汽车多楔带疲劳试验机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 汽车多楔带疲劳试验机的设计 第 1 章 绪论 述 汽车传动带是汽车发动机重要的零部件，也是传动带重要的组成部分。目前国内关于汽车传动带的疲劳寿命试验机的研制尚处于发展阶段，市场上使用的疲劳寿命试验机大多是机械封闭式的，它的实验稳定性较差，不能良好的模拟带的实际工况，所得的实验数据同实际情况偏差较大，国外的发达国家几乎均采用电封闭式疲劳寿命试验机来代替机械封闭式的。目前国内的汽车传动带的质量普遍低于美国、日本等发达国家的同类产品的一个主要原因在于疲劳寿命试验不过关，因此研发一种适合我国国情的，达到 国外同类产品水平的新型传动带疲劳寿命试验机是必要的。带的疲劳寿命实验机几乎是与传动带同时出现的，要提高带的质量和使用寿命，必须对其进行寿命试验。现代工业的发展，尤其是汽车工业，它对传动带提出了更高的要求。国外的很多代生产厂家都在研发与汽车发动机同寿命的传动带。要实现这一目标，不仅要改进带的生产工艺和配方，对带的检测手段也要进行新的研发，有其是带的疲劳寿命试验机。我国的橡胶工业起步晚，技术差，相应的配套设施不完善，整个行业没有一个完善的，能在全行业推广的检测手段。这其中的一个重要原因就是对带的疲劳寿命试验设备 不过关，不能对带的整体质量和存在的不足做出合理的评估，使对带的生产工艺和配方的改进无从下手。虽然我国制订了相应的传动带国家标准，但执行起来却困难重重。传动带生产厂家如果从国外进口带疲劳寿命检测设备不仅价格昂贵，大多数厂家难以承受；而且，进口的设备都是按各自的国家标准进行生产和研制的，有很多地方并不适合我国的国情。因此，为配合国家标准的贯彻实施，根据国家有关标准研制出符合我国国情的实验检验设备成为相关科研院所和工业企业的重要任务。 的种类 传动带有传递和变速两种功能，分为摩擦传动和啮合传动 两大类别。 到目前为止，全球各传动带生产厂在结构形状上已形成 V 带、平带、齿带和圆带四买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 大体系，包括尺寸规格在内已逾千种。特别是齿带，最近十几年来，随着精密机械和电子信息技术的进步，作为橡胶工业的高新技术产品，在世界各地发展十分迅猛，产量急剧扩大 。 带 图 1带 平带是传动带最老的一个品种，约有 100 余年的历史，但直至 20 世纪中叶，仍占据传动带中一半左右的市场份额。它以结构简单、传动方便、不受距离限制、容易调节更换等特点，在各种工农业机械中得到普遍采用。平板带宽度一般由 16度最大可达 100 200m，层数最多为 6 一带中最常见的为帆布带，分为包层式、叠层式和叠包式三种。叠层带为包层带 (又称圆边带 )的改进产品，具有带体柔软，富有弹性，耐屈性好等优点，适于在小带轮和 20m s 以上的快速传动装置上使用。而叠包带介于两者之间，用于边部易受磨损的传动。由于平板带的传动效率低 (一般为 85左右 )，且占据面积较大，因此，从 20 世纪 60 年代以后世界各国产量逐年下降。目前在发达国家，除部分农业机械和轻纺机械尚少量使用之外，已处于被淘汰的状态。 另一方面，在这一时期，以化纤帆布和帘布为 芯体而制成的无接头和热接头环形带，则在全球获得了长足发展。它以强度大、噪声低、传动平稳、运输圆滑、耐屈挠、寿命长和无需接头等为特点，使用领域不断扩大，并在微型传动带中形成主流。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 角带 图 1 各种三角带 三角带又称 V 型带，是传动带中产量最大、品种最多、用途最广的一种产品。自从 1917年首次由美国制成汽车风扇带， 20年代初开始推广用于工农机械之后，半个多世纪以来久盛不衰，发展十分迅速，现已成为传动带的主流。在世界各国传动带中，从橡胶用量来看，三角带现已占到 65上，齿型 带为 25，平板带则已退减到 10以下。目前，三角带已成为世界各种机械装置动力传动和变速的主要器材，在当今农机、机床、汽车、船舶、办公设备等广泛领域，发挥着日益重要的作用。 按照断面尺寸，三角带可分为产业机械用的 Y、 O、 A、 B、 C、 D、 拉机等用的各类风扇带，共计两大类别。 Y、 型带，主要用于打字机、切书机等办公设备、家电制品 (洗衣机、榨汁器、吸尘器 )。一般产业机械，随着马力的增大，顺序使用 A、 B、 C、 D、 型带，其中 D、 于船舶、电力等大型机械。至于风扇 带，除了汽车、拖拉机之外，还大量用在水泵、空调等方面。在发达国家，三角带与风扇带的生产比率已达到 2： 12的程度，风扇带呈现明显上升的势头。 三角带一般都是指包布式 20世纪 60年代开始，为提高传动带的耐久性，又出现了切边式 种切边 于胶带结构侧面没有包布，带体十分柔软，耐屈挠疲劳性能非常好，因而得到迅速发展。进入 80年代，为解决三角带多根成组传动时因产生不一样长而带来的传动效率和使用寿命下降等问题，又兴起了多根三角带用平板带固定在一起的三角带。习惯称之为联组三角带的 具有极大的优越性，因而又开始出现 种三角带与平板带结合的胶带，虽然对买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 带轮沟槽有特殊的要求，然而由于带体很薄，与带轮的接触面积大，弯曲性好，带轮缩小，可使传动装置进一步小型化、节能化，在世界发达国家的生产量急剧增长。 近些年来，为适应各种传动装置的特殊需要，除普通标准型的三角带之外，还出现了数量众多、形状各异的特种三角带，它们主要有： (1) 窄型和宽型三角带 普通三角带的宽高比为 1： 1 5 1 6，而窄型和宽型的三角带分别为 1： 1 2和 1： 2。窄型 尺寸比普通 0，能节省大量原材料，同时强力均匀，有效接触面积大，弯曲应力小，可大大延长使用寿命。窄型 0一 97，极限速度达 40s，传动能力提高 0 51 5倍，最适于短距离、小带轮于变速传动，故又称之为变速带。其特点是在带的上下表面，大多制成单面或双面的弧形或齿形状态，使之易于调速，主要用在低速的圆锥式和圆盘式无级变速器方面。 (2) 小角和大角三角带 它同普通三角带的主要区别是，夹角 40改为 30和 60左右。小角 V 带能使接触面减小，降低所需张力，可延长使用 寿命，适于设备的小张力传动。大角 半部呈倒梯形的六角带，能使摩擦损失减小，承载能力增大，带体柔软，适于轻小型设备的高速传动。 (3) 活络和冲 孔 三角带 活络带由多个小段以金属螺钉连结而成。冲孔带在带体纵向冲有许多等距的透孔用以连接接头。这种 根据需要长度随意自由接头定长。它弥补了普通三角带无接头，只能按规定长度使用的限制。另外一个好处是，在使用中，当三角带体出现局部损坏后，可更换损坏部位继续使用，同时，它还有可简单自由调节长度大小的优点。但因强度较低，只能用于 低速传动，又由于存在精确度低、传动效率差等问题，近些年来使用日趋减少。 此外，对指定用于汽车、拖拉机等各种内燃机驱动风扇而用的三角带，人们专门称之为风扇带。它的特点是以单根使用为主，带轮很小，传距很短，速度与功率常变，是属于接触温度较高、在苛刻环境条件下使用的一种 V 带。风扇带也常用在发电机、压缩机、动力泵等方面。风扇带由于其性能要求与普通三角带完全不同，在工业上单独分类统计。近些年来，世界风扇带的发展十分迅速，数量已占到三角带总量的三分之一。 风扇带分为普通和窄型两种，细分为包布式平底 齿 边式 平底 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 带和波浪 扇带的结构一般比普通三角带要复杂，见附图，除强力层、伸张层、压缩层和包布层之外，又增加了缓冲层和支撑层。 现在使用最多的是切边式波浪 热低、散热快、摩擦大、噪声小、强度好、效率高，行驶里程可达 18 20万公里，比一般风扇带高出约一倍。近年来，随着汽车发动机效率的提高和旋转式发动机的出现，以及液压转向装置和冷风装置的增多，对风扇带的要求日益严酷，不仅带轮小型化，而且采用双向两面驱动的方式越来越多，因此，橡胶和芯体材料也随之产生了重大 改变， 普通三角带、 23456 圆形带 圆形带为断面呈圆形的传动带，它可以自由弯曲驱动。这种带多为聚氨酯制造的，通常没有芯体，结构最为简单，使用方便。圆形带为胶带传动开辟了新的途径，世界各国在小型机床、缝纫机、精密机械等方面需用量急剧增长，今后潜力很大。 齿型带 齿型带亦称同步带，分为单面齿带和双面齿带两种类型。前者主要用于单轴传动，后者为多轴或反向传动，系从 1980 年以来世界新出现的又一种高效传动带。齿型带根据齿的 形状又分为梯形和圆弧形两种，以圆弧形齿的同步带所承受的扭矩为最大。从所用材料上，齿型带可区分为橡胶型和聚氨酯型两大类，而前者又有普通橡胶 (通常为氯丁橡胶 )和特种橡胶 (多为饱和丁腈橡胶 )之分。它们的结构是由钢帘线或玻璃纤维组成的强力层和以橡胶及尼龙布形成的外包橡胶层或聚氨酯胶层构成。 齿型带包括多楔带，近 20年来在工业发达国家发展极为迅猛，正在不断地侵蚀传统的金属齿轮、链条以及橡胶方面的平板带和三角带市场。目前，除已大量用于汽车及传统产业之外，并进一步扩大到 办公设备 )、机器人等各种精密机械的传动。由 于胶带内侧带有弹性体的齿牙，能实现无滑动的同步传动，而且具有比链条轻、噪音小的特点，现今欧洲 80以上的轿车、美国 40的轿车都已装用了这种齿型带。我国 2000年生产汽车 200万辆，齿型带需要 700万条以上。最近出现的圆齿带较之方齿带，更进一步增大了传动力和肃静性，作为新一代的环保带，其使用范围更趋广泛。现在，已开始成为对同步传动、噪音要求极为严格的家用和工业用缝纫机、打字机、复印机的使用对象。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 传动的工艺设备趋向 多年来，传动带的生产工艺在世界各地一直没有大的变化，不外炼胶、成型、硫化三大老 的工艺。所不同的是，切割式三角带取消了 V 型带成型时的包布，并改为在硫化后切割，同时增加研磨工序。而对于齿型带则是在带齿形沟槽的模型上，先置入外包帆布，然后呈螺旋状缠上芯线，而后上覆橡胶片，连同模型一起送入硫化罐硫化。此时，利用橡胶在加热中的塑性流动，从芯线的缝隙将帆布充入模齿内而形成带齿，硫化后再从模型中取出成适当的宽度。 这种生产工艺，把传动带的制造过程人为地分割成好几块，无法联结起来；加之传动带的品种规格太多，生产批量很小，产品变动频繁，给工艺设备的连续化、自动化带来了诸多困难，生产效率十分低下。当前国 外的发展趋势，一是努力研究实现工艺的连续化生产，提高设备自控水平，促使生产效率大幅度提高：二是继续扩大使用聚氨酯等液体弹性体，从根本上简化工艺，缩短流程，改变传统的橡胶工艺加工方式。现在，聚氨酯液相加工工艺在小型和微型带中，已占据主导地位，前景十分乐观。 还有，短纤维橡胶的混合也是当今世界传动带业界一大课题。如何使短纤维在橡胶中均匀分散，并解决由此而产生的胶料高粘度化，造成生产效率下降的现象，需要在混炼方法和控制方式有新的突破。另外，短纤维橡胶的纤维排列取向也是不可忽视的又一个问题，通常采用压延机和压出机定 向供胶出片、按流动方向取片的方法，也并非最佳良策。无纺布、复合片材是今后开发的方向。 纵观半个多世纪以来世界传动带的发展趋势，随着全球高新技术产业化的迅猛发展，今后传动带的主流是向着小型化、精密化和高速化的方向发展。老式的平板带将被日渐淘汰，新型的环形平板带重新崛起；切割三角带将取代大部分包布 V 型带、同时代之而起的 V 型平板带、多楔带、齿型带可能成为新的主流产品。 我国生产传动带的厂家十分杂乱，除 200 家国有、三资企业之外，还有 1000余家集体、私营和个体所有制企业，仅 V 型带一种产品年产即达 4 亿 A 米以上，在产 量上虽已位居世界前列，而略具规模水平的不过十几家。除少数引进技术设备和合资企业外，大多处于后进状态，亟待改组、改造、改革。调整传动带行业结构，淘汰老旧产品，开发创新产品，迎头赶上世界传动带先进技术水平，可说是当前最为紧迫的任务。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本课题的研究目的，意义及研究成果 目前国内的汽车传动带的质量普遍低于美国、日本等发达国家的同类产品的一个主要原因在于疲劳寿命试验不过关，因此研发一种适合我国国情的，达到国外同类产品水平的新型传动带疲劳寿命试验机是必要的。其目的是进一步推进汽车传动带的研发能力，为国内生 产企业产品质量的控制与监测、标准化的制定提供理论依据。 对带进行疲劳试验，从而能保证带的质量和耐用度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 章 总体方案的设计 术要求 技术要求 ：负载功率： 10 主动轮转速： 4900r/2%； 带张紧力： 680 30N； 高温箱： 85 5； 要求测量主动轮、从动轮转速测量精度为 1%。 由 带长： 850 1000动轮从动轮有效直径 121 紧轮直径： 55 的弹性模量 E=的横截面积 A=载方式的选择 众所周知， V 带是靠摩擦力来实现传动的。在传动中特有一个弹性打滑现象，它是由于在传动中，带轮的俩边拉力不相等造成的。我们用滑差率 %表示弹性滑动的大小。从胶带的变形关系可以推出滑差率 （ 1） 式中： 1F =带紧边拉力， 2F =带松边拉力， F=带有效拉力， 1V = 主动轮线速度， 2V =从动轮线速度， 1d =主动轮直径， 2d =从动轮直径， 1n =主动轮转速， 2n =从动轮转速， E=胶带的弹性模量， A=胶带 的横截面积。 由（ 1）式中可以看出，有效拉力 弹性滑动越大，滑差率 %就越大，有效拉力即为带传动中的载荷，所以带中传递的载荷也越大。 机械封闭功率试验机就是系统的载荷在整个系统中封闭传递，并且传递买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的是机械弹性变形能。 可供选择的方案： 1 用行星轮系和力矩电机的加载传动方式 2 采用电磁加载器加载的传动方式 对比分析 1）采用行星轮系和力矩电机的加载传动方式 1 传动原理 该种方式的传动原理如图 1 示： 图 2星轮系和力矩电机加载的传动原理 该种方式中，两个试验带轮直径相等，主传动轮安装在行星轮系的外壳上，主电机通过传动轴与轮系的系杆联接，力矩电机与轮系的中心轮联接。该系为差动轮系，有两个自由度。 该种方式中需要用到力矩电机和主电机两个电机，而且需要设计行星轮系，结构复杂，且 结构 不够紧凑。 1） 采用电磁加载器加载的传动方式 1 传动原理 该种方式的传动原理如图 2 所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2磁加载器加载方式的传动原理 该种方式的显著特点是传动带有两条，两主动轮直径不等，而从动轮直径相等。主动轮 装在与电磁加载器外壳相连接的空心轴 13 上，主传动轮 装在与加载器的芯轴相连接的中心轴 12上。当电磁加载器使两主动轮刚性联接时，由于传动带传动比不等，为系统加上载荷。当电磁器断电时，系统为开式，无扭矩产生，即无载荷传动。 此种方式只需一个电机驱动，结构简单，结构紧凑，而且，电磁加载器属于外购件，选购方便，而且降低了成本。比较两种传动方式选择 第二种电磁加载方式。 电磁加载器的选择 根据设计要求选择南通远辰设备有限公司的电磁加载器 型号为： 要技术参数为： 额定功率： P=16定转矩： T=70文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 最高转速： 2000动惯量： J=m 图 4形及安装尺寸图 一、 使用环境 1、最高的环境温度不超过 40 2、海拔高度不超过 1000m 3、当环境温度为 20 时，相对温度不大于 85% 二、 冷却水 1、 水质 冷却水的水质为自来水、一般工 业用水、地下水或经初步过滤的河水。 水中不含有直径 1上的固定果断或其它杂物，其 为 6度以200大值为 3002、水压进水压力一般不小于 大于 产品对水压要求不严，建议用户在安装时加进水阀门，以方便调节水量。 3、水量 冷却水量见参数表，进水量的大小按测试功率的不同进行调节。一般按千瓦损耗约 水量供给。 4、进水温度最高不超过 30，但不低于 4，出水温度约为 70为宜，使用时可根据出水温度的高低调节冷却水量。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 能原理方案设计 基于功能原理方案设计包括原理方案的功能分析，。求解和功能原理方案确定等 5 项内容，就是求取一个最佳的功能系统的解，构成一个原理方案，实现所提出的创造目标，并满足周边的各种限制条件。 任何一个机械产品的功能分析和综合，就能针对产品的主要功能提出一些原理，方案，例如设计，机械封闭或汽车多楔带疲劳试验机，总体原理方案可以通过加载传动方式来体现，有如下几种方式： 1 采用行星轮系和力矩电机加载 2 采用电磁加载器加载 不同的原理和加工工艺会有不同设备。原理方案还有执行功能工艺过程以及执行元件有着密切关系。寻求作用原理，关键在于提出创新构思，使思维“发散”，力求提出较多的解法供比较选择。 产品和技术系统的总体功能称为产品的总功能。产品的用途不同，其总功能也不同。技术系统都比较复杂，难以直接求得满足总功能的原理解。可利用系统工程的分解性原理将功能系统按总功能，分功能。功能元 进行分解， 化繁为简，以便通过各功能元解的有机组和求得技术系统解。功能分解可 用树 状 的功能结构，称为功能树。功能树起于总功能按分功能，二级分功能分解，其常为功能元。功能元是可以直接求解的系统的最小组成单元。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2车多楔带疲劳试验机的功能树 总功能确定后，功能分解可按以下方法进行 按照解决问题的因果关系或目的手段关系进行分解。试验机采用功能树的方法进行分解。 功能树起源于相当于总功能的树干，实现总功能这一目的所需要采用的全部手段功能构成一级分功能，这些分功能相当于树枝。实现一级分能目的手段构成了二级分功能。如此分解 ，直到分解到可以直接求解的位于树枝末端的功能元为止。 设计目录法 设计目录法是一种设计信息库。它把设计过程中的大量信息有规律地加以分类。排列和储存，以便于设计者查找和阔用。在计算机辅助自动化设计的专家系统和智能系统中，科学，完备的设计信息资料是解决问题的重要基本条件。设计目录的内容和用途来看都不同于机械设计手册或标准手册，它主要的表格形式提供与设计方法有关的分功能或功能元的原理解。 试验机 控制 1. 扭距传感器 2. 转速的控制（速度传感器） 3. 位移的控制（行程开关） 4. 旋转精度的控制（光电编码器） 5. 温度的控制（温度传感器）（ 5） 结构 1 床身 2 保温箱 3 壳罩 功能 1. 带传动（主动从动带转动电机） 2. 加负载（电磁加载器、行星轮系） 3. 张紧（重砣丝杠电机） 4. 保温 (保温箱 ) 5. 带的装卸（丝杠正反转螺母、双丝杠、双电机双螺母） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 功能原理方案确定 由于每个功能元的解有多个，因此自或机械的功能原理方案，可以有多个。功能原理方案的 组合可采用形态矩阵进行综合。 形态学矩阵法是一种系统搜索和程式化求解的分功能组合求解方法。形态学矩阵法是进行机械系统组或和创新的基本途径，得到多种可行方案后，经筛选评价可以获得最佳方案。 形态学矩阵法的引用步骤如下 （ 1）通过总功能分解可以求得若干分功能。 （ 2）功能求解 （ 3）方案组式 （ 4）方案评价 （ 5）选出综合最优方案 机械运动形式变化解法的目录如下表： 表 2验机的形态学矩阵 1 2 3 4 主动从动带转动（ A） 链传动 带传动 齿轮传动 加负载（ B） 电磁加载器 行星轮系 张紧（ C） 电机 +丝杠 液压系统 重砣 保温（ D） 保温箱 装卸带（ E） 凸轮机构 双丝杠 曲柄摇杆机构 丝杠 +正反转螺母 5 用形态学矩阵法选择试验机的运动方案 根据形态学矩阵可综合出 72（ N=32）种方案。根据是否满足预定的运动要求，运动链机构顺序安排是否合理，运动精确度、成本高低、是否满足环境、动力源、生产条件等限制条件，最后选择出比较好的运动方案。 方案一 ： 1+1+ 式 功 能 元 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案二 ： 2+1+据上述各功能要求，选方案一，原因如下： 1） 就加载方式选择：行星轮系加载方式结构复杂成本高，而应用电磁加载器可以外购使用选购方便。应用到试验机上结构比较合理。 2） 就张紧而言，加重砣易于控制张紧力，液压结构复杂成本高。 3） 装卸带方面采用单丝杠 +正反转螺母，可以工作台结构简单，化设计。而且易于控制，只需一个驱动电机。双丝杠需要两个驱动电机。而且做到同步也很困难，控制精度不如前者。 矩传感器的选择 据设计要求扭矩传感器选择北京工标的 列扭矩传感器 型号为： 态法兰 扭矩传感器 s 图 4品特点 1. 选 5V/12V。信号输出波形方波幅度可 2. 开机 5分钟即可进入工作状态，勿需预热过程。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3. 检测精度高、稳定性好、抗干扰性强。 4. 不需反复调零即可连续测量正反扭矩。 5. 体积小、重量轻、易于安装。 6. 传感器可脱离二次仪表独立使用，只要按插座针号提供 15V（ 200 的电源，即可输出阻抗与扭矩成正比的等方波或脉冲波频率信号。 要性能及电气指标 扭 矩 精 度： S、 S、 S（可选） 频 率 响 应： 100s 非 线 性： F S 重 复 性： F S 回 差： F S 零 点 时 漂： F S 零 点 温 漂： F S /10 输 出 阻 抗： 3501 、 7003 、 10005 （可选） 绝 缘 阻 抗： 500静 态 超 载： 120 % 150% 200%(可选 ) 使 用 温 度： 10 50 储 存 温 度： 20 70 电 源 电 压： 15V5% 总 消耗电流： 200率信号输出： 515 定 扭 矩： 10（正反双向测量值） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 护与保养 润滑脂时，仅将两端轴承盖打开，将润滑脂加入轴承，然后装上两端盖。 腐蚀、室温为 70 的环境里。 意事项 与安装方式 1） 安装时，不能带电操作，切莫直接敲打、碰撞传感器。 2） 联轴器的紧固螺栓应拧紧 ,联轴器的外面应加防护罩，避免人身伤害。 3） 信号线输出不得对地 ,对电源短路 ,输出电流不大于 10 屏蔽电缆线的屏蔽层必须与 +15源地）连接。 (1)如图 4 图 4矩传感器水平安装示意图 (2) 扭矩传感器与动力设备、负载设备之间的连接 1)弹性柱销联轴器连接 : 如图 4示，此种连接方式结构简单，加工容易，维护方便。能 够微量补偿安装误差造成的轴的相对偏移，同时能起到轻微减振的作用。适用于中等载荷、起动频繁的高低速运转场合，工作温度为 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 4性柱 销 连接示意图 2)刚性联轴器连接 : 如图 14所示，这种连接形式结构简单，成本低，无补偿性能，不能缓冲减振，对两轴的安装精度较高。用于振动很小的工况条件。 3)安装要求 ： (1) 扭矩传感器可水平安装，也可垂直安装 (2) 如图 11、 12 所示，动力设备、传感器、负载设备应安装在稳固的基础上大的震动，否则可能发生数据不稳，降低测量精度，甚至损坏传感器。 (3) 采用弹性柱销联轴器或刚性联轴器连接。 (4) 力设备、传感器、负载设备轴线的同心度应小于 4)安装步骤： (1)根据轴的连接形式和扭矩传感器的长度，确定原动机和负载之间的 距离，调节 原动机和负载的轴线相对于基准面的距离，使它们的轴线的同 轴度小于 定原动机和负载在基准面上。 (2)将联轴器分别装入各自轴上。 (3)调节扭矩传感器与基准面的距离，使它的轴线与原动机和负载的轴线的 同轴度小于 定扭矩传感器在基准面上。 (4)紧固联轴器，安装完成。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 章 疲劳试验机的各部分计算 机的选择 图 3传动简图 （ 1） 4个轴承 +两个扭矩传感器 传动效率 1 = 2）两个联轴器：弹性 2 = 3）两个带传动 3=机功率 =负P/总=10 = 机选择条件： P= 小型三相异步电机（封闭式），用途：一般用途的驱动源无特殊要求。 因此，选用三相异步电机 15 1460r/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 1 三相异步电机 的设计 的种类与特点 轴是 组成机械的一个重要零件。它支撑着其他转动件回转并传递转矩。同时又通过轴承和机架连接，所有轴零件都围绕轴心线做回转运动，形成了一个以轴为基准的组合体 轴部件。所以在轴的设计中，不能只考虑轴本身，还必须和轴系零部件的整个结构密切联系起来。轴按承受载荷不同可分为转轴，心轴与传动轴，此疲劳试验机既承受弯矩又承受扭矩。故此主动轴为转。按形状又可分为阶梯轴，空心轴等。 的常用材料 轴的材料种类很多设计时主要根据对轴的强度，刚度，耐磨度等要求为采用的热处理方式。同时考虑到选工艺问题加以选用为求经 济合理。轴的采用材料 35,质碳素钢。最常用的是 45 刚。多楔带疲劳试验机中主动轴与从动轴的材料均选为 45 号钢。 1. 已知：传递功率 P（ 转速 N（ r/轴上主要零件尺寸，轴在机器位置中的要求。 2. 计算轴上的转矩 T（ N 3. 选择轴的材料和热处理方式。 4. 计算轴的最小直径。轴的最小直径为： d= 30/A p n ，轴的最小直径若需开一买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 或两个键槽，则将最小直径增加 5%或 10%。 5. 选择联轴器 根据计算转矩、最小轴径、轴的转速，选择联轴器 类型。 依据轴的载荷性质、方向和大小，以及转速的高低，选择轴承类型。根据工作要求及输入端的直径在轴承选取目录中选取轴承型号，并记录其尺寸（内径 6. 轴的结构设计 (1) 拟定轴上零件的装配方案 (2) 确定轴的各段直径 (3) 确定轴的各段长度 (4) 轴上零件的周向定位 (5) 确定轴上圆角和倒角尺寸 7. 轴的校核 按弯扭合成校核 （ 1） 画受力简图 （ 2） 计算作用于轴上的支反力 （ 3） 计算轴的弯矩，并画弯、转矩图 （ 4） 计算并画当量弯矩图 （ 5） 校核轴的强度 8. 按安全系数校核 9. 绘制轴的工作图 计计算过程 的计算 按设计要求： 1P =10n =4900r/材料： 45 热处理方式：调质处理 根据机械设计表 1521 轴的最小直径为： A 321 3 10 / 4900 =出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径，为了使所选轴的直径与联器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 联轴器的计算转矩 T ，查表 14虑到转矩变化，故取 1T =19489N 5336N 照计算转矩 该小于联轴器公 称转矩的条件，查标准 5014用 许用转矩为 160N m。半联轴器的孔径 1d =20取 0联轴器长度 L=40联轴器与轴配合的轂孔长度 1L =52 （ 1）拟定轴上零件的装配方案 ，如下图： 图 3的结构简图 （ 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）为了满足半联轴器的轴向定位要求， 轴段右端需制出一轴肩 ，故 段的直径 D =30端用轴承挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=32联轴器与轴配合的轂孔长度 2了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不在轴的端面上，故 段的长度应比 取 L =50 2）初步选取滚动轴承，因轴承只承受径向力，故选用角接触球轴承。参照工作要求并根据 D =30轴承目录中初步选取 0基本游隙组，标准精度级的角接触球轴承 7006尺寸为： 表 3接触球轴承 7006基本尺寸 安装尺寸 基本额定载荷 限转速 r/量 kg d D B a r 润滑 脂润滑 W 30 55 13 6 49 500 1400 D =D =30 L L =15轴承均采用轴肩定位。故取 D =D =35手册查得 7006C 的定位轴肩高度为 h=5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3）取安装主动带轮处的轴段 D =26知带的轮毂宽度为 80取 L L =60 至此已初步确定轴的各段直径和长度。 （ 3） 轴上零件的周向定位 带轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按 D 由表 6槽用键槽铣刀加工，长度为 56时为了保证带轮与轴配合有良好的对中性，故选带轮轮毂与轴的配合为 H7/样半联轴器与轴的连接，选用平键为 8联轴器与轴的配合为 H7/动轴与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 (4)确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表 15轴端倒角为 2轴肩处圆角半径为 的校核 进行 轴的强度校核计算时，应根据轴的具体负载及应力情况，采用相应的计算方法，并恰当的选取其许用应力。对于仅仅（主要）承受扭矩的轴（传动轴），应按扭转强度条件计算；对于只承受弯矩的轴（心轴）应按弯曲强度条件进行计算；对于既受弯矩又承受扭矩的轴（转轴），应按弯扭合成强度条件进行计算。需要时还应按疲劳强度进行精确校核。此外对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重的轴，还应按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。轴的扭转强度条件为 0 0 0 0 式中 T 扭转切应力 轴所受的扭矩 NW 轴的抗扭截面系数 3n 轴的转速 r/p 轴传递的功率 kw d 计算载面处轴的直径 此可得 1 2 m 295500000T 对于直径 d 100轴，有一个键槽时，轴径增大 5%有两个键槽时应增大 10%后将 轴圆整为标准直径。 故可取 18 首先根据轴的结构图做出轴的设计简图。在确定轴承后与点位置时，应从手册买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中查询 据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。 图 3的载荷分析图 载荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 300 15461675 弯矩 2 总弯矩 4 8 22 3 5 8 2M 221 扭矩 T T=85045N行校核时，通常只校核轴承受最大弯矩与扭矩的截面的强度。由于轴是单向旋转扭转切应力为脉冲循环变应力。取 应力 20. 5M P 7850 4 5)( 0. 65048W)( 2 由于前已测定轴的材料为 45钢，调后处理，由表 15 60。同上 。故安全 承的校核 由表 3006=本额定静载荷0C= 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 将轴系部件受到的空间力系分解为铅 垂面（图 3水平面（图 3两个平面系。其中：图 3 由受力分析可知： 5802200F 125245300200750 N= 458080 12580 2121 F = 22 = 2222 F = 22 =0000承派生轴向力dF=其中 系数，其值由0现在轴承轴向力未知，故先取 e=此可估算 1aF=00+12值计算后，得 1e =2e =次计算 差不大，因此确定 1e =2e = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3接触球轴承受力分析图 P 和 2P 因为： 176=e 276=2e 查表得 对轴承 1 1X =1Y =轴承 2 2X =1， 2Y =0 因轴承运转中有中等冲击载荷，取 1P = 1X 1 1Y 1 =） =P = 1X 2 1Y 2 =） =因为 1P 2P ,所以按轴承 1的受力大小 验算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 hL=(1 490060106x x 3)=故所选轴承满足寿命要求。 杠的选择计算 动方案的确定 方案一：滚珠丝杠 +电机 +方案二：滚珠丝杠 +手轮 +光电编码器 分析：方案一采用电机驱动滚珠丝杠在移动过程中不易控制 传动精度，而且电机还要选购；方案二采用手轮驱动，在本设计中手轮驱动可以达到要求，再加上光电编码器对传动精度的控制，方案二优于方案一，所以采用方案二。 导程的计算： 术要求 技术参数： 试验带长 L=850验带轮直径： 121紧轮直径： 63 3轮摆放位置 示意 图 粗略计算把试验带型看成等腰直角三角形 于是得：中心距0A= 2 a=122L当带长为 1000时，0A=585 买文档