万能材料试验机毕业设计.doc

摘 要 试验机是在各种条件、环境下测定金属材料、非金属材料、机械零件、工程结构等的机械性能、工艺性能、内部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量的精密测试仪器，可以对材料进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、冲击、疲劳、蠕变、持久、松弛、磨损、硬度等试验。在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中，试验机是一种不可缺少的重要测试仪器。 本文首先概述了试验机的基本定义、研究背景及意义、分类与国内外一些重要生产商的成果。第二部分论述了滚珠丝杠-锥齿轮、滚珠丝杠-链传动、滚珠丝杠-直齿轮和液压驱动四种传动方案，并进行对比分析，最后选择滚珠丝杠-锥齿轮传动系统作为本文的设计对象。第三部分对试验机的主要机械传动部分，如电动机、滚珠丝杠传动系统、锥齿轮传动系统、减速器、轴以及轴承、无级变速器等各部分进行选择、详细设计与计算，经过校核后所有设计均符合要求。在文章的最后简明的介绍了做本次毕业设计的一些心得体会。 关键词: 试验机 滚珠丝杆 锥齿轮 蜗轮蜗杆 目 录 1 绪论 4 1.1 研究背景及意义 4 1.2 国内外研究现状 4 1.2.1 国内材料试验机的现状 4 1.2.2 国外材料试验机的现状 7 1.3 本论文研究内容 8 2 万能材料试验机机械传动部分设计方案 9 2.1 方案简述 9 2.1.1 方案一 ：锥齿轮传动 9 2.1.2 方案二：圆柱齿轮传动 9 2.1.3 方案三：丝杠传动 10 2.1.4 方案四：液压传动 11 2.2 各种方案分析 11 3 万能材料试验机传动部分设计 13 3.1 万能材料试验机传动部分总体结构 13 3.2 传动部件的设计与校核 13 3.2.1 电动机的选择 13 3.2.2 传动装置总传动比的计算及其分配 15 3.2.3 蜗轮蜗杆传动系统的设计与校核 15 3.2.4 锥齿轮的传动设计与校核 20 3.2.5 工作主轴的设计与校核 27 3.2.6 滚珠丝杠传动的设计与校核 37 3.2.7 无级变速器设计与校核 42 4 总结 58 参 考 文 献 59 Abstract 60 致 谢 61 1 绪论 1.1 研究背景及意义 材料试验机是在各种条件、环境下测定金属材料、非金属材料、机械零件、工程结构等的机械性能、工艺性能、内部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量的精密测试仪器，可以对材料进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、冲击、疲劳、蠕变、持久、松弛、磨损、硬度等试验。在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中，试验机是一种不可缺少的重要测试仪器。广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。 材料试验机的种类很多，有多种不同的分类方法。按加荷方法分类: 静负荷试验机(静态)和动负荷试验机(动态)。其中静态试验机一个主要组成部分。万能试验机又可分为机械万能试验机、液压万能试验机、电液伺服万能试验机和电子万能试验机。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 国内材料试验机的现状 图1-1 电子万能试验机 我国计量检测事业的历史悠久，但试验机制造行业在旧中国是空白，中华人民共和国成立后，党和政府十分重视计量检测技术的发展，采取了许多重要措施来发展仪器仪表工业。经过五十多年的努力，我国万能材料试验机的制造，从无到有、从小到大，从单参数到多参数，从静态到动态，逐步发展成初具规模，具有能生产静负荷试验机（如拉、压万能试验机、扭转试验机、松弛试验机、持久强渡试验机、蠕变试验机、复合应力试验机等）和动负荷试验机（如冲击试验机和疲劳试验机等）的能力，有效地促进了国民经济建设和国防建设的发展。我国万能材料试验机市场已形成一定的规模，试验机产品的发展日趋大型化、智能化、动静态功能复合化，有的试验机产品已出口到国外，远销到亚洲和欧美市场，具有一定的竞争能力。 上图1-1所示为电子万能材料试验机(双柱落地式)，它主要用于金属、非金属材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试和分析研究。可自动求取ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、E等试验参数，并可根据GB、ISO、DIN、ASTM、JIS等国际标准进行试验和提供数据。 电子万能试验机(双柱落地式)性能特点：电子万能试验机(双柱落地式)采用高强度光杠固定在上横梁和工作台面，使之构成高刚性的门式框架结构。采用伺服电机驱动,伺服电机通过传动机构带动移动横梁上下移动,实现试验加载过程.分为单空间和双空间两种机型。主本机采用先进的DSCC-1全数字