萬能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)（優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)）

萬能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)（優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)）,萬能,試驗(yàn),實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì),優(yōu)秀,優(yōu)良,畢業(yè)設(shè)計(jì) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ XX大 學(xué) 一、 題目 電子萬能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì) 二、 課題研究的目的和意義 電子萬能試驗(yàn)機(jī)是在各種條件、環(huán)境下測(cè)定金屬材料、非金屬材料、機(jī)械零件、工程結(jié)構(gòu)等的機(jī)械性能、工藝性能、內(nèi)部缺陷和校驗(yàn)旋轉(zhuǎn)零部件動(dòng)態(tài)不平衡量的精密測(cè)試儀器，可以對(duì)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(yàn)。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(yàn)機(jī)是一種不可缺少的重要測(cè)試儀器。廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通運(yùn)輸、等工業(yè)部門以及大專院校、科研院所的相關(guān)實(shí)驗(yàn)室。對(duì)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(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。這是因?yàn)?，電子萬能試驗(yàn)機(jī)作為工業(yè)部門的基礎(chǔ)工具，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)和科研工作有直接的不容忽視的影響。 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。因?yàn)?，為了既?jīng)濟(jì)又安全可靠地從事各種工程設(shè)計(jì)， 必須根據(jù)材料的機(jī)械性能選取合適的材料。 否則， 可能造成浪費(fèi)， 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(jī)械性能數(shù)據(jù)， 只有使用材料試驗(yàn)機(jī)。 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。許多重要性的熱處理零部件，如軋鋼機(jī)的鋼輥，機(jī)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(shí)檢驗(yàn)。顯而易見，所有這些研究和檢驗(yàn)工作，離開材料試驗(yàn)機(jī)是無法進(jìn)行的。 三、國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀 試驗(yàn)機(jī)行業(yè)是靜、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)裝置和無損檢? 測(cè)儀器設(shè)備的生產(chǎn)制造業(yè)。?試驗(yàn)機(jī)行業(yè)已有五十多年的發(fā)展史，?其發(fā)源地在我國(guó)的東北吉林省長(zhǎng)春市。?隨著各行各業(yè)對(duì)試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品需求的增長(zhǎng)，隨著我國(guó)生產(chǎn)制造水平的不斷提高和?測(cè)試技術(shù)的飛速發(fā)展，目前生產(chǎn)試驗(yàn)機(jī)的公司和企業(yè)已遍布全國(guó)各地，生產(chǎn)著?幾百種規(guī)格、型號(hào)和系列的試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品，有的試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品已出口到國(guó)外，遠(yuǎn)銷?到亞洲和歐美市場(chǎng)，具有一定的競(jìng)爭(zhēng)能力。?試驗(yàn)機(jī)行業(yè)主要生產(chǎn)制造以下八類產(chǎn)品： 1.金屬材料試驗(yàn)機(jī)； ? 2.非金屬材料試驗(yàn)機(jī)； ? 3.力與變形測(cè)試儀器（力傳感器、測(cè)力儀、位移傳感器、引伸計(jì)、加速度計(jì)等）?； ? 4.包裝件與工藝性能試驗(yàn)機(jī)?（包括包裝件跌落試驗(yàn)機(jī)、?包裝件沖擊試驗(yàn)機(jī)、?摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、彎折試驗(yàn)機(jī)、校直機(jī)等）?；? 5.平衡機(jī)（包括現(xiàn)場(chǎng)平衡儀）?； ? 6.振動(dòng)臺(tái)（包括沖擊實(shí)驗(yàn)臺(tái)與碰撞試驗(yàn)臺(tái)）?；? 7.無損檢測(cè)儀器（磁粉探傷機(jī)、X射線探傷機(jī)、γ射線探傷機(jī)、超聲探傷儀、渦流探傷儀、聲發(fā)射檢測(cè)儀等）?；? 8.試驗(yàn)機(jī)功能附件和與試驗(yàn)機(jī)有關(guān)的試驗(yàn)儀器與設(shè)備。 近年來，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)。因此，在材料試驗(yàn)機(jī)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(jì)算機(jī)等。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。 近年來國(guó)外生產(chǎn)的一些萬能試驗(yàn)機(jī)，應(yīng)用了一些新技術(shù)，試驗(yàn)機(jī)的性能有所提高，應(yīng)用范圍也有所擴(kuò)大。這種試驗(yàn)機(jī)除了能做拉，壓，彎，剪切等試驗(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。 國(guó)外生產(chǎn)的萬能試驗(yàn)機(jī)和拉力試驗(yàn)機(jī)，主要分為機(jī)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(yàn)機(jī)后來居上。此外，有時(shí)又按其他特征分為高溫，低溫，大型，微型和自動(dòng)試驗(yàn)機(jī)等。 機(jī)械式萬能試驗(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。這種試驗(yàn)機(jī)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(cè)力機(jī)械的慣性較大，加荷速度受到一定限制。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。 四、方案擬定　 電子萬能試驗(yàn)機(jī)裝置包括機(jī)身，橫梁，傳動(dòng)裝置，電動(dòng)機(jī)，夾具等。其中機(jī)身，橫梁及支撐裝置只需要滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求即可，而傳動(dòng)裝置，電動(dòng)機(jī)等則是試驗(yàn)機(jī)的關(guān)鍵裝置和部件。因此在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)盡量解決實(shí)驗(yàn)機(jī)內(nèi)機(jī)構(gòu)之間傳動(dòng)，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(yàn)機(jī)的傳動(dòng)方案先考慮到以下幾個(gè)方案并從中選取最佳的那個(gè)方案。 方案1：錐齒輪傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力經(jīng)過減速箱，再經(jīng)過蝸輪蝸桿傳動(dòng)，帶動(dòng)圓錐齒輪運(yùn)動(dòng)，由圓錐齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)。與此同時(shí)與絲杠配合的絲杠螺母則帶動(dòng)橫梁上下運(yùn)動(dòng)，上夾具固定在上橫梁，下夾具固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。 方案2：鏈輪傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力后輸出到減速器然后進(jìn)入渦輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步減速并改變運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向后通過鏈傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞到絲杠。由鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)。與此同時(shí)與絲杠配合的絲杠螺母則帶動(dòng)上橫梁上下運(yùn)動(dòng)，上夾具固定在上橫梁上，下夾具固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。 方案3：絲杠傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力后輸出到減速器，然后由渦輪帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)。絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)兩個(gè)絲杠螺母同步背向或相向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)連桿同時(shí)遠(yuǎn)離或靠近。這就使下夾具所在試驗(yàn)臺(tái)向上或向下運(yùn)動(dòng)，上夾具固定在上橫梁，下夾具固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。 方案4：同步齒形帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力經(jīng)過減速器，然后由同步齒形帶傳至絲杠。與此同時(shí)與絲杠配合的絲杠螺母則帶動(dòng)上橫梁上下運(yùn)動(dòng)，上夾具固定在上橫梁上，下夾具固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。 四個(gè)方案相比較，方案1傳動(dòng)精度高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，采用蝸桿傳動(dòng)和圓錐齒輪傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)絲桿自鎖，成本較高；方案2傳動(dòng)精度高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無爬行現(xiàn)象，鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，成本也低。遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動(dòng)輕便得多，只能實(shí)現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比磨損后易發(fā)生調(diào)齒，工作時(shí)有噪聲、振動(dòng)沖擊；方案3采用渦輪驅(qū)動(dòng)絲杠，由于渦輪尤其是單頭渦輪傳動(dòng)效率低，傳動(dòng)精確度也較差同時(shí)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(dòng)精度高，傳動(dòng)平穩(wěn)，且成本較低。 綜上所述，傳動(dòng)方案選擇第四種運(yùn)用同步齒形帶傳動(dòng)。 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(bào)告； 3月25日-4月2日 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 4月3日-4月24日 主要部件設(shè)計(jì)（滾珠絲杠、伺服電機(jī)、同步帶）； 4月25日-5月10日 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 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(jì)說明書（論文） 6月17日-6月21 日 評(píng)審、答辯 六、 參考文獻(xiàn) [1] 譚慶昌 趙洪志主編.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社.2004.7 [2] 聶毓琴 孟廣偉主編.材料力學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.2 [3] 孫桓 陳作模 葛文杰主編.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社出版.2005.12 [4] 鄧星鐘主編.機(jī)電傳動(dòng)控制.武漢 ：華中科技大學(xué)出版社.2001.3 [5] 孫桓主編.機(jī)械原理.北京 ：高等教育出版社.2006.5 [6] 王中發(fā) 吳宗澤主編.實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì).北京：北京理工大學(xué)出版社.1998.2 [7] 吳宗澤 羅圣國(guó)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）.北京：高等教育出版社.2006.5 [8] 濮良貴 紀(jì)名剛等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）.北京：高等教育出版社.2006.6 [9] 成大先等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001.11 [10] 編輯委員會(huì)主編.現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)（第二版）.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2002.5 [11] 楊黎明 黃凱 李恩至 陳實(shí)現(xiàn)主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：國(guó)防工業(yè)出版社.1987.6 [12] 朱孝錄等主編.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：電子工業(yè)出版社.2007.7 [13] 張建民等編著.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)（第三版）.北京：高等教育出版社.2007.1 [14] 苗鐘 尹桂敏主編.機(jī)械綜合課程設(shè)計(jì).吉林：吉林科學(xué)技術(shù)出版社.2011.4 [15] Jacqueline .IK Encyclopedia of polymer science and Technology. Wiely, New Jersey, 2003 [16] Salamone .JC Polymeric materials encyclopedia. CRC, New York 1996 共 4 頁 第 4 頁