电子万能试验机设计

[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。在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中，试验机是一种不可缺少的重要测试仪器。

    本文首先概述了试验机的基本定义、研究背景及意义、分类与国内外一些重要生产商的成果。第二部分论述了滚珠丝杠-同步带、滚珠丝杠-锥齿轮传动、滚珠丝杠-链轮传动、滚珠丝杠-直齿轮传动和液压驱动五种传动方案，并进行对比分析，然后选择滚珠丝杠-同步带滚珠丝杠传动系统、同步带传动系统以及轴等各部分进行选择、详细设计与计算，经传动系统作为本文的设计对象。第三部分对试验机的主要机械传动部分，如电动机、过校核后所有设计均符合要求。最后对控制系统进行设计。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 滚珠丝杠 同步带

The design of Electronic universal testing machine

[Abstract] Testing machine is the precision instrument that used to determination mechanical properties, process performance, internal defects of engineering structures and check the dynamic unbalance of the rotating parts in a variety of conditions, environment. The testing machine can be used to test the materials’ tension, compression, bending, shear, torsion, impact, fatigue, creep, durable, relaxation, wear, hardness.

In the process of research and exploration of new materials, new processes, new technologies and new structures, testing machine is a kind of indispensable test equipment.

   This paper outlines the basic definition of the testing machine, the research background and significance, classification, and some important domestic and foreign producers results. The second part discusses the Ball screw - synchronous belt, ball screw - bevel gears, ball - sprocket, ball - spur gear transmission and hydraulic transmission drive five kinds of programs, and comparative analysis, and then select Ball screw - this article is designed as a synchronous belt drive system objects. The third part of the test machine's main mechanical transmission parts, such as motors, ball screw drive, belt drive system as well as other parts of the selected axis, detailed design and calculation, after checking all designed to meet the requirements after. Finally the control system design. In the last article concise introduction to make this graduation design some experience.

[Keywords] Test machine  Ball screw  synchronous belt  

目    录

第1章 概述 ………………………………………………………………………………1                                               

   1.1 试验机概念………………………………………………………………………1

 1.2 国内外研究现状…………………………………………………………………1

  1.2.1 国内材料试验机的现状……………………………………………………1

  1.2.2 国外材料试验机的现状……………………………………………4

 1.3 本论文研究内容……………………………………………………………5

第2章 万能材料试验机传动部分设计方案………………………………………7

   2.1 方案简述 …………………………………………………………………………7

   2.2 各种方案分析 ……………………………………………………………………9

   2.3 万能材料试验机传动部分设计…………………………………………………12

第3章 电子万能试验机总体结构设计…………………………………………………13

   3.1 主要零部件及其工作测试过程如下……………………………………………13

   3.2 主机及附件的功能………………………………………………………………14

      3.2.1 主机结构及其工作原理 …………………………………………………14

      3.2.2 控制传动系统 ……………………………………………………………15

      3.2.3 测量系统 …………………………………………………………………15

      3.2.4 动横梁位移行程限位保护装置 …………………………………………15

第4章 主要部件的结构设计……………………………………………………………16

   4.1 标准件的选取……………………………………………………………………16

      4.1.1 滚珠丝杠的选择 …………………………………………………………16

      4.1.2 伺服电机的选择 …………………………………………………………21

      4.1.3 同步带的选择 ……………………………………………………………22

   4.2 非标准件的设计…………………………………………………………………25

      4.2.1 轴的选用 …………………………………………………………………25

      4.2.2 机架零件的选择 …………………………………………………………26

第5章 电子万能试验机控制系统设计…………………………………………………27

   5.1 微机测控集散系统………………………………………………………………27

      5.1.1 系统结构 …………………………………………………………………27

      5.1.2 各子系统硬件结构 ………………………………………………………28

   5.2 测量控制器………………………………………………………………………34

结论………………………………………………………………………………………36

致谢………………………………………………………………………………………37

参考文献 …………………………………………………………………………………38

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