机械毕业设计-多功能材料试验机设计（含全套CAD图纸+1万字说明书+外文翻译）

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目 录

摘 要 3
第一章 概述 5
1.1材料试验机概述 5
1.2国内外试验机研究的现状 5
第二章 设计方案 9
2.1方案简述 9
2.1.1方案一：锥齿轮传动 9
2.1.2 方案二：链轮传动 9
2.1.3方案三：丝杆传动 10
2.1.4方案四：液压传动 11
2.2方案比较 12
第三章 运动动力设计和相关计算 13
3.1电动机的选择 13
3.2传动装置总传动比的计算及其分配 13
3.3蜗轮蜗杆传动系统的设计与校核 14
3.3.1涡轮蜗杆材料的选择 14
3.3.2蜗杆传动类型的选择 14
3.4锥齿轮的传动设计 18
3.4.1选材、热处理、选齿轮 18
3.4.2按接触强度计算d 18
3.4.3校核d 20
3.4.4根据齿根弯曲强度校核 21
3.4.5几何尺寸的计算 22
3.5工作主轴的设计和校核 23
3.5.1计算工作主轴 23
3.5.2工作主轴的校核 24
3.6滚珠丝杆传动的设计与校核 26
3.6.1工作压强的计算 26
3.6.2静载荷计算 27
3.6.3螺杆的强度计算 28
3.6.4寿命计算 28
总 结 30
参考文献 31
文献翻译 32

WAW-600C微机控制电液伺服万能试验机[1]主要用于金属材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验，增加简单的附件和装置，还能对木材、水泥、混凝土、橡胶及其制品进行试验。
WAW-600C微机控制电液伺服万能试验机主要参数：
1、 最大试验力(KN)：600
2、 试验力示值相对误差：≦示值+1％
3、 试验力测量范围：最大试验力的2%~100%
4、 等速应力控制范围：(N/mm2•S-1) 2~60
5、 应力速率误差：≤±5%
6、 等速应变控制范围：0.00025/s~0.0025/s
7、 应变速率误差：≤±5%
8、 等速位移控制范围(mm/min)： 0.5~50
9、 位移速度相对误差：≤±5%
10、 夹紧方式：液压夹紧
11、 圆试样夹持直径范围（mm）：Φ13～Φ40
12、 扁试样夹持厚度范围（mm ）：0~30
13、 扁试样夹持宽度（mm ）：80
14、 最大拉伸试验空间（mm）：600
15、 最大压缩试验空间（mm） ：500
16、 控制柜外形尺寸（mm） ：600×480×960
17、 主机外形尺寸（mm） ：1180×750×2633
18、 电机功率（KW）：4.1
19、 主机质量（KG）：3000
2.2方案比较
方案一：滚珠丝杠-螺母传动机构是在丝杠和螺母之间放入滚珠作为中间件，是丝杠与螺母的滑动摩擦传动变为滚动摩擦传动。滚珠丝杠-螺母传动机构具有下述优点：
（1）传动精度高，运动平稳，无爬行现象 滚动丝杠传动基本上是滚动摩擦，摩擦阻力小，摩擦阻力的大小几乎与运动速度完全无关，这样就可以保证运动的平稳性，且不会出现爬行现象（其静摩擦系数与动摩擦系数相差极小）。
（2）有可逆性 滚珠丝杠摩擦损失小，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运动。
（3）采用滚珠丝杆传动,并且蜗杆传动带有自锁作用，可以实现丝杆自锁；蜗杆传动有两个输出轴，并且转向相同，所以丝杆螺纹旋向要相反，才能使丝杆螺母运动方向一致。
（4）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：（1）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。（2）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。同时涡轮一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。（3）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；液压传动一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，最后决定选择第一种方案为本设计所采取的最终方案。