万能材料试验机设计.doc

1、湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书湘潭大学（兴湘学院）毕业设计说明书题 目： 万能材料试验机 湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书湘 潭 大 学（兴湘学院）毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 万能材料试验机设计 一、主要内容及基本要求设计万能材料试验机的机械部分。主要技术指标如下： 1、最大试验力：100kN 2、横梁速度范围：0.005mm/min500mm/min 无级；任意设定 3、试验空间宽度：600mm 4、外形尺寸（长宽高）：1520mm840mm2125mm 5、整机形式：立式 设计要求： 1、完成方案设计和选择 2、绘制部件装配图和主要零件图，图纸总量折合成 A0，不少于 2 张

2、3、撰写设计说明书，关键零件应进行强度和刚度计算，说明书字数不少于 15 万 4、完成资料查阅和 3000 字的文献翻译 二、重点研究的问题材料实验机的结构设计和相关强度校核计算。 三、进度安排序号 各阶段完成的内容 完成时间湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书1 查阅资料、调研 第 1，2 周2 制订设计方案 第 3，4 周3 分析与计算 第 5，6 周4 绘部件装配图 第 7，8、9 周5 绘零件图 第 10，11 周6 撰写设计说明书 第 12，13 周7 准备答辩材料 第 14 周8 毕业答辩 第 15 周四、应收集的资料及主要参考文献1、机械设计手册 2、机械传动设计手册 3、扬乐民等，脆

3、性材料实验机机械传动机构设计，机械工程师，2008，4 4、李晓杰，CSS-2200 系列电子万能试验机，试验技术与试验机， 1996，36 5、网络相关资信 湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书湘 潭 大 学（兴湘学院）毕业论文（设计）评阅表学号 2008963119 姓名 张杰 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 万能材料试验机设计 评价项目 评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；

4、3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评价作者的毕业设计为万能材料实验机的设计，论文选题符合培养目标要求，能体现学科专业特点，达到了综合训练的目的。该生具有较强的文献查阅、资料综合归纳整理的能力，能在设计工作中较熟练运用所学知

5、识，毕业设计技术方案可行，工作量适当，设计思路较清晰，论文质量较好，同意参加答辩。评阅人： 2012 年 5 月 日湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书湘 潭 大 学（兴湘学院）毕业论文（设计）鉴定意见学号： 2008963119 姓名： 张杰 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 32 页 图 表 6 张论文（设计）题目：标题应简短、明确、有概括性（大致反映文章的内容、专业的特点和学科的范畴） 。字数适当，一般不超过 20 个字。 内容提要： 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

6、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。近年来，试验机行业技术突飞猛进。试验机向着两个方向即超微外力检测与超大外力检测发展。高检测精度、高灵敏度、运动平稳、易于操纵是目前试验机的主要发展方向。本文首先概述了试验机的基本定义、分类与国内外一些重要生产商的成果。第二部分论述了所想到的四种方案并对这些方案优缺点作了分析和对比。在彼此比较后决定选第一种方案。第三部分则是说明了试验机的主要机械传动部分的设计以及对它们的校核过程。试验机的传动部分主要由蜗轮蜗杆、皮带、滚珠丝杠三部分组成。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

7、设计的一些心得体会。湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书指导教师评语张杰同学在毕业设计过程中，态度认真，查阅了大量的相关中英文资料，并对设计任务作了认真的理解与分析，通过多种设计方案的比较，从中提出了一个可行的设计方案。在毕业设计期间，对万能材料实验机的的机械部分进行了结构设计及相关的设计计算。通过毕业设计张杰同学对机械设计的相关技巧、以及机械设制造相关领域的基础知识的掌握有了较大的进步，初步掌握了相关制图软件在机械设计中的应用。论文立论正确，论述清楚，图纸基本符合设计要求，论文达到毕业设计要求，同意参加答辩，推荐毕业设计成绩为“中” 。指导教师： 2012 年 5 月 日答辩简要情况及评语能够较好

8、的回答老师提出的问题。根据答辩情况，答辩小组同意其成绩评定为 。答辩小组组长： 2012 年 5 月 日答辩委员会意见经答辩委员会讨论，同意该毕业论文（设计）成绩评定为答辩委员会主任： 2012 年 5 月 日湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书目录第 1 章 概述 .11.1 课题的提出 .11.1.1 课题产生的背景 .11.1.2 课题的意义 .11.2 国内外实验机研究的回顾、现状及发展趋势 .21.2.1 国内外试验机发展及其趋势 .21.2.1 国内外各种实验机的介绍 .51.3 课题的内容： .7第 2 章 万能材料试验机总体设计 .92.1 加载方式 .92.2 试验机式样的选择 .

9、92.3 传动方式的对比与选择 .9第 3 章 运动动力设计与验算 .143.1 滚珠丝杠副的运动动力设计计算 .143.1.1 静载荷条件 .143.1.2 丝杠寿命计算 .153.1.3 丝杠强度计算 .153.1.4 丝杠的稳定性 .163.1.5 丝杠的刚度 .173.1.6 丝杠的传动效率功率 .193.1.7 滚珠丝杠几何参数 .193.2 电机的选择 .203.3 各轴功率，转速，转矩的计算 .213.4 各级传动的设计计算 .213.4.1 带传动设计计算（同步） .213.4.2 蜗轮蜗杆减速器的计算 .223.5 支撑滚珠丝杠的轴承的选择及验算 .263.6 动静横梁变形的

10、验算 .283.6.1 动横梁变形的验算 .283.6.2 静横梁变形的验算 .29第 4 章 总结 .31参考文献： .32湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书摘 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。近年来，试验机行业技术突飞猛进。试验机向着两个方向即超微外力检测与超大外力检测发展。高检测精度、高灵敏度、运动平稳、易于操纵是目前试验机的主要发展方向。本文首先概述了试验机的基本定义、分类与国内外一些

11、重要生产商的成果。第二部分论述了所想到的四种方案并对这些方案优缺点作了分析和对比。在彼此比较后决定选第一种方案。第三部分则是说明了试验机的主要机械传动部分的设计以及对它们的校核过程。试验机的传动部分主要由蜗轮蜗杆、皮带、滚珠丝杠三部分组成。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；蜗轮蜗杆；齿形带；滚珠丝杆；湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书ABSTRACTTest machine in various conditions and environment in metal materials, non-metallic materials

12、, machinery accessory, engineering structures such as mechanical properties, technics performance, Internal defects and checking dynamic imbalance rotating parts of sophisticated testing equipment, such as materials tension, compression, bending, shear, reversing, impact, fatigue, creep, lasting and

13、 relaxation, wear, hardness tests. In recent years,the technic of the test machine industry advances rapidly. Test machine is the direction toward the development of the super-tiny force detection and the development of super-large external force testing. Detection of high-precision, high sensitivit

14、y, smooth motion, easily operated test machine is the main development direction presently.This paper first summarizes the test machines basic definition, classification, and some important domestic and foreign manufacturers results. The second part, discussing about the experiences of the four proj

15、ects as well as advantages and disadvantages of these projects are analyzed and compared . In comparison with each other decide the first option. The third part is the experiment, the major part of the mechanical drive design and the process of checking them. The main drive system of the test machin

16、e includes the worm, toothed belts, ball screw three components. After checking all the design had complied with the request. In the end concisely introduce the meeting and what had learned in the graduate design experiences. Keywords: Test Machine, Worm Gear & Worm， Toothed Belts，Ball Screws ，湘潭大学兴

17、湘学院毕业设计说明书1第 1 章 概述1.1 课题的提出1.1.1 课题产生的背景作为机械设计制造及其自动化专业本科毕业生，为了能在走上工作岗位之后更快地进入职业角色、我们需要在通过毕业设计这一环节初步地将自己在大学四年中所学习到的知识应用到实践中去。所以在指导老师的引导之下，我选择了万能材料试验机设计这个题目。1.1.2 课题的意义通常,把测定材料机械性能的仪器和设备称为材料试验机。但是，有些国家有时把测定材料物理性能（甚至化学性能）的仪器和设备也称为材料试验机。国外，在工业比较发达的国家中，对于试验机的研制和生产，都是比较重视的。这是因为，材料试验机作为一个基础工业部门，对于工业生产和科研

18、工作有直接的不容忽视的影响。实际上，对于工业生产和各种工程设计来说，材料试验机是确保各种机器，车辆，船舶和结构物的合理设计与安全运行的重要测试设备。因为，为了既经济又安全可靠地从事各种工程设计，必须根据材料的机械性能选取合适的材料。否则，可能造成浪费，或者导致发生严重的事故。而要获得准确的材料机械性能数据，只有使用材料试验机。在工业生产特别是军事工业生产中，为了保证产品质量，常常需要对各种材料和零部件或整机进行检定和测试。许多重要性的热处理零部件，如轧钢机的钢辊，机器的主轴和汽车的连杆等，都要百分之百的进行硬度检定。在冶金工业生产中，随着科学技术的飞速发展，也提出了许多新问题。例如现代技术的发展，需要一些具有特殊性能的，能在高温，低温，高压，高速以及各种复杂条件下工作的材料，因此必须研制新型材料与合金。钢铁厂生的钢材，也需要随时检验。显而易见，所有这些研究和检验工作，离开材料试验机是无法进行的。上述几点，已足以说明材料试验机的发展对航空，冶金，机械，建筑和造船等工业部门，在合理设计工程结构，节约材料，提高产品质量，改进工艺和降低成本方面具有重要的意义。另外，由于材料试验机所涉及到的科学技术领域比较广泛，如高温技术，低温技