金屬壓縮試驗機設(shè)計

1、43金屬壓縮試驗機摘 要金屬壓縮試驗機作為一種精密測試儀器，要測量控制力、變形、試驗速度、應(yīng)力應(yīng)變速率等多種參量，可應(yīng)用于各種金屬材料進行理學(xué)性能、工藝性能的測試和分析研究。廣泛應(yīng)用于石油化工、航空航天、機械制造、汽車制造、門窗建材、金屬制品等行業(yè)。本課題金屬壓縮試驗機的設(shè)計主要進行拉壓試驗機機械部分的設(shè)計，其中主要包括減速器設(shè)計，同步帶設(shè)計，滾珠絲杠設(shè)計，夾具設(shè)計，同時對設(shè)計各個部分進行校驗分析。關(guān)鍵詞：壓縮試驗機，減速器，同步帶，滾珠絲杠，校核。ABSTRACTMetal tension and compression testing machine as a precision inst

2、rument to measure control, deformation, test speed, stress and strain rate and other parameters .Metal tension and compression testing machine can be used in a variety of physical properties of metal materials, process performance testing and analysis. It used widely in petrochemical, aerospace, mac

3、hinery manufacturing, automobile manufacturing, doors and windows building materials, metal products and other industries. The subject of metal tension and compression testing machine primarily designed for tension and compression experiments of the mechanical parts of the design, which includes red

4、ucer design, timing belt design, ball screw design, fixture design, and design verification of the various parts.Key words: compression testing machine, reducer, belt, ball screw, checking 目 錄1 緒論12金屬壓縮試驗機結(jié)構(gòu)設(shè)計概述22.1金屬壓縮試驗機工作原理及概述22.2設(shè)計原則23試件分析34滾珠絲桿設(shè)計44.1 滾珠絲桿的工作原理44.2滾珠絲桿的設(shè)計計算44.3滾珠絲杠副的維護85減速器設(shè)計105

5、.1整體設(shè)計105.2傳動零件的設(shè)計計算146結(jié)論417參考文獻(xiàn)428致謝431 緒論材料試驗機從最簡單的祛碼加荷到以數(shù)字化技術(shù)為特征的各種材料試驗機，在國外己有二百多年歷史。 試驗機制造業(yè)已成為一個獨立的行業(yè)，試驗機技術(shù)也成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。材料試驗機，是在各種條件、環(huán)境下測定金屬材料、非金屬材料、機械零件、工程結(jié)構(gòu)等的機械性能、工藝性能、內(nèi)部缺陷和校驗旋轉(zhuǎn)零部件動態(tài)不平衡量的精密測試儀器。在研究探索新材料、新工藝、新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的過程中，材料試驗機是一種不可缺少的重要檢測儀器。不同行業(yè)的材質(zhì)抗壓強度不同，因此壓力試驗機的測量范圍也有所不同，雖然測試范圍是以最大試驗力為上限向下兼

6、容，但是用大量程的設(shè)備去測試抗壓要求很低的試樣，試驗結(jié)果的精確度就難保證，因此，各試驗機生產(chǎn)商都會在技術(shù)指標(biāo)上標(biāo)明力值測量量程，如：量程為4%-100%F.S。正確選購壓力試驗機的方法是：針對試樣的材質(zhì)和規(guī)格，向廠家了解壓力試驗機的型號及適用范圍，也可以提供試樣給廠家做一次試驗以便于壓力試驗機的選型。金屬壓縮試驗機作為一種精密測試儀器， 要測量控制力、 變形、 試驗速度、 應(yīng)力應(yīng)變速率等多種參量， 可應(yīng)用于各種金屬材料進行理學(xué)性能、工藝性能的測試和分析研究。廣泛應(yīng)用于石油化工、 航空航天、機械制造、汽車制造、門窗建材、金屬制品等行業(yè)。金屬壓縮試驗機采用先進技術(shù)， 全數(shù)字放大、采集、閉環(huán)控制，使

7、顯示穩(wěn)定、精度高、使用方便。主機采用伺服電機、 伺服驅(qū)動器，減速機、高精度滾珠絲杠、電子傳感器， 具有傳動平穩(wěn)、 噪音低、 速度精度高、 調(diào)速范圍寬、 使用壽命長等特點； 能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)曲線進行疊加縫隙處理、 存儲、 打印、 繪制曲線， 打印完整報告單，進行工藝調(diào)整與生產(chǎn)控制。本次課程設(shè)計金屬壓縮試驗機的設(shè)計， 主要設(shè)計的是用于低碳鋼、 鑄鐵兩種材料的金屬拉壓試驗機， 整個設(shè)計主要包括電機的選擇， 減速器的設(shè)計， 絲杠設(shè)計， 箱體機構(gòu)的設(shè)計等部分。除此之外，還包括對于整個設(shè)計合理性的考慮以及對于各個關(guān)鍵零件的剛度強度校核。 2金屬壓縮試驗機結(jié)構(gòu)設(shè)計概述2.1金屬壓縮試驗機工作原理及概述本設(shè)計是

8、通過電機連接V帶，V帶連接減速器，再經(jīng)過同步帶帶動兩根絲杠同步轉(zhuǎn)動，使得橫杠能在豎直方向上運動，從而實現(xiàn)橫梁向下壓縮實驗材料的壓縮實驗。本設(shè)計主要主要包括電機的選擇，減速器的設(shè)計，絲杠設(shè)計，壓縮機框架設(shè)計的等部分。2.2設(shè)計原則金屬壓縮試驗機的所以零件及部件都應(yīng)該考慮以下三個基本的原則：（1）盡可能好的滿足工藝要求， 便于操作；（2）具有合理的強度與剛度， 使用可靠， 不易損壞。（3）具有很好的經(jīng)濟性， 重量輕， 便于維修操作。3試件分析表3-1 壓縮實驗試件尺寸及最大載荷低碳鋼鑄鐵直徑橫截面積長度承受最大載荷10.00mm78.54mm30.00mm42.6kN10.00mm78.54mm3

9、0.00mm51.4kN數(shù)據(jù)分析：根據(jù)以上兩表的數(shù)據(jù)顯示， 如需完成壓縮試驗， 則橫梁所能提供的最大載荷必須大于51.4kN， 因此， 擬定本設(shè)計金屬壓縮試驗機輸出的最大載荷為60kN， 橫梁最大速度為500mm/min。4滾珠絲桿設(shè)計4.1 滾珠絲桿的工作原理滾珠絲杠副， 是在螺桿與螺母之間放入滾珠。 在螺桿或螺母轉(zhuǎn)動時， 滾珠沿螺旋滾道滾動， 這樣， 螺桿與螺母之間成為滾動摩擦， 提高了傳動效率和傳動精度。在螺母上有滾珠返回裝置， 使?jié)L珠通過此裝置自動返回其入口， 形成循環(huán)回路。4.2滾珠絲桿的設(shè)計計算（1）滾珠絲杠副的載荷靜摩擦力 (4-1)式中摩擦系數(shù),查得=0.2 橫梁重力 代入?yún)?shù)

10、得： 最大載荷 (4-2)最小載荷 (4-3) 式中橫梁輸出最大壓力 橫梁重力夾具重力 代入?yún)?shù)得： 當(dāng)量載荷 (4-4)代入?yún)?shù)得：（2）預(yù)期額定動載荷 按滾珠絲杠副的預(yù)期運行距離計算： (4-5)式中，預(yù)期運行距離，=800mm 精度系數(shù)。根據(jù)精度等級查得=1.0 可靠性系數(shù)。根據(jù)可靠性查得=1.0 負(fù)荷系數(shù)。由于滾珠絲杠基本無沖擊，因此選取=代入?yún)?shù)得：（3）定允許的最小螺紋底徑絲杠允許的最大軸向變形量 (4-6)式中，定位精度查得定位精度為代入?yún)?shù)得： 絲杠的最小螺紋底徑 (4-7)式中:最小螺紋底徑 絲杠允許的最大軸向變形量 靜摩擦力 (4-8)式中, 滾珠絲杠的螺距，已知代入?yún)?shù)得

11、：（4）確定滾珠絲杠的規(guī)格代號根據(jù)計算所得出的，選中相應(yīng)規(guī)格的滾珠絲杠副BNFN4010-3，其相應(yīng)參數(shù)：,其公稱直徑, 。（5）滾珠絲杠副預(yù)緊力 （4-9）式中,代入?yún)?shù)得：（6）滾珠絲杠副預(yù)拉伸力 （4-10）代入?yún)?shù)得： （7）滾珠絲杠副的最大轉(zhuǎn)速 (4-11)（8）滾珠絲杠副的軸向載荷軸承承受的最大軸向載荷： （4-12）式中, 滾珠絲杠副預(yù)拉伸力 最大載荷代入?yún)?shù)得：（9）滾動軸承軸承類型的確定選擇兩端固定的支承形式，60的角接觸推力球軸承, 選7603040TVP軸承,相應(yīng)參數(shù)如下：,最大軸向力。（10）滾珠絲杠副傳動系統(tǒng)剛度最小抗壓剛度 （4-13）式中,（根據(jù)型號BNFN401

12、0-3查得）代入?yún)?shù)得：最大抗壓剛度 （4-14）式中: 代入?yún)?shù)得：（11）支承軸承組合剛度一對預(yù)緊軸承的組合剛度： （4-15）式中, 滾珠直徑，查7603040TVP得: 滾珠數(shù)，根據(jù)型號BNFN4010-3查得 軸承接觸角， 最大軸向工作載荷 （4-16）代入?yún)?shù)得： 支承軸承組合剛度： （4-17）代入?yún)?shù)得：滾珠和滾道的接觸剛度： （4-18）式中, 根據(jù)型號BNFN4010-3查得：代入?yún)?shù)得：（12）滾珠絲杠副剛度驗證 （4-19）代入?yún)?shù)得：因此，符合滾珠絲杠副符合剛度要求。4.3滾珠絲杠副的維護（1）滾珠絲杠副的潤滑滾珠絲杠潤滑不良可同時引起數(shù)控機床多種進給運動的誤差，因此

13、，滾珠絲杠潤滑是日常維護的主要內(nèi)容。使用潤滑劑可提高滾珠絲杠耐磨性及傳動效率。潤滑劑可分為潤滑油和潤滑脂兩大類。潤滑油一般為全損耗系統(tǒng)用油，潤滑脂可采用鋰基潤滑脂。潤滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)，而潤滑油則經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)。每半年對滾珠絲杠上的潤滑脂更換一次，清洗絲杠上的舊潤滑脂，涂上新的潤滑脂，用潤滑油潤滑的滾珠絲杠副可在每次機床工作前加油一次。（2）絲杠支承軸承的定期檢查定期檢查絲杠支承與床身的連接是否松動，連接件是否損壞，以及絲杠支承軸承的工作狀態(tài)與潤滑狀態(tài)。（3）滾珠絲杠副的防護滾珠絲杠副和其他滾動摩擦的傳動器件一樣，應(yīng)避免硬質(zhì)灰塵或切屑污物進入，因此，必

14、須裝有防護裝置。如果滾珠絲杠副在機床上外露，則應(yīng)采用封閉的防護罩，如采用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管以及折疊式套管等。安裝時，將防護罩的一端連接在滾珠螺母的側(cè)面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。如果滾珠絲杠副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈防護，密封圈裝在螺母的兩端。接觸式的彈性密封圈采用耐油橡膠或尼龍制成，其內(nèi)孔做成與絲杠螺紋滾道相配的形狀；接觸式密封圈的防塵效果好，但由于存在接觸壓力，使摩擦力矩略有增加。非接觸式密封圈又稱迷宮式密封圈，它采用硬質(zhì)塑料制成，其內(nèi)孔與絲杠螺紋滾道的形狀相反，并稍有間隙，這樣可避免摩擦力矩，但防塵效果差。工作中應(yīng)避免碰擊防護裝置，防護裝置一有損壞應(yīng)及時更換。5減速器

15、設(shè)計5.1整體設(shè)計圖5-1 減速器結(jié)構(gòu)簡圖5.1.1電動機的選擇（1）電動機類型的選擇根據(jù)動力源和工作條件，選擇Y系列的三相異步電動機。（2）電動機功率的選擇 工作機所需要的有效功率為： （5-1） （5-2）式中， 滾珠絲杠副的導(dǎo)程 滾珠絲杠副的預(yù)緊力 滾珠絲杠副效率，由于滾珠絲杠副的精度為1級，查得 工作效率，取1滾珠絲杠副的切向力 同步帶線速度r絲杠半徑 （5-3）式中， 大同步帶輪直徑 滾珠絲杠最大轉(zhuǎn)速 （5-4）定大同步帶輪齒數(shù)為40，由根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)第二版確定帶型為H型，對應(yīng)節(jié)距為(同步帶的具體設(shè)計將在第六章做更為具體的介紹)。代入?yún)?shù)得：代入(5-3)得：將參數(shù)代入（5-2）得

16、： 將參數(shù)代入（5-1）得：為了選定電動機所需功率，需要確定傳動裝置的總功率，由機械設(shè)計查得：帶傳動；滾動軸承；圓柱齒輪傳動，圓錐錐齒輪傳動；則傳動裝置的總功率為 （5-5）代入?yún)?shù)得：電機所需功率： （5-6）代入?yún)?shù)得： 根據(jù)電機所需功率選擇電動機：選用三相異步電動機Y100L2-4，功率為3kw，轉(zhuǎn)速為。由于絲杠的轉(zhuǎn)速 （5-7）式中，橫梁的最大速度 滾珠絲杠螺距代入?yún)?shù)得：同步帶的傳動比選為1，求得減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速為，得到總傳動比5.1.2傳動比的分配總傳動比，選V帶的傳動比為；因此得到減速器的傳動比 （5-8）代入?yún)?shù)得：由于圓錐圓柱齒輪減速器，根據(jù)公式 （5-9） （5-10）代

17、入?yún)?shù)得：5.1.3傳動裝置的計算（1）各軸轉(zhuǎn)速計算（2）各軸輸入功率計算（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算5.2傳動零件的設(shè)計計算5.2.1 V帶傳動的設(shè)計（1）確定計算功率 (5-11)式中，電機所需功率 工作情況系數(shù)，查機械手冊得代入?yún)?shù)得：根據(jù)及選用A型窄V帶。（2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 主動輪基準(zhǔn)直徑，從動輪基準(zhǔn)直徑調(diào)整為。帶速根據(jù)公式： （5-12）代入?yún)?shù)得：（3）確定V帶的基準(zhǔn)直徑和傳動中心距根據(jù)，初步確定中心距, （5-13）代入?yún)?shù)得：由機械設(shè)計選取帶的基準(zhǔn)長度。實際中心距 （5-14）代入?yún)?shù)得：（4）驗算主動輪上的包角 （5-15）代入?yún)?shù)得：因此主動輪上的包角合適。（5）計算窄V

18、帶的根數(shù)Z （5-16）由;；查機械設(shè)計表線性關(guān)系：；。代入?yún)?shù)得：取z=3根。（6）計算預(yù)緊力 （5-17）查機械設(shè)計教材得，代入?yún)?shù)得：(7)確定帶寬由機械設(shè)計教材得帶輪寬度,。5.2.2圓錐齒輪的設(shè)計 （1）選定圓錐齒輪的精度等級、材料及齒數(shù)由于速度不高。故選用7級精度材料選擇 由機械設(shè)計表10-1選擇小齒輪材料是45剛，調(diào)質(zhì)處理，平均硬度為235HBS。大齒輪材料為45鋼，正火，硬度為190HBS，二者硬度差為45HBS。選小齒輪數(shù),則，取，則齒數(shù)比 (5-18)代入?yún)?shù)得：（2）按齒面接觸強度設(shè)計由設(shè)計計算公式進行試算 (5-19)確定各項參數(shù)值如下： 試選載荷系數(shù) 小齒輪轉(zhuǎn)矩 選取

19、齒寬系數(shù) 由機械設(shè)計圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限 由機械設(shè)計查得材料的彈性影響系數(shù) 按式（10-31）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 由機械設(shè)計查得接觸疲勞壽命系數(shù)。 計算接觸疲勞應(yīng)力安全系數(shù)，根據(jù)公式： （5-20） （5-21） （5-22）代入?yún)?shù)得： 接觸強度載荷系數(shù)根據(jù)，由機械設(shè)計查得動恐怖載荷系數(shù)；。根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪懸臂布置，由機械設(shè)計表查得軸承系數(shù)，根據(jù)公式： （5-23）代入?yún)?shù)得：接觸強度載荷系數(shù) （5-24）代入?yún)?shù)得：將所以求得參數(shù)代入(5-18) （3）計算圓錐齒輪各參數(shù)計算圓周速度V （5-25） 代入?yún)?shù)得：按實際載荷

20、系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 （5-26） 代入?yún)?shù)得：計算模數(shù) （5-27） 代入?yún)?shù)得： 取4.5計算齒輪其他相關(guān)參數(shù) 分度圓直徑 （5-28） （5-29） 分度圓錐角 （5-30） （5-31）錐距 （5-32）齒頂高 （5-33）齒根高 （5-34）齒頂角 （5-35）齒根角 （5-36）齒頂圓直徑 （5-37） （5-38）齒根圓直徑 （5-39） （5-40）齒寬 （5-41）代入?yún)?shù)得：分度圓直徑分度圓錐角錐距齒頂高齒根高齒頂角齒根角齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬取。（4）校驗齒根彎曲疲勞強度計算當(dāng)量齒數(shù) （5-42） （5-43）代入?yún)?shù)得：由機械設(shè)計表查得齒形系數(shù)： ，應(yīng)力校正系數(shù)

21、：，。由機械設(shè)計查得小齒輪的彎曲疲勞 強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度極限。由機械設(shè)計教材查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)，根據(jù)公式： （5-44） （5-45）代入?yún)?shù)得：校核彎曲強度 （5-46） （5-47）代入?yún)?shù)得：因此，滿足彎曲強度要求。5.2.3圓柱齒輪的設(shè)計 （1）選定圓柱齒輪類型、精度的等級、材料及齒數(shù)按傳動方案選用圓柱斜齒輪傳動。由于速度不高，選用7級精度。材料選擇 由機械設(shè)計教材選擇小齒輪材料是45剛，調(diào)質(zhì)處理，平均硬度為250HBS。大齒輪材料為45鋼，正火，硬度為220HBS，二者硬度差為30HBS。選小齒輪數(shù),則， 。初選螺旋角。（2）按

22、齒面接觸疲勞強度設(shè)計 (5-48)確定公式內(nèi)的各項參數(shù)試選載荷系數(shù)。由機械設(shè)計教材10-30選取區(qū)域系數(shù)。由機械設(shè)計教材10-26查得，;則 .小齒輪傳遞扭矩。由機械設(shè)計表10-7教材查得。由機械設(shè)計表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。由機械設(shè)計教材圖10-21d查得小齒輪的接觸疲勞強度極限， 大齒輪的接觸疲勞強度極限。按式（10-31）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；由機械設(shè)計教材圖10-19查得壽命系數(shù)，計算接觸疲勞需用應(yīng)力 安全系數(shù)，根據(jù)公式： （5-50） （5-51）代入?yún)?shù)得： 將所以求得參數(shù)代入(5-47)（3）計算圓柱齒輪各參數(shù)計算圓周速度 （5-52）代入?yún)?shù)得：計算齒寬及模數(shù) （5-53）

23、 （5-54）代入?yún)?shù)得：齒高 （5-55）代入?yún)?shù)得：代入?yún)?shù)得： （5-56）代入?yún)?shù)得：計算載荷系數(shù)由機械設(shè)計教材10-2查得,根據(jù)、7級精度，由所引用教材圖10-8查得:動載荷系數(shù),由所引教材表10-3查得：由所引教材表10-4查得7級精度、調(diào)質(zhì)小齒輪相對支承非對稱布置時：,根據(jù)、，由所引教材圖10-13查得：故載荷系數(shù) 按實際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑 （5-57）代入?yún)?shù)得：計算模數(shù) （5-58）代入?yún)?shù)得：?。?）圓柱齒輪其他參數(shù)計算 計算中心距代入?yún)?shù)得：圓整為130mm。按圓整后的中心距計算螺旋角 （5-59）代入?yún)?shù)得：計算大小齒輪的分度圓直徑 （5-60） （5-6

24、1）代入?yún)?shù)得：計算齒輪寬度 （5-62）代入?yún)?shù)得：圓整取,（5）按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 （5-63）計算載荷系數(shù) （5-64）代入?yún)?shù)得：，根據(jù)縱向重合度，查機械設(shè)計教材10-28得螺旋角影響系數(shù)計算當(dāng)量齒數(shù) （5-65） （5-66）代入?yún)?shù)得：查取齒數(shù)系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) 由機械設(shè)計教材表10-5得，。由機械設(shè)計圖10-20查得小齒輪的彎曲疲勞 強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度極限。由機械設(shè)計教材圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，。計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞彎曲系數(shù)，根據(jù)公式： （5-67） （5-68）代入?yún)?shù)得：校核彎曲強度 （5-69） （5-70）代入?yún)?shù)得：因此，符合彎曲強

25、度要求。低速級齒輪傳動的尺寸：5.2.4軸的設(shè)計（1）軸的材料選擇和最小直徑估計根據(jù)工作條件，初選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。按鈕轉(zhuǎn)強度法進行最小直徑估算，即： （5-71）初算軸徑時，若最小直徑軸端開有鍵槽，還要考慮鍵槽對軸強度的影響。根據(jù)機械設(shè)計教材表15-3，確定高速軸,中間軸，低速軸。高速軸：高速軸最小直徑處安裝大帶輪，設(shè)有一鍵槽，則，取整數(shù)中間軸：因中間軸最小直徑處安裝滾動軸承，取為標(biāo)準(zhǔn)值低速軸：因低速軸最下直徑處安裝聯(lián)軸器，設(shè)有一個鍵槽，則：（2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計高速軸設(shè)計：最小直徑，由于要求，?。狠S承處軸段，滾動軸承選取30306，其尺寸為，:由于采用軸肩進行軸向定位，30306型軸

26、承的定位軸肩高度為，因此:滾動軸承處軸段，滾動軸承選取30306，其尺寸為 , :安裝齒輪處的軸段，?。河蒝帶轂孔寬度確定：由于滾動軸承選取30306，其尺寸為，因此:由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系確定:由于滾動軸承選取30306，其尺寸為，因此:根據(jù)錐齒輪轂寬度，選取中間軸設(shè)計：由于要求，因此軸承30306，?。焊鶕?jù)軸肩段，?。焊鶕?jù)軸齒輪直徑為：安裝軸肩段：安裝錐齒輪：取：根據(jù)設(shè)計安裝要求，選：齒輪軸段，：根據(jù)設(shè)計安裝要求，?。喊惭b錐齒輪，?。旱退佥S結(jié)構(gòu)設(shè)計: 根據(jù)31310型軸承的定位要求，因此取：根據(jù)大齒輪的定位要求，?。狠S肩，取 過渡軸，: 根據(jù)31310型軸承的定位要求，因此取 ：取

27、:取:根據(jù)輪轂寬度，選:軸肩過渡軸:根據(jù)31310型軸承取:取5.2.5軸的校驗(1)高速軸的校驗圓錐齒輪： （5-72） （5-73）代入?yún)?shù)得：垂直面支反力圖5-2 高速軸垂直面受力分析圖由繞支點B的力矩和得：求得：由繞支點A的力矩和得：求得：水平面反支力圖5-3 高速軸水平面受力分析圖由繞支點B的力矩和得：求得：同理， 由繞支點A的力矩和得：求得：A點的總支反力B點的總支反力垂直面內(nèi)的彎矩 水平面內(nèi)彎矩合成彎矩當(dāng)量彎矩因為是單向回轉(zhuǎn)軸， 所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動循環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)B處：彎矩合成強度進行校核時，通常只校核承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險截面B）的強度根據(jù)選定的軸的材料45鋼

28、，調(diào)質(zhì)處理，由所機械設(shè)計表15-1查得,因，故強度足夠。（2）中間軸的校驗圓錐齒輪： （5-74） （5-75） （5-76）代入?yún)?shù)得：圓柱小齒輪： （5-77） （5-78） （5-79）代入?yún)?shù)得： 垂直面支反力圖5-4 中間軸垂直面受力分析圖由繞支點B的力矩和得求得：同理由繞支點A的力矩和得：求得：水平面支反力圖5-5 中間軸水平面受力分析圖由繞支點B的力矩和，得：求得：同理，由繞支點A的力矩和，得：A點的總支反力B點的總支反力垂直面內(nèi)的彎矩C處的彎矩D處的彎矩水平面內(nèi)的彎矩C處彎矩D處彎矩合成彎矩C處當(dāng)量彎矩因為是單向回轉(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動循環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)C處：D處：彎扭

29、合成強度校核進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險截面D）的強度 （5-80）代入?yún)?shù)得：根據(jù)選定的軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由所機械設(shè)計表15-1查得,因，故強度足夠。（3）低速軸的校驗大圓柱齒輪： （5-81） （5-82） （5-83）代入?yún)?shù)得：垂直面支反力圖5-6 低速軸垂直面受力分析圖由繞支點B的力矩和，得同理，由繞支點A的力矩和得：求得：水平面支反力圖5-6 低速軸水平面受力分析圖由繞支點B的力矩和，得：同理，由繞支點A的力矩和，得：求得：A點的總支反力B點的總支反力垂直面內(nèi)的彎矩 水平面內(nèi)的彎矩C處：合成彎矩當(dāng)量彎矩因為是單向回轉(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動循

30、環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)C處：彎扭合成強度校核進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險截面D）的強度 （5-84）代入?yún)?shù)得：根據(jù)選定的軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由所機械設(shè)計表15-1查得,因，故強度足夠。5.2.6鍵的選擇與校驗（1）高速軸鍵的選擇及校核選定：高速軸鍵1為，標(biāo)記：10。高速軸鍵2為，標(biāo)記：。由于是同一根軸上的鍵，傳遞的轉(zhuǎn)矩相同，所以只需校核短的鍵1即可。齒輪軸段；鍵的工作長度，鍵的接觸高度，傳遞的轉(zhuǎn)矩；按機械設(shè)計表6-2查得鍵靜鏈接是的擠壓許用應(yīng)力。 (5-85)代入?yún)?shù)得：因此，高速軸鍵聯(lián)接強度足夠。（2）中間軸鍵的選擇及校核選定： 中間軸鍵1為，標(biāo)記：。 齒輪

31、軸段；鍵的工作長度，鍵的接觸高度，傳遞的轉(zhuǎn)矩； 按機械設(shè)計表6-2查得鍵靜鏈接是的擠壓許用應(yīng)力。因此中間軸鍵聯(lián)接強度足夠。（3）低速軸鍵的選擇及校核選定：低速軸鍵1為，標(biāo)記：。低速軸鍵2為，標(biāo)記：。由于是同一根軸上的鍵，傳遞的轉(zhuǎn)矩相同，所以只需校核短的鍵1即可。齒輪軸段；鍵的工作長度，鍵的接觸高度，傳遞的轉(zhuǎn)矩；按機械設(shè)計表6-2查得鍵靜鏈接是的擠壓許用應(yīng)力。因此，低速軸鍵聯(lián)接強度足夠。5.2.7滾動軸承的選擇(1)高速軸滾動軸承的選擇根據(jù)載荷及速度情況，擬定選用圓錐滾子軸承。根據(jù)，選取軸承30306，其基本參數(shù)：，。(2)中間軸滾動軸承的選擇根據(jù)載荷及速度情況，擬定選用圓錐滾子軸承。根據(jù)，選取軸承30306，其基本參數(shù)：，。6結(jié)論 經(jīng)過本次的畢業(yè)設(shè)計，讓我重新回顧了四年來學(xué)過的知識：如何運用CAD畫圖，在畫圖的同時也重新復(fù)習(xí)了一遍機械制圖的知識；在設(shè)計絲杠，V帶，減速器的過程中又重新拿起了機械設(shè)計；機械原理；材料力學(xué)等課本。本課題主要進行金屬壓縮試驗機機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，以及各個部分剛度及強度的校核。其中主要包括：（1）通過分析及計算所得數(shù)據(jù)對絲杠、同步帶、電機等部件進行選??；（2）金屬壓縮試驗機機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，