（优秀毕业全套设计）多功能材料试验机设计（整套下载）

成本高滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求较高，光洁度要求也较高，故制造成本高。

方案二虽然链传动的制造与安装精度要求较低，成本也低。

远距离传动时，其结构比齿轮传动轻便得多。

但是只能实现平行轴间链轮的同向传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比磨损后易发生调齿工作是有噪声振动冲击。

方案三丝杠水平放置利于自锁。

水平状态下不受自重惯性力，故运动停止较为容易。

采用涡轮驱动丝杠，由于涡轮尤其是单头涡轮传动效率低，传动精确度也较差。

同时涡轮般采用较为贵重的减摩材料如青铜制造，从而增加了制造成本。

工作台有两个连杆驱动所承受力较小。

在较大试验力时，连杆安全性降低，必须增大连杆尺寸，这就使得试验机所需较大的外功率来驱动。

方案四由于采用了液压驱动，故有以下特点液压传动能够实现无级变速，工作平稳同功率时液压装置体积小质量轻液体为工作介质易泄露，造成污染油液可压缩故传动比不准确传动过程中损失较大，效率较低液压传动对油温和负载变化极为敏感，对外部环境要求较高液压元件精度高，造价高液压传动旦出现故障时不易追查原因，不易迅速排除。

综合上述四种方案的优缺点以及目前市场上主流试验机形式，最后决定选择第种方案为本设计所采取的最终方案。

第三章运动动力设计和相关计算.电动机的选择由设计要求已知条件可知，假设试验机横梁设计速度为.试验机所施加的外力为。

故式中试验机输出力，丝杆速度，.电动机功率在传递过程中必然有定的损失。

参考机械工程手册可知，丝杆与丝杆螺母间传动效率为.，在这里取.锥齿轮之间传动效率为.级精度，般齿轮传动，涡轮蜗杆间传动效率为.，其他连接件传动效率为.，其他联接件传动效率为.。

故所以式中试验机有效功率试验机总效率。

查阅电机手册结合实际情况选择合适型号为，它的额定功率为.满载转速为。

.传动装置总传动比的计算及其分配已知横梁速度以此求得丝杠转速。

式中丝杆速度，丝杆螺距，。

电动机选定后，按照电动机的满载转速及试验机工作部分转速，可计算出传动装置的总传动比。

。

再按照常用传动机构性能及适用范围，初步选择各个出动部分传动比如下.。

.蜗轮蜗杆传动系统的设计与校核由设计要求可以知，涡轮输入功率蜗轮输入转速传动比预期寿命涡轮蜗杆材料的选择考虑到蜗杆速度不大，选择蜗杆材料为钢，幷将其淬火至，保证效率高且耐磨性好，涡轮材料为制造锡青铜，金属膜铸造。

蜗杆传动类型的选择根据，决定采用渐开线蜗杆蜗杆。

按齿面接触疲劳强度进行设计，根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。

查机械设计，得到按涡轮接触疲劳强度条件设计计算的公式为确定作用在蜗轮上的转矩确定载荷系数，其中为使用系数，在表选取使用系数.，因工作载荷较稳定，载荷分布不均现象将由于工作表面良好的磨合而得到改善，故取齿向载荷分布系数由于转速不高，传动较平稳，冲击不大，可取动载系数，则确定弹性影响系数因选用的是铸锡青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值，从图中可查得接触系数.确定许用接触应力根据蜗轮材料为采用，金属模铸造，蜗杆采用钢淬火，齿面硬度大于，可从表查得蜗轮的基本许用应力。

应力循环次数其中为涡轮每转转每个轮齿啮合的次数，为涡轮转速，为工作寿命。

则接触强度的寿命系数则计算中心距根据表，取中心距，因，按，故从表中取模数，蜗杆分度圆直径。

则，从图中可查询接触系数，因为，因此以上计算结果可用。

．蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸蜗杆轴向齿距直径系数齿顶圆直径齿根圆直径分度圆导程角蜗杆轴向齿厚蜗轮蜗轮齿数变位系数验算传动比这时传动比误差为是允许的。

蜗轮分度圆直径蜗轮喉圆直径蜗轮齿根圆直径蜗轮咽喉母圆半径涡轮齿顶圆直径，取。

，取。

涡轮齿宽，取。

.校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数根据，从图中可查得齿形系数。

螺旋角系数许用弯曲应力从表中查得由制造的蜗轮的基本许用弯曲应力寿命系数弯曲强度是满足的。

.验算效率已知与相对滑动速度有关。

从表中用插值法查得，代入式中得。

大于原估计值，因此不用重算。

.精度等级公差和表面粗糙度的确定从圆柱蜗杆蜗轮精度中选择级精度，侧隙种类为，标注为，。

然后由有关手册查得要求的公差项目及表面粗糙度。

由于蜗杆滑动速度较低，产生热量较少，故可以不进行温度验算。

试验机利用频率较低，故可以不润滑，或者偶尔喷油润滑即可。

.锥齿轮的传动设计由设计要求可以知，锥齿轮输入功率锥齿轮输入转速传动比预期寿命说明锥齿轮的传动设计的这部分全参照实用机械设计，下面涉及的就不再说明了。

选材热处理选齿轮，注意事项大小齿轮选材，热处理不同，小齿轮比大齿轮齿面硬度高般用锻钢毛坯，尺寸太大可用铸钢软尺面适用中载中速尽可能用优质碳素钢热处理后切齿，精度可达级左右，由机械设计表，表可查得小齿轮钢，调质，取中间值，大齿轮钢，正火取中间值，级精度。

．确定齿数，校核计算公式为由于是闭式传动，小齿轮数在之间，为了保证不使同对轮齿固定啮合，小齿轮齿数尽量为奇数所以选小圆锥齿轮齿数选取计算按接触强度计算由设计计算公式进行试算，即确定公式内的各计算数值．计算．计算计算公式为其中为使用系数，为动载系数，为齿间载和分配系数，为齿向载荷分配系数。

由表选取使用系数.动载系数跟制造精度及圆周速度有关，试选动载系数记试选.齿间载荷分配系数可选取为查机械设计手册表得轴承系数则齿向载荷分布系数计算，由机械设计表查得材料的弹性影响系数，节点系数由最新中外齿轮强度标准文集查得，由机械设计图按齿面硬度查得小齿轮，大齿轮的接触疲劳强度极限计算应力循环次数，由机械设计图取接触疲劳寿命系数，计算接触疲劳许用应力取失效概率为，安全系数，得，选齿宽系数值，般，值，则，试试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值校核因试选，可能与实际不符，模数取标准值，取，按几何关系计算圆周速