万能式压力试验机的结构设计

万能式压力试验机的结构设计(论文说明书16000字,CAD图纸8张)
摘 要
随着航空，冶金，造船，化工和机械工业生产技术水平的迅速发展，对金属材料试验提出的要求也越来越高，许多产品的重要的零部件甚至整机，常常需要在各种复杂的情况下进行模拟试验。
本设计为万能压力试验机的总体结构设计，在对比了各种试验机的驱动方式差别之后决定采用机械式的驱动方式。以伺服电机为动力源，通过中间的传动机构带动丝杠运动，从而带动中间的动横梁上下运动来实现对被测件的拉伸、弯曲和挤压，以体现出它的多功能性。考虑到试验机在工作时的平稳性要求，整体采用通过同步带进行动力传递的方式以保证传动精确性，同时为保证其移动的垂直度，设计了导向机构，在导向柱的作用下动横梁可以平稳的进行垂直移动。
关键词：同步传动；万能式压力试验机；机械式：结构设计

2 万能材料试验机总体设计
2.1加载方式
万能材料试验机的加载方式有机械式和液压式，它们各有优缺点。
2.1.1液压式
优点：
1）手动容易。
2）易于实现大的力值，加荷平衡，加荷速度可自由调节。
缺点：
1）难于实现自动控制，微小距离难于实现。
2）易造成环境污染。
2.1.2机械式
优点：
1）易于实现自动控制。
2）无污染。
缺点：
大力值难于实现，一般仅适用于小于1000kN的力。
对比上面两种加载方式，由于拟设计的规格为100kN，故决定采用机械式加载方式。
2.2传动方式
万能材料试验机的传动方式有单丝杠式，双丝杠式，多丝杠式。本设计采用双丝杠，双丝杠可以能够很好的解决精度问题，但是装配时要求较高，所以需要注意。
2.3总体设计参数
最大试验力： 100 kN
试验力示值精度： ±1%
丝杠最大工作长度： 1500mm
变速范围:：0.01mm~100mm/min
加载时横梁的加载速度：v=0.05mm/s

目录
1 绪论…………………………………………………………………..1
1.1试验机的概况……………………………………………………1
1.2压力试验机的研究现状及发展趋势………………………………2
1.3各种试验机的介绍…………………………………………………3
1.4两种主要类型试验机的对比及其工作原理………………………5
1.4.1万能式压力试验机的分类……………………………………………………5
1.4.2两种类型试验机的对比………………………………………………………5
1.4.3液压式试验机的工作原理……………………………………………………6
1.5课题的重点和难点…………………………………………………7
2万能式压力试验机的总体设计………………………………10
2.1加载方式………………………………………………………10
2.1.1液压式……………………………………………………………………10
2.1.2机械式……………………………………………………………………….10
2.2传动方式………………………………………………………10
2.3总体设计参数…………………………………………………10
2.4总体结构…………………………………………………………11
3传动系统设计和验算………………………………………………14
3.1滚珠丝杠副的设计计算…………………………………………14
3.1.1滚珠丝杠的简介………………………………………………………………14
3.1.2滚珠丝杠的特点………………………………………………………………14
3.1.3滚珠丝杠的计算过程…………………………………………………………15
3.1.3.1静载荷条件………………………………………………………………….15
3.1.3.2丝杠寿命计算……………………………………………………………….16
3.1.3.3丝杠强度计算……………………………………………………………….16
3.1.3.4丝杠的稳定性……………………………………………………………….17
3.1.3.5丝杠的刚度………………………………………………….………………18
3.1.3.6丝杠的传动效率功率…………………………….…………………………20
3.1.3.7滚珠丝杠几何参数……………………………………….…………………20
3.1.3.8滚珠丝杠设计的注意事项………………………………………………….21
3.2支撑滚珠丝杠的轴承的选择及验算……...………………………22
3.3动静横梁变形的验算……………………………………………...24
3.3.1动横梁变形的验算……………………………………...…………………….24
3.3.2静横梁变形的验算……………………………………...…………………….25
3.4电机的选择………………………………………………………...27
3.5同步带的设计计算………………………………………………...28
3.5.1 同步带的概述…………………………………..…………………………….28
3.5.2同步带的特点……………………………………………………………….29
3.5.3 同步带的分类……………………………………………………………….29
3.5.4 同步带的设计计算过程…………………………………………………….30
3.6同步带轮的设计计算…………………………………………….32
3.7传动轴的设计计算及强度校核…………………………………33
3.8联轴器的选择…………………………………………………….38
3.8.1几种典型联轴器的介绍………………………………………………………38
3.8.2联轴器的类别…...……………………………………………………………39
4总结………………………………………………………………….41
参考文献
致谢