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（优秀毕业全套设计）弹性轮胎转鼓试验台设计（整套下载）

相同的额定功率有多种转速可供选用。如选用低转速电动机，因极数较多而外廓尺寸及重量较大，故价格较高，但可使传动装置总传动比及尺寸减小。选用高转速电动机则相反。因此应全面分析比较其利弊来选定电动机转速。按照工作机转速要求和传动机构的合理传动比范围，可以推算电动机转速的可选范围，如式中电动机可选转速范围，各级传动机构的合理传动比范围见机械设计课程设计手册表或表对系列电动机，通常多选用同步转速为或的电动机，如无特殊需要，不选用低于的电动机。这里初选同步转速为的电动机。．电动机型号的确定由表查出电动机型号为,其额定功率为，满载转速为，基本符合题目所需的要求。根据选定的电动机类型结构容量和转速，由机械设计课程设计手册表和表查出电动机型号，并记录其型号额定功率满载转速，见表.，以及电动机的外形尺寸中心高轴伸尺寸链连接尺寸地脚尺寸等参数备用，如图.为型号的电动机安装及外形尺寸。表.电动机的技术数据电动机型号额定功率满载转速堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量图.电动机安装及外形尺寸下表.为电动机的外形尺寸参数。表.电动机的外形尺寸参数型号制动电机的选择因为输出和输入功率相差不大，所以制动电机应选用跟驱动电机型号相同的电机，因此制动电机的型号为。.传感器的选择根据试验的条件这里选择转矩转速传感器。用于测量旋转转矩值，由于输出为方波频率信号或电流信号，抗干扰能力强，使用方便。转矩转速传感器由于是变压器感应供电，可以长期工作，广泛应用于电机发电机减速机柴油机的转矩转速和功率的检测。转矩转速传感器的选型对照表和外形尺寸如表.和图.所示。表.转矩转速传感器的选型对照表键长宽深键重量单键单键.单键单键单键单键这里选择范围为的尺寸。图.转矩转速传感器的外形尺寸测试传动轴扭矩仪壳体电器盒底座调整螺孔.本章小结本章介绍了电力测功机的组成原理及应用，然后通过运算对电动机的类型容量转速进行了确定，从而确定了电动机的型号，并选择了个合适的传感器用来测驱动轮胎的转矩和作用于转鼓的制动力矩。第章加载机构设计.结构及工作原理传统轴承试验机所使用的加载装置均为手动加载，只能提供种恒定的油压，使试验轴承只能获得恒定的压力。虽然可以由液压系统来实现压力的变化，但液压系统体积大造价高耗能大。基于以上原因，设计了以下加载装置。加载装置结构如图.，主要由步进电机压力变送器液压系统及蜗轮蜗杆组成。加载装置工作时，缸体下部预先充入液压油，步进电机进给，通过蜗杆蜗轮带动轴转动，轴通过花键带动轴转动。由于轴和盖之间是螺纹连接，轴在转动的过程中下移，从而推动活塞下移，使液压油进入试验机加载油缸。压力变送器能测得系统油压，并把它变为电信号反馈给控制系统，控制系统根据试验机所需油压控制步进电机进或退，以达到试验机所需油压。.步进电机的选用步进电机是种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入个脉冲电机转轴步进个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。步进电机是机电体化产品中关键部件之，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低定位精度高无累积误差控制简单等特点。广泛应用于机电体化产品中，如数控机床包装机械计算机外围设备复印机传真机等。选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。般地说最大静力矩大的电机，负载力矩大。选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。图.加载装置缸体活塞轴盖轴蜗轮蜗杆步进电机压力变送器总的来说，选择步进电机应该按照以下步骤进行，如图.所示。图.选择步进电机步骤选择步进电机需要进行以下计算加载力轴和盖间为螺纹，其中径，螺距，牙形斜角，中径处螺旋升角，若取摩擦系数，当量摩擦系数为，则当量摩擦角为，根据系统所需最高油压，算得活塞的最大推力为，则蜗轮轴所需最大扭矩为，蜗轮蜗杆传动比设为，取蜗轮蜗杆传动效率，取轴承效率，则蜗杆轴所需最大扭矩为，型步进电机额定扭矩为.，能满足要求。.液压传动概论液压传动是利用密闭系统中的受压液体来传递运动和动力的种传动方式。液压传动与机械传动相比具有许多优点，所以在机械设备中，液压传动是被广泛采用的传动方式之。液压传动与机械电力等传动相比，有以下有点能方便地进行无级调速，调速范围大。体积小质量轻功率大，即功率重量比大。方面，在相同输出功率前提下，其体积小重量轻惯性小动作灵敏，这对于液压自动控制系统具有重要意义。另方面，在体积或重量相近的情况下，其输出功率大，能传递较大的扭矩或推力。控制和调节简单方便省力，易实现自动化控制和过载保护。因传动介质为油液，故液压元件有自我润滑作用，使寿命长。可实现无间隙传动，运转平稳。液压元件实现了标准化系列化通用化，便于设计制造和推广使用。可以采用大推力的液压缸和大扭矩的液压马达直接带动负载，从而省去了中间的减速装置，使传动简化。液压传动的主要缺点是漏。由于作为传动介质的液体是在定的压力下有时是在较高的压力下工作的，因此在有相对运动的表面间不可避免地要产生漏油。同时，由于油液并不是绝对不可以压缩的，油管等也会产生弹性变形，所以液压传动不宜用在传动比要求较严格的场合。振。液压传动中的“液压冲击和空穴现象”会产生很大的振动和噪声。热。在能量转换和传递过程中，由于存在机械摩擦压力损失泄漏损失，因而易使油液发热，总效率降低，故液压传动不宜用于远距离传动。液压传动性能对温度比较敏感，故不宜在高温或低温下工作。液压传动装置对油液的污染亦较敏感，故要求有良好的过滤设施。液压元件加工精度要求高，般情况下又要求有独立的能源，这些可能使产品成本提高。液压系统出现故障时不易追查原因，不易迅速排出。综上所述，液压传动由于其优点比较突出，故在工农业各个部门获得广泛应用。它的些缺点随着生产技术的不断发展提高，正在逐步得到克服。为了迅速赶超世界先进水平，我国已瞄准世界发展主流的液压元件系列型谱，有计划地引进消化吸收国外最先进的液压技术和产品，并对我国现正生产的液压产品进行整顿，合理调整产品结构，大力开展产品国产化工作。可以预见，我国的液压技术在世纪必将获得更快的发展。.液压缸的类型及其特点和应用液压缸是把液体的压力能转换成直线式机械能的能量转换装置执行元件。液压缸输出的是力和位移。液压缸结构简单工作可靠，广泛地应用于工业生产各个部门。液压缸按其作用方式，分为单作用式和双作用式两大类。单作用式液压缸只利用液压力推动活塞向着个方向运动，而反向运动则依靠重力或弹簧力等实现。双作用式液压缸，其正反两个方向的运动都依靠液压力来实现。本设计选用的是双作用式液压缸。液压缸按不同的使用压力，又可分为中低压，中高压和高压液压缸。对于机床类机械般采用中低压液压缸，其额定压力为对于要求体积小重量轻出力大的建筑车辆和飞机用液压缸缸多采用中高压液压缸，其额定压力为对于油压机类机械，大多数采用高压液压缸，其额定压力为.。液压缸按结构型式的不同，又有活塞式柱塞式摆动式伸缩式等形式，其中以活塞式液压缸应用最多。活塞缸和柱塞缸用以实现直线运动，输出推力和速度摆动缸用以实现小于的转动，输出转矩和角速度。本设计选用的是活塞式液压缸。活塞液压缸有双杆活塞缸和单杆活塞缸两种，本设计选用的是单杆活塞缸。.液压缸的设计计算液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸包括缸的内径长度活塞杆的直径及长度。确定上述尺寸的原始依据是液压缸的负载运动速度行程长度和结构形式等。通常，液压缸需要自行设计。．液压缸内径和活塞杆直径动力较大的设备如拉床刨床车床组合机床液压压力机等液压缸的内径通常是先根据设备类型及缸所受负载参照表.和表.确定出缸的工作压力，再按表.确定出比值，然后根据承载情况按下面的公式计算得出。表.各类液压设备常用工作压力设备类型磨床车床铣床钻床镗床组合机床龙门刨床拉床注塑机农业机械小工程机械液压压力机重型机械起重运输机工作压力.表.液压缸工作压力与负载之间的关系负载工作压力表.系数的推荐值工作压力活塞杆受拉力活塞杆受压力.综合上表选负载为，工作压力为，活塞杆受压力.。当有杆腔压力油驱动负载时，由于故.当无杆腔压力油驱动负载时，由于故.由式.式.算出的值及选定的值即可求出活塞杆的直径来。的取值应按标准进行圆整。因为是由有杆枪压力驱动负载，所以由式.。．液压缸壁厚在中低压系统中，液压缸壁厚根据结构和工艺上的需要确定，般不进行计算。当液压缸工作压力较高或直径较大时，才有必要对其最薄弱部位的壁厚进行强度校核。当时，按以下薄壁筒公式校核.当时，按以下厚壁筒公式校核.式中缸筒壁厚缸筒直径试验压力，当液压缸的的额定压力时，当额定压力时，缸筒材料的许用应力。，为抗拉强度，为安全系数，般取。因为所以按公式.进行校核，结果符合要求。．液压缸其它尺寸的确定液压缸的长度按其最大行程确定，般不大于。活塞的宽宁国市度按缸的工作压力和活塞的密封方式确定，般为.。导向套滑动面的长度，当时，取.当时,取.。活塞杆的长度按缸的长度活塞的宽度导向套的长度端盖的有关尺寸及它与工作台连接方式确定。对长度与直径之比大于的受压活塞杆，应按材料力学公式进行稳定性校核计算。当压力不高时，端盖的尺寸紧固螺钉的个数和尺寸可由结构决定高压系统则必须进行螺钉强度的校核。单杆活塞缸原理及计算图.为单杆活塞缸原理图。其活塞的侧有伸出杆，两腔的有效工作面积不相等。当向缸两腔分别供油，且供油压力和流量相同时，活塞或缸体在两个方向的推力和运动速度不相等。当无杆腔进压力油，有杆腔回油图.时，活塞推力和运动速度分别为图.单杆活塞缸当杆腔进压力油，无杆腔回油图.时，活塞推力和运动速度分别为式中缸无杆腔有效工作面积缸无杆腔有效工作面积进油压力进入液压缸的流量表液压缸内径活塞杆直径比较上面公式可知，。即无杆腔进压力油工作时，推力大，速度低有杆腔进压力油工作时，推力小，速度高。因此，单杆活塞缸常用于个方向有较大负载但运行速度较低，另个方向为空载快速退回运动的设备。例如，各种金属切削机床压力机注射机起重机的液压系统即常用单杆活塞缸。单杆活塞缸两腔同时通入压力油时，如图.所示，由于无杆腔工作面积大，活塞像右的推力大于向左的推力，故其向右移动。液压缸的这种连接称为差动连接。差动连接时，活塞的推力为.若活塞的速度为，则无杆腔的进油量为，有杆腔的出油量为，因而有下式