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，所以不口电路及伺服电机电路检测电路等外围接口电路。其中是整个电路的核心，其控制其它各部分协调工作的“大脑”，存储器则用于存放系统软件即有相应的程序以及运行过程中的各种数据，接口是系统与外界进行信息交换的桥梁，三总线则是与存储器接口以及其它各种转换电路的纽带，是与各部分电路进行信息交换和通讯的必由之路，本设计的控制部分系统硬件图如下图主控制器的的选择在微机应用系统中，的选择应该考虑以下要素时钟频率和字长控制数据处理的速度可扩展存储器的容量指令系统功能是否很强即编程的灵活性扩展的功能即对外部控制的能力开发手段包括支持开发的软件的硬件电路。除此之外，还应根据系统应用场合控制对象以及各种参数的要求来选择。目前，在我过的数据系统中，常用的芯片有等位机的，也有系列的位机的，但是应用最多的还是公司的系列单片机作为主控制器。系列单片机主要有三种型号的产品。该系列产品是集中端口及部分等为体的功能性很强的控制器，它的主要特点是集成度高可靠性好运算速度快，另外，该系列产品只需增加少量外围器件就可以构成个完整的微机控制系统，并且开发手段齐全，指令系统功能强，编程灵活性大，硬件资料也很丰富，是较为理想的主选控制器芯片。目前，工业控制中应用最多的是单片机，下面介绍下单片机的基本性能及使用方法。单片机的基本性能具有个位微处理器片内具有时钟发生器或执行指令时间为或字节数据存储器字节程序存储器具有个特殊功能寄存器具有个位可编程定时计数器跟线，个端口个中断源，可编程为个优先级个全双工的可运行于同步异步方式的串行口具有位寻址功能，位寻址空间，适用逻辑运算⑩它使用单的电源，在主振频率为时机器同期为，有四组工作寄存器，每组有个位的工作寄存器，根栈可设置于单片机数据存储器的任何处，堆栈深度最多可达个单元。系列单片机的引脚及功能单片机是个具有根引脚的双列直插式器件，这只引脚大致分为电源时钟口地址总线和控制总线等六大部分它们的功能简述如下电源线，电源地线芯片主电源时钟震荡器反向放大器输入端，芯片使用外部震荡器时，此端必须接地。震荡器反向放大器输出和内部时钟发生器的输入端，芯片使用外部震荡器时，此端用于输入外部震荡信号。控制总线地址锁存有效信号，其主要作用是提供个适当的定时信号，在它的下降适用于外部程序存储器或外部数据存储器的底位地址锁存。弹性系数查表得，.接触疲劳强度计算的重合度和螺旋角系数锥齿轮系数许用接触应力取所以齿轮的许用接触应力满足要求，可以安全使用。⒉齿轮的弯曲疲劳强度的校核弯曲疲劳强度的计算公式如下式中复合齿型系数所以查表得弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数查图得许用弯曲应力式中齿轮材料的弯曲疲劳强度基本值查图得寿命系数相对齿根圆角敏感系数见表尺寸系数见表齿根弯曲强度的最小安全系数.把系数代入公式中齿轮的弯曲疲劳强度满足需求。.同步带的设计.有关数据的计算功率传动工况系数查表取带传动的功率选择带型根据和，查图，选用型，选择小齿轮齿数根据的原则，查表，取小带轮节径大带轮节径大带轮齿数带速初定中心距按要求取选用带长及齿数按表选用代号。带上齿数。小带轮啮合齿数基本额定功率式中同步带的基准宽度查表得带宽作用于轴上的力按表，选取标准带宽。代号.张紧力的控制适当的张紧力是保证传动正常工作的重要因素。张紧力不足，带将在带轮上打滑，使带急剧磨损，张紧力过大，则会使带的寿命降低，轴和轴承上的作用力增大。张紧力通常是通过在带与带轮两切点中点处加重垂直于带边载荷，使其产生规定的挠度来控制。计算挠度的公式如下使切边中点产生挠度从而可知载荷为式中同步带合适的张紧力切边长度带节线长修正系数查表，得代入公式综合以上分析计算，为了达到张紧的目的，本设计采用张紧轮的装置。张紧轮般应改放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮还应尽量靠近大带轮，以免影响带在小轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径应小于带轮的直径。故选择张紧轮的直径为。第四章控制部分硬件设计构成微机控制部分的硬件电路概括起来由以下四个部分组成主控制器即中央处理单元，采用系列的单片机总线包括数据总线地址总线和控制总线存储器包括可编成存储器和随机读写数据存储器接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。拉伸,试验,实验,数控,改造,设计,毕业设计,全套,图纸目录摘要第章概述.拉伸试验机的应用.拉伸试验机采集系统的特点与要求第二章机械总体设计方案选择.结构总体设计.参数的确定.电机的选择第三章机械部分的设计计算.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