方案選擇第四種運用同步齒形帶傳動。
五、進(jìn)度安排
3月4日-3月10日 調(diào)研,搜集資料;
3月11日-3月17日 科技文獻(xiàn)翻譯;
3月18日-3月24日 撰寫開題報告;
3月25日-4月2日 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計;
4月3日-4月24日 主要部件設(shè)計(滾珠絲杠、伺服電機、同步帶);
4月25日-5月10日 控制系統(tǒng)設(shè)計;
5月11日-6月8日 整理并繪制工程圖;
6月9日-6月16 日 完成設(shè)計說明書(論文)
6月17日-6月21 日 評審、答辯
六、 參考文獻(xiàn)
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