1、型号的选择。.结构总体设计采用同步齿形带传动，动力源为直流伺服电机，要安装减速器，因为直流伺服电机的低速性不好。利用同步带传动，它兼有带传动，齿轮传动及链传动的优点。平均传动准确，精度高，且适于低速传动。图参数的确定半闭环系统的执行元件采用直流伺服电机。检测及反馈元件的选择半闭环控制的伺服系统主要采用角位移传感器。选择圆形的角位移传感器，如光电脉冲编码器，圆感应同步器，旋转变压器，码盘等。根据需要选择光电脉冲编码器。机械系统与控制系统方案的确定由执行元件通过减速器和滚动丝杠螺母机构，驱动工作台运动。伺服电机动力参数确定由拉伸试验机，属于般的直流伺服系统，故根据各种直流伺服电机的特性，选择电磁式直流电机。它具有体积小重量轻力能指标高产品的结构牢固。机构特性和调节特性的线性度较好的特点。故选择直流永磁电动机。试验机的参数最大。

2、统改造，在这个设计中共分两个部分设计部分是机械部分，另个是控制部分。在机械设计里，主要设计夹具和丝杠以及传动部分，其主要要求是保证其精度。在控制部分的设计中，用系列来控制拉伸实验机，从而控制丝杠转角及采集拉力。关键词拉伸试验机精度丝杠可编程控制器第章概述为了使我们把学到的知识能够灵活的运用，安排了此次机械工艺课程设计。目的是通过此次设计，能够为将来的工作打下个良好的基础，我们尽力搞好此次设计。但是，由于水平有限，缺乏实际经验，时间有限，知识掌握不够全面，因此此次设计中难免有许多不足之处，望老师见谅。当然本次设计更得到了李任江老师的悉心指导，还有其他老师同学的帮助，才的以顺利完成设计，在此对大家表示感谢！由于材料拉力试验机应用比较广泛，所以应该大量比较和分析现有产品，综合后，决定设计和改造方案。目前应用得试验机工作力在以下。

3、更为了提高系统的操作自动化程度，将系统定为电气控制，且是机械传动。此方案克服前两个方案的缺点，且结构简单，成本低，所以较合理。工作过程及机械原理如下由电机带动级减速器，再经过级传动带带动两根丝杠。此处选择减速器是为了减少设计量。用带传动是为了降低成本。保证两根丝杠同步，传送带选用齿形带。丝杠带动螺母，落幕固定在横梁上，从而使横梁起运动。横梁又带动夹头。由于上下夹头间夹着材料试棒，所以起运动而上夹头与工件下部不动，因此试棒就被拉断。在丝杠的顶端装有光电偏码器，通过测量丝杠的转动计算出工件的伸长量，从而使系统达到半闭环控制，上夹头端部装有拉力传感器，可直接测量作用在工件上的力。确定方案由以上分析，可知方案三为最佳方案。解决问题虽然反感确定了，但软，硬件控制尚需选定，编程，各部分的尺寸尚需确定，丝杠部件的连接方式的选择，材料，。

4、分的设计计算.丝杠的选择.联轴器的选择机电液手册.减速器的选择.齿轮传动的设计.同步带的设计第四章控制部分硬件设计.主控制器的的选择.存储器扩展电路设计地址锁存器程序存储器的扩展单片机应用系统中的地址译码口扩展电路设计引脚及说明工作方式的设定状态查询定时功能与的连接方法可编程外围并行接口芯片引脚.驱动电路的设计.传感器的选择.其它辅助电路的设计第五章系统控制软件的设计.系统软件设计包含内容.软件的设计说明及程序清单第六章设计总结参考书目摘要本次毕业设计的题目是拉伸试验机系统改造。主要任务是在旧的拉伸试验机的基础上进行改造，采用数字控制方式，进行拉伸试验，这样既减少了工作人员的工作量，又可以更加精确的完成试验目的。由于材料拉力试验机应用广泛，经过调查研究分析现有产品，决定设计和改造方案。在本次设计中，主要是设计拉伸试验机系。

5、的好坏。对此，我提出三种方案进行对比，以致于选出最好的方案，达到最佳的设计结果。方案列举方案采用齿轮丝杠传动，电机安装在底座箱体外面。图.方案二采用单丝杠传动，用电机直接驱动。图.方案三采用同步齿形带传动，动力源为直流伺服电机，由于它的低速性不好，所以要加减速装置。图.各方案总体分析方案优点是两丝杠旋向相反，可消除扭转力的副作用，但左旋丝杠的加工困难造价较高。又由于减速部分采用多级齿轮传动，使得成本增加。为了安装方便放在下边的旋转编码器应改在上边，除丝杠外又增加了两个光杠，使得成本增加，所以不合理。方案二由于电机只带动个丝杠，横梁还需严另个光杠上下移动。这样增加了扭转力矩，相应就要增加电机的功率。造成浪费，而且应变片贴在试样上，操作不方便且试样断裂后对应变片可能有损伤，所以不合理。方案三为了降低成本，克服液压系统的缺点，。

6、拉力，最大拉伸空间，金属试样加工范围，其精度等级级。.电机的选择初选电机拉伸工件时所需的最大功率其中查机械原理书知根据机电体化系统设计手册初选电机。查表，其数据参数如下转矩为.转速功率为电压为外形为长重量为.验算所选电机的转矩是否符合要求丝杠转矩其中为当量摩擦角。取.,则所选电机合理。第三章机械部分的设计计算.丝杠的选择根据机电体化设计基础，选丝杠的长度,寿命,传动精度.求计算载荷查表，取查表，取查表，取级精度查表，取。计算额定动载荷根据选择滚珠丝杠副假设选用型号，按滚珠丝杠符的额定动载荷的原则，查表，选以下型号规格考虑各种因素选用.，由表得丝杠副数据公称直径，导程，螺旋角为，滚珠直径.按表中尺寸公式计算滚道半径偏心距.丝杠内径稳定性的验算由于丝杠在工作时可能回发生失稳和共振两种情况，所以下面对其分别进行验算。第种情况失。

7、的多采用机械传动。以上的多采用液压式传动。现在本校试验室有两台液压式万能试验机。由于老式液压材料拉力试验机的功能和原理都差不多，所以将本校试验室的材料试验机作为改造和参考的对象。原机在拉伸压缩材料后能自动画出金属试验数据图。.拉伸试验机的应用在各种材料的产品质量检验生产过程质量控制材料科学研究及教学试验中，都必须应用试验机进行力学性能测试。拉伸试验机在我国的钢铁建材冶金化工等行业被广泛应用。目前，估计国内已拥有数万台国产及进口的各类试验机，大多数为手工控制操作，主要用于原材料检验质量监督检验质量控制及教学，担负着材料或产品的常规力学性能测试。所以，研制台适用于设计要求，改造后的机床能自动输出相应数据。同时也为材料用户的数据共享提供种经济快捷的途径和手段，显得很必要，具有良好的经济效益和社会效益。.拉伸试验机采集系统的特点。

8、为.轴孔直径，轴孔长度,螺栓，质量为.,转动惯量为.。联轴器的强度校核普通螺栓联接的受力和强度计算满足传递转矩所需的螺栓预紧力其中联轴器的计算转矩半联轴器凸缘的外径两半联轴器凸缘端面接触处的直径摩擦系数螺栓数目螺栓联接的强度条件其中螺栓材料的许用应力，对钢控制的预紧力时，可取,不控制预紧力时可取，这里为号钢控制，即满足强度条件。铰制孔螺栓联接的受力和强度计算每螺栓所受的剪切力螺栓的剪切力强度条件螺栓联接的挤压强度条件所以满足强度要求。键的强度校核由于联轴器利用键与电机，减速器相联接。根据电机轴径，选择普通平键相联接，靠侧面传递转矩，对中性良好，结构简单，装拆方便，选择型，轴的应力集中小。查机电液手册表得键的强度校核公式如下键联接工作面挤压应力其中传递的转矩轴的直径键的工作长度键与轮毂之间的接触高度数据列表如下表.查表得，。

9、与要求对于本次拉伸试验机的设计，必须配置电测传感器，通常有种用于测定力值的压力传感器或测力传感器用于测定式样变形的变形传感器用于测定机器横梁移动量的位移传感器。本文采集的主要是拉力数据的采集因此，只使用了拉力传感器。测试过程中，操作人员可以边观察侧边用拉力传感器反映的力值进行数据采集和处理测试结果。通过此次系统改造后的试验机，相对来说，测量精度明显提高，并能自动记录被测试材料的最大拉力钢材的屈服点参数等。要求如下数字显示试验里及峰值等，示值精度为并能方便验定实时记录曲线具有抗拉强度的峰值自动保存功能具有屈服强度等参数自动判断功能系统适合于长期连续运行测试数据及相关数据机内掉电保存，以备查用可单独使用，也可与上位联机使用。第二章机械总体设计方案选择方案的选择是为了更好的对拉伸实验机系统改造和设计，方案的选择将直接影响到设计。

10、副合格。验算寿命测试机械寿命为额定寿命计算公式如下其中额定寿命基本额定动载荷转向载荷在实际中选用所以符合要求。验算自锁丝杠停转时，丝杠螺母可能会因受力过大而轻松下落，此时必须考虑自锁问题。受力简图如下图.要防止上述现象发生，产生自锁，则必须有既螺旋升角摩擦角由图可知即能够产生自锁。.联轴器的选择机电液手册凸缘联轴器是应用最广泛的种固定式刚性联轴器，它结构简单，工作可靠，传递转矩大，装拆方便，可以连接不同直径的两轴，采用铰制孔螺栓对中，这种螺栓联接是依靠螺栓与螺栓孔壁之间挤压来传递转矩的，不但减轻了螺栓的预紧力，而且还能提高传递转矩的能力，同时装拆时不需要沿轴向移动。联轴器的选择计算计算转矩其中计算转矩工作情况系数理论转矩驱动功率电机转速减速器公称传动比公称转矩查表得.综合各种技术要求，选择型联轴器，额定转矩为，许用转速钢。

11、联接钢，轻微冲击.校核由表得即所以符合要求。键的剪切强度校核所以键的剪切强度符合要求。校核键的剪切强度和挤压强度均合格。综合上述计算结果得知，对于及两径上的键，无论是挤压强度还是剪切强度均符合要求，可按全工作。.减速器的选择查机电液手册，选择减速器。计算载荷如下式中螺杠输入各功率工况系数查表，启动率系查表，得小时负载率系数查表，得.环境温度系数查表，得减速器型号系数查表，得把查得的数据代入式中，得根据上述结果查表，符合要求的减速器为Ⅱ，传动比。.齿轮传动的设计齿轮的几何尺寸的计算查机电液手册，有关于直齿锥齿轮传动的几何尺寸的计算如下齿数比大端分度圆直径确定齿数查图.，取确定大端模数查表.得，标准的分锥角当时，外锥矩齿宽齿宽系数平均分度圆直径中锥矩平均模数切径向变位系数由图.得，由表.得，选取齿顶高齿根高由表.的齿顶圆直径。

12、稳由于端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳，所以在设计时应该验算其安全系数，其值应大于丝杠副传动结构允许的安全系数。查表，采用端固定，端游动,为长度系数，临界转速系数，查得.。丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷按下式计算其中弹性模量，对于钢丝杠工作长度丝杠危险界面的周惯性矩其中.取则.安全系数查表既丝杠时安全的，不会失稳。第二种情况高速长丝杠在工作时可能发生共振，因此需要验算其不会发生共振的最高转速临界转速。要求丝杠的最大转速。临界转速可按下式计算得即所以丝杠工作时不会发生共振。除以上两种情况以外，滚珠丝杠副还受值得限制，通常要求。所以该丝杠副工作稳定。刚度验算计算最大导程误差.通常要求丝杠的导程误差应小于传动精度的，即所以该丝杠的导程误差满足要求，所以刚度合格。效率验算滚珠丝杠副的传动效率为要求在之间，所以丝杠。

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