1MN電動(dòng)缸型材料試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)【含7張CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見(jiàn)即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問(wèn)可加】 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 專(zhuān) 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 開(kāi) 題 報(bào) 告 一 課題介紹 1 課題名稱(chēng)： 1MN電動(dòng)缸型材料試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì) 2 課題背景： 2.1 材料試驗(yàn)機(jī)的介紹 材料試驗(yàn)機(jī)是測(cè)試金屬材料力學(xué)性能的一個(gè)加載測(cè)試平臺(tái)，按照加載方式和控制方式區(qū)分，有三代產(chǎn)品：機(jī)械式加載試驗(yàn)機(jī)，液壓式加載試驗(yàn)機(jī)，微機(jī)控制的電控試驗(yàn)機(jī)。前兩代產(chǎn)品幾本上是人控方式，可稱(chēng)為傳統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)。 ⑴ 機(jī)械式加載試驗(yàn)機(jī)，主要是普通電動(dòng)機(jī)、齒輪、絲杠式傳動(dòng)加載及重錘杠桿式加載。其缺點(diǎn)是調(diào)整、控制加載速率十分困難，而且要求試驗(yàn)機(jī)承力結(jié)構(gòu)抵抗變形的剛度非常大。 ⑵ 液壓式加載試驗(yàn)機(jī)使人工調(diào)整，控制加載速率變得較為容易，加載能力也得到極大地加強(qiáng)，而且對(duì)試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)剛度要求下降，特別是易于實(shí)現(xiàn)雙向、三向加載，這是機(jī)械加載方式難以實(shí)現(xiàn)的。 ⑶ 微機(jī)控制的電控試驗(yàn)機(jī)是在普通電動(dòng)機(jī)、齒輪、絲杠式傳動(dòng)加載的基礎(chǔ)上改以采用便于自動(dòng)控制的伺服電機(jī)，或者是在液壓加載方式的基礎(chǔ)上采用電液伺服閥或比例閥，配上微機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)，使得試驗(yàn)機(jī)的性能發(fā)生了革命性的變化。電動(dòng)缸是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的一種裝置，是能夠?qū)崿F(xiàn)高精度直線運(yùn)動(dòng)的全新革命性產(chǎn)品。 2.2 電動(dòng)缸的應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn) 電動(dòng)缸能夠把電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，是一種響應(yīng)高、壽命長(zhǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，目前在鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用，主要用于原料碼頭、原料場(chǎng)、燒結(jié)廠、焦化廠、煉鐵廠、煉鋼廠等工作場(chǎng)所的卸料、卸煤、卸礦、卸灰、皮帶運(yùn)輸機(jī)、除塵器等設(shè)備上。和其他裝置上采用液壓或氣壓作為驅(qū)動(dòng)源的系統(tǒng)相比，電動(dòng)缸直接由電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，不再需要油、氣等傳遞動(dòng)力，可以避免因漏油、漏氣致使系統(tǒng)產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致系統(tǒng)傳動(dòng)不準(zhǔn)確、使用不方便，所以電動(dòng)控制系統(tǒng)比液壓系統(tǒng)具有更為優(yōu)越的控制特性。。電動(dòng)缸具有著獨(dú)特的性能特點(diǎn)，相比于液壓和氣壓系統(tǒng)有明顯的優(yōu)越性。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ⑴ 定位精確。如果采用伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，伺服控制系統(tǒng)精度高，它與高精度的傳動(dòng)件配合可以使電動(dòng)缸的控制精度得到大大的提高，能夠?qū)崿F(xiàn)0.01mm左右的精確定位。 ⑵ 傳動(dòng)效率高。如果采用滾珠絲桿副作為傳動(dòng)件以實(shí)現(xiàn)直線的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，減少往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦，傳動(dòng)效率可達(dá)90%以上，比液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率高出大約15%左右。 ⑶ 運(yùn)動(dòng)響應(yīng)快。 直線的運(yùn)動(dòng)速度范圍可達(dá)到55mm/s ,而液壓缸只能達(dá)到35mm/s。 ⑷ 承載范圍廣?？梢詫?shí)現(xiàn)從幾十公斤到上百?lài)嵉某休d范圍。 ⑸ 使用壽命長(zhǎng)，如果采用滾珠絲桿等高精度傳動(dòng)件，在減少摩擦的同時(shí)也可以提高電動(dòng)缸的使用壽命。 ⑹ 結(jié)構(gòu)緊湊，充分利用空間。電動(dòng)缸是一種非標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品，可以按照所使用的環(huán)境充分考慮空間而進(jìn)行設(shè)計(jì)。 ⑺ 環(huán)境適用能力強(qiáng)。可以在干燥、高溫、風(fēng)雨等惡劣環(huán)境下適用，不同液壓和氣壓系統(tǒng)要充分考慮環(huán)境等因素。 3 工作內(nèi)容與要求： 任務(wù)：設(shè)計(jì)一種電動(dòng)缸型萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行主機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)。機(jī)器應(yīng)在對(duì)材料進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)施加軸向載荷、扭轉(zhuǎn)載荷。可以自動(dòng)檢測(cè)軸向位移、軸向力、軸向變形、徑向變形和扭矩。 要求：基本參數(shù)如下：1 額定軸向載荷：1MN； 2 最大行程600mm；3 工作空間：高*寬=600mm*700mm；4 位移分辨率 0.1um； 5 滿載最大速度 200mm/min，空載速度300mm/min;6 最大扭矩 100Nm；7 最大回轉(zhuǎn)角度 180°。 本課題研究設(shè)計(jì)的一種電動(dòng)缸型材料試驗(yàn)機(jī)，由于電動(dòng)缸機(jī)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)電動(dòng)缸機(jī)構(gòu)具有定位精度高、傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)快、承載能力大等優(yōu)點(diǎn)，可以取代以往蝸輪蝸桿以及滾珠絲杠等傳動(dòng)方式。同時(shí)以往的萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)不能進(jìn)行扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，只能進(jìn)行壓縮、拉伸、彎曲的實(shí)驗(yàn)。本課題設(shè)計(jì)的新型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)是通過(guò)電動(dòng)缸機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)，同時(shí)加入對(duì)試樣的扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，應(yīng)用傳感器對(duì)試樣軸向變形、徑向變形、扭轉(zhuǎn)變形進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)計(jì)算機(jī)裝置顯示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，創(chuàng)造出一種新型電動(dòng)缸型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。本課題中為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和精度加入現(xiàn)代技術(shù)使該試驗(yàn)機(jī)成為既可靠又有技術(shù)含量的現(xiàn)代產(chǎn)品，其中新的思想很重要，但完全脫離現(xiàn)有產(chǎn)品也是不切實(shí)際的，要把握一個(gè)度的問(wèn)題。 萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)總共由五部分組成，即主機(jī)，力發(fā)生裝置，控制器和工作儀表以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。其中主機(jī)包括機(jī)架（機(jī)器的結(jié)構(gòu)主體），驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（用以實(shí)現(xiàn)粗加載的傳動(dòng)系統(tǒng)），控制器，工作儀表等。 4 課題的重點(diǎn)和難點(diǎn)： 本課題研究設(shè)計(jì)一種電動(dòng)缸型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，由于電動(dòng)缸機(jī)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)具有定位精度高、傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，可以取代以往蝸輪蝸桿以及滾珠絲杠等傳動(dòng)方式。同時(shí)以往萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)不能進(jìn)行扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，只能進(jìn)行壓縮、拉伸、彎曲的實(shí)驗(yàn)。本課題設(shè)計(jì)的新型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)是通過(guò)電動(dòng)缸機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)，同時(shí)加入對(duì)試樣的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用傳感器對(duì)試樣軸向變形、徑向變形、扭轉(zhuǎn)變形進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)計(jì)算機(jī)裝置顯示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，創(chuàng)造出一種新型電動(dòng)缸型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。本課題中為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和精度加入現(xiàn)代技術(shù)使該試驗(yàn)機(jī)成為既可靠又有技術(shù)含量的現(xiàn)代產(chǎn)品，其中新的思想很重要，但完全脫離現(xiàn)有產(chǎn)品也是不切實(shí)際的，要把握一個(gè)度的問(wèn)題。設(shè)計(jì)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)可能會(huì)用到的知識(shí)包括一些基礎(chǔ)知識(shí)材料力學(xué)，理論力學(xué)等，電子技術(shù)，傳感器技術(shù)，同時(shí)也有計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)，繪圖，工程軟件等。 本課題中需要著重計(jì)算和校核以下幾個(gè)部分： ⑴ 橫梁的剛度及聯(lián)桿的剛度 如果過(guò)高的要求橫梁及聯(lián)桿的剛度，則會(huì)造成材料的浪費(fèi)，造成成本增加。只有在進(jìn)行撓性測(cè)試時(shí)橫梁的剛度才會(huì)顯得極為重要。 ⑵ 電動(dòng)缸傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 電動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速裝置、直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)等四大部分。電動(dòng)缸的設(shè)計(jì)方案是多種多樣的，最重要的是設(shè)計(jì)一個(gè)滿足功能要求、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、環(huán)保并且管理維護(hù)方便的電動(dòng)缸。 ⑶ 扭轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計(jì)安裝 扭轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計(jì)前提是保證立柱不受扭矩的影響，從而保證測(cè)量結(jié)果精確。 ⑷ 底座的設(shè)計(jì) 試驗(yàn)機(jī)的底座需保證具有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)合理，在保證滿足強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，盡量節(jié)約材料，從而降低成本。 5 可能運(yùn)用的知識(shí)和技能： 課題研究過(guò)程中，需要運(yùn)用到大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)，例如計(jì)算螺栓強(qiáng)度就需要機(jī)械設(shè)計(jì)的一些方法，梁和套筒的校核就需要運(yùn)用到材料力學(xué)的知識(shí)，同時(shí)在繪制裝配圖和零件圖的過(guò)程中需要應(yīng)用工程制圖和CAD的知識(shí)，同時(shí)要具備查詢(xún)機(jī)械手冊(cè)的能力，綜合運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)。 6 需要自學(xué)的知識(shí)和技能： 能夠熟練運(yùn)用CAD進(jìn)行二維制圖，同時(shí)能夠熟練掌握工程制圖的制圖方法，能夠綜合運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)過(guò)的知識(shí)，將機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、機(jī)械原理的的設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)自己的運(yùn)用知識(shí)去解決問(wèn)題的能力，為以后的工作生活打下基礎(chǔ)。 二 工作計(jì)劃 工作內(nèi)容：包括資料查詢(xún)，查找與試驗(yàn)機(jī)相關(guān)的新技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)現(xiàn)狀，國(guó)外試驗(yàn)機(jī)發(fā)展情況以及對(duì)未來(lái)幾年內(nèi)試驗(yàn)機(jī)可能的發(fā)展方向。根據(jù)所掌握的最新資料確定幾個(gè)可能的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的方案方向，再進(jìn)一步考察，從實(shí)際出發(fā)，確定方案的可行性。接下來(lái)進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)，并時(shí)刻考慮新技術(shù)的加入，已經(jīng)成熟的技術(shù)是相對(duì)穩(wěn)定的，兩方面結(jié)合起來(lái)才能更大的提高試驗(yàn)機(jī)的穩(wěn)定性和技術(shù)含量。制定主機(jī)設(shè)計(jì)方案，總體方案確定后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，其中有些要計(jì)算，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力計(jì)算，有些要用到軟件分析，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，保證更高的效率和成功率。在設(shè)計(jì)過(guò)程中可能出現(xiàn)反復(fù)，在不斷改進(jìn)中提高系統(tǒng)的性能。其中要查看許多標(biāo)準(zhǔn)，按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)算。一些常用結(jié)構(gòu)最好用現(xiàn)在應(yīng)用比較成熟的，確保系統(tǒng)穩(wěn)定，最后繪制裝配草圖；進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力核算，繪制總裝配圖、零部件工作圖。包括建立零部件的三維模型，作機(jī)器工作的運(yùn)動(dòng)仿真；進(jìn)行主要構(gòu)件工程力學(xué)分析計(jì)算。 工作量： A0圖紙三張，設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份； 時(shí)間安排：2013年3月至畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束。其中兩周進(jìn)行調(diào)研實(shí)習(xí)，三周做方案、繪制草圖、進(jìn)行計(jì)算，其余時(shí)間完成其他工作。 三 參考資料 1.機(jī)械設(shè)計(jì)/譚慶昌，趙洪志主編.－北京：高等教育出版社，2004.7 2.材料力學(xué)/聶毓琴，孟廣偉主編.－北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2 3.工程分析及電子樣機(jī)模擬：CATIA V5在工程實(shí)踐中的應(yīng)用/高秀華等編著.－北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.8 4.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)/侯洪生 主編-北京；科學(xué)出版社，2005.8 5.測(cè)力硬度計(jì)量簡(jiǎn)明手冊(cè) 周兆豐 主編 國(guó)防大學(xué)出版社，1987.8 6.材料試驗(yàn)機(jī)樣本 機(jī)械工業(yè)出版社 1972.10 5