万能材料试验机设计方案
电子式万能材料试验机设计(开题报告)模板
滨州学院毕业设计（论文）开题报告题目电子式万能材料试验机设计系院机电工程系年级2012级专业机械设计制造及其自动化班级1班学生姓名宋星亮学号1214090422指导教师龙秀慧职称讲师滨州学院教务处二〇一六年三月开题报告填表说明1.开题报告是毕业设计（论文）过程规范管理的重要环节，是培养学生严谨务实工作作风的重要手段，是学生进行毕业设计（论文）的工作方案，是学生进行毕业设计（论文）工作的依据。
2.学生选定毕业设计（论文）题目后，与指导教师进行充分讨论协商，对题意进行较为深入的了解，基本确定工作过程思路，并根据课题要求查阅、收集文献资料，进行毕业实习（社会调查、现场考察、实验室试验等），在此基础上进行开题报告。
3.课题的目的意义，应说明对某一学科发展的意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。
4.文献综述是开题报告的重要组成部分，是在广泛查阅国内外有关文献资料后，对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述，并提出自己对一些问题的看法。
5.研究的内容，要具体写出在哪些方面开展研究，要突出重点，实事求是，所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。
6.在开始工作前，学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。
7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作，应详细说明使用的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。
8.课题分阶段进度计划，应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等，以便于有计划地开展工作。
9.开题报告应在指导教师指导下进行填写，指导教师不能包办代替。
10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告，经系主任批准后方可进行下一步的研究（或设计）工作。
电子万能材料试验机技术描述 万能材料试验机技术指标
电子万能材料试验机技术描述万能材料试验机技术指标一、产品综述微机控制电子式万能试验机。
主机框架通过力学有限元分析，使受力更加合理，框架的刚度和强度得到了充分保证。
该系列试验机采用交流伺服系统和电机驱动、配以减速器减速，保证试验机可以具有高达1：10万倍的减速比，且噪音小，寿命长，传动平稳。
传动系统采用零间隙滚珠丝杠副，保证了试验结果的准确性和耐久性。
PC机控制系统实现了试验力、试样变形、和横梁位移等参量的闭环控制和符合国家标准GB228《金属材料室温拉伸试验方法》要求的数据处理，以及试验力、试验力峰值、横梁位移、试样变形及试验曲线的屏幕显示、自动处理（根据相应的试验方法）和处理结果的磁盘存储。
二、主要技术指标：主要技术规格 -100力值测量范围最大试验力的0.4%-100%试验力准确度优于示值的±1%（精密级±0.5%）变形测量准确度在引伸计满量程的2%-100%范围内，优于示值的±1%横梁位移测量分辨率高于0.01mm横梁速度范围 0.005-500mm/min 0.005-500mm/min试验空间宽度 400mm1,常规电子万能材料试验机该类试验机是当今万能材料试验机的主流产品，它以伺服电机作为动力源，丝杠、丝母作为执行元件，实现试验机移动横梁的速度控制，它操作简单，对试验员的要求不高，试验行程可按需要任意定制，虽然控制方式较为单一，只有速度一种控制方式，但其控制精度和控制范围很高很宽。
以瑞格尔公司试验机为例，其速度调整范围可达0.001mm/min～1000mm/min，无级调速，控制精度可达0.5%，小吨位机型很容易实现。
如做摩擦系数时，满值负载只有5N。
它具有极大的配置灵活性，可按需要增配不同吨位的传感器、夹具、附件实现一机多用，完成拉、压、弯、剪、剥离、撕裂、摩擦系数、扭转等的功能。
纵观塑料力学性能检验的相关标准，对试验机的控制方式的要求几乎都为速度控制，因此无论从控制方式还是速度范围、试验行程及试验机的吨位看，该类机型都是塑料力学性能检验的。
万能材料试验机的详细参数
ZWICK万能材料试验机适用范围：电子万能材料试验机主要应用与测试材料和部件的强度、变形性能及相应产生的应力。
这些参数与材料收到的拉伸、压缩和弯曲等应力相关，也与剪切和扭转应力相关。
为此，试验机需要具备大试验行程、试验速度可调节且高试验速度、可更换的力传感器及各种试验夹具和工装、适用于不同形状和尺寸的材料部件及各种各样的材料测试需求。
Zwick材料试验机概述：Zwick具有三个系列的电子万能材料机系列，不同的设计、配置和性能及可扩展性，足能最适宜的材料试验机，满足各种材料和部件的测试要求。
电子万能材料试验机Zwick-Line系列具备高品质及结构紧凑。
特别设计的单立柱台式试验机易于使用和安装，试验力范围为0.5kN至5.0kN。
Zwick-Line系列采用高刚度和高抗弯性铝合金型材作为试验机机架。
特意研发的机架专为Zwick-line系列而设计，可从三个方面进入测试空间。
Zwick-line系列不但适用于材料和小部件的测试，而且可以作为硬度计的机架使用。
整个系列的试验机重量轻，便于搬运，并可装在任何实验室的桌子上。
电子万能材料试验机Proline系列具备高性价比，安全耐用，适用于材料试验和部件的功能性测试，试验力范围5kN至100kN。
Proline系列采用两根圆立柱，提供精确地横梁导向。
并且集成无反向间隙的滚珠丝杠和保护罩，满足工业领域应用。
电子万能材料试验机Allround-Line系列具备满足所有材料试验需求特性，提供全面的试验解决方案。
可以配备各种的材料附件和扩展功能，及特殊传感器和多通道测试技术。
Allround-Line系列分为台式和落地式。
台式系列电子万能材料试验机装备两根获得专利技术的挤压成型铝合金型材作为试验机机架。
机架具有重量轻、高抗弯曲性能及主轴导向和驱动为同一轴线的特点。
同时保护罩也为一体。
机架外侧的T型槽可以安装测试附件，如试验机的安全保护装置。
所有台式机架均可配备“脚架”，“脚架”可以调节最适宜的操作高度。
液压万能试验机技术方案书
济南铂鉴测试技术有限公司目录数显式液压万能实验机系列.................................... 1-9 微机屏显示液压万能试验机系列 .................... 10-20 微机控制电液伺服液压万能试验机系列…21-34BJWE-S300B数显式液压万能试验机一、简介该BJWE-S300B数显式液压万能试验机适应标准：GB/T3159-2008《液压式万能试验机》，GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》等。
本数显式液压万能试验机利用液压加荷，数显控制仪显示试验结果,操作方便，试验读数准确可靠，用于各种金属材料的拉伸、压缩、弯曲及剪切试验，亦可用作塑料、混凝土、水泥等非金属材料的压缩试验，增加简单附件，可完成胶带链条，钢丝绳、电焊条、瓦及构件的多种性能试验。
本数显式液压万能试验机采用油缸下置式、高度低、重量轻，尤其适用于工程施工部门。
1、在测力计外壳内装有柱塞式高压油泵，由电动机带动，运转时动作平稳及音响正常。
拉伸空间位于主机的上方，压缩、弯曲试验空间位于主机下方下横梁和工作台之间。
2、下横梁升降采用电机经减速器、链传动机构、丝杠副传动，实现拉伸、压缩空间的调整。
3、本BJWE-S300B数显式液压万能试验机液压系统主要由测力计外面油阀手柄控制，操作方便保证安全。
4、本机有加荷速度显示功能，能实现试样要求的加荷速度，操纵部分及指示部分高度适当，便于试验者进行操作与观察。
5、本液压万能试验机预留有联网和升级接口,根据用户需要可升级为伺服式,是更新换代的理想产品。
二、技术参数1、最大试验力kN：3002、试验力测量范围kN：6～3003、试验力示值相对误差：≤示值的±1%4、试验力分辨率：0.01kN5、最大拉伸试验空间mm：5506、最大压缩空间mm ：5007、液压万能试验机活塞行程mm：2008、圆试样钳口夹持直径mm：Φ6-Φ269、扁试样钳口夹持厚度mm：0-1510、扁试样最大夹持宽度mm ：7011、压盘尺寸mm ：φ160mm12、弯曲试验两点间最大距离mm：35013、弯曲支滚宽度mm：12014、弯曲支滚直径mm ：Φ3015、活塞最大移动速度mm/min：5016、本液压万能试验机夹紧方式：自动/手动加紧（两款供您选择）17、主机外形尺寸mm：约800×580×210018、测力柜外形尺寸mm ：约550×550×120019、重量Kg：约2100三、售后服务1、本数显式液压万能试验机在客户正常的储运、保养、使用条件下，若因BJWE-S300B数显式液压万能试验机的质量问题而不能正常使用时，承诺:“7天包退、15天包换，终生保修"服务，三包期一年。
WDW100微控电子万能试验机项目方案书解析
WDW-100A型微机控制电子万能试验机技术方案书技术说明一、设备型号：WDW-100A型（含功能附件）数量：1套二、设备名称：微机控制电子万能试验机三、设备图片：四、产品的制造和检验标准1.GB/T16491—1996《电子式万能试验机》；2.GB2611—92《试验机通用技术要求》；3.GB/T6825.1-2002《静单轴试验机的检验第1部分：拉力和（或）压力试验机测力系统的检验与校准》。
4、GB/T9370《扭转试验机技术条件》5、GB2611《试验机通用技术要求》6、GB/T12160-2002《单轴试验用引伸计的规定》五、适用的试验方法标准1.GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》2.GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》3.GB/T14452-1993《金属材料弯曲力学性能试验方法》4.GB/T8653-1988《金属杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比试验方法》5、GB/T10128《金属室温扭转试验方法》六、应用范围WDW-100A型试验机主要用于金属材料和非金属材料的拉伸、压缩、弯曲扭转、拉-扭、压-扭等常规性能试验；测量R P、R t、R eH、R eL、R m、E、抗扭强度τb、上屈服点τsu、下屈服点τsl等扭转性能参数。
如果配备扭转计还可测量切变模量G、规定非比例扭转应力τp、最大非比例切应变γp等性能参数。
七、设备主要技术指标1、最大试验力：100kN；2、试验力测量范围：(0.5～100)kN；3、试验力准确度：优于示值的±0.5%；4、横梁位移测量：分辨力≥0.001 mm；5、位移相对误差小于±0.3%；6、横梁速度范围：0.001 mm/min～500 mm/min，无级调速、任意设定；7、有效拉伸空间：800mm；8、试验空间宽度：600MM9、传动系统：带轮差级传动，涨紧力≥1Kg,无间隙。
10、电源电压：单相，220V±10%，50Hz11、工作环境：室温～30℃,相对湿度不超过80%；12.开标现场提供本产品生产许可证原件或复印件加盖公章。
万能材料试验机CAD
万能材料试验机CAD万能材料试验机是一种广泛应用于各种领域的机械设备，用于测试和评估材料的力学性能。
它可以测量材料的强度、韧性、延展性等重要参数，为材料科学研究和工程实践提供重要依据。
随着科技的发展，万能材料试验机在工业生产和科学研究中扮演着越来越重要的角色。
在设计万能材料试验机的CAD模型时，首先需要考虑机器的整体结构和功能。
一台典型的万能材料试验机通常由机架、液压系统、控制系统、传感器等部件组成。
机架是支撑整台机器的主要结构，需要具备足够的强度和稳定性。
液压系统用于提供试验过程中所需的力，并能够实时调节力的大小。
控制系统则用于监测和控制试验过程，确保试验数据的准确性和可靠性。
传感器用于测量试验中的各项参数，如应力、应变、变形等。
在CAD设计中，需要注意各个部件之间的连接和协调。
例如，机架和液压系统之间的连接需要保证稳固可靠，液压缸和传感器之间的接口需要精确对齐，控制系统和计算机之间的通讯需要畅通无阻。
此外，还需要考虑机器的外观设计，如颜色、形状、标识等，以便提升产品的整体美观性和用户体验度。
除了结构和外观设计，CAD模型还可以用于模拟试验过程。
通过建立虚拟试验平台，可以方便地进行不同条件下的试验模拟，预测材料的性能和行为。
这种虚拟试验的方法可以大大节省试验成本和时间，提高研究效率和精度。
总的来说，CAD设计在万能材料试验机的研发和生产中扮演着至关重要的角色。
它不仅可以帮助设计人员更好地理解和规划产品结构，还可以为用户提供更好的设备体验和性能表现。
因此，CAD技术的不断发展和应用将进一步推动万能材料试验机行业的发展，为材料科学和工程技术的进步做出更大的贡献。
ZWICK万能材料冲击试验机作业指导书
发放号：生效日期:编制:审批:一、试验原理和目的：原理：由已知能量的摆锤一次冲击垂直固定成悬臂梁的试样，测量试样破坏时所吸收的能量。
目的是测试各种材料在使用范围内的韧性和脆性二、设备名称：万能材料实验机（Universalmaterialtester）三、设备规格：厂商：ZWICK精度：±0・5%TestingLoad四•适用标准ISO180ASTM256GB/T1843四、试验前的准备1.检查仪器外壳是否可靠接地2.选取合适的试样，试样硬厚度均匀，表面光洁平整无气泡无机械损伤及杂质等，试样在开始前应放置至少24小时，或视具体情况而定3•根据试样的冲击韧性，选用适当的能量摆锤，应使试样断裂所消耗的能量在摆锤中储存的能量10%-90%,本机所采用摆锤的能量为5.5J4•在试验前使摆锤处于铅垂位置，目视即可，如不重合，应先进行调试，在测试前用游标卡尺测量实验的宽度及厚度（缺口试验测试其宽度及缺口处厚度）6•每次测试至少五根样条并且在试验前应消除摩擦系数，具体方法如下：如屏幕显示控制面板此摩擦系数手形按钮摩擦系数调整如下：1点击第三个△,第三个按键会出现Calibration校准（阴影覆盖所示）菜单,然后按OK键选择Friction摩擦（阴影覆盖所示）菜单,继续按OK键，然后选择ASTM256（阴影覆盖所示）按OK键，空击，消除摩擦系数。
五.试验1•在试验前已经消除摩擦系数，再次确认是否摩擦系数为零2•将摆锤扬起160度后，并使之固定，然后将试样放置在夹具内（注意试样缺口中部应与夹具中心线平行，并保证每次具有相同的夹持力），上海锦湖日丽塑料有限公司然后双手同时敲击手形按钮（如上图），并且读取控制面板上的能量数字3实验数据处理：3.1ASTM 标准计算方法无缺口试样悬臂梁冲击应按下式计算 a=E*1O0O/hm(J/M) 缺口试样悬臂梁冲击应按下式进行计算a=E*1000/h nn(J/M) a -悬臂梁冲击强度，m(j/m) E-破坏试样所吸收并修正的能量 (J) h —试样厚度(mm ) hn —试样缺口处剩余厚度 (mm)GB.ISO 标准计算方法无缺口悬臂梁冲击强度按下式计算 a=E*1000/bd缺口悬臂梁冲击强度按下式计算a k =E k *1000/bd k式中：a —无缺口试样冲击强度(KJ/m m) E —试样断裂吸收的已校准的能量J b —试样宽度 mm d —试样厚度mm a k缺口试样冲击强度kKJ/mm E K 缺口试样断裂时吸收的已校准的能量jK —d k —缺口试样的缺口处剩余厚度 mm4试验结果应以计算结果的算术平均值表示5, 特殊情况特殊处理，如作低温冲击，首先进行样条预处理，然后方法同上6, 如需测量GB.ISO 应更夹具，测试方法同ASTM,如需不同的能量，则应更换摆锤六：注意事项1使用前应检查摆杆，摆体等联接螺钉是否有松动。
常见万能材料试验机的性能特点分析及选型
常见万能材料试验机的性能特点分析及选型万能材料试验机是一种用于测试材料力学性能的实验设备。
它可以测量材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转等力学性能，用以评估材料的强度、刚度、韧性、延展性等指标。
在进行材料研究、生产控制和质量检验等方面都有广泛的应用。
下面将对常见的万能材料试验机的性能特点和选型进行分析。
1.负荷范围广泛：万能材料试验机的负荷范围通常从几牛到几百吨不等，能够满足大部分材料的测试需求，包括金属、塑料、橡胶、混凝土等各种材料的测试。
2.可靠性高：万能材料试验机采用先进的机械结构和控制系统，能够保证测试结果的准确性和可靠性。
同时，试验机的结构设计合理，具有较高的机械强度和稳定性，能够承受长时间的高强度工作。
3.多功能：万能材料试验机除了常见的拉伸、压缩、弯曲等基本试验外，还可以进行动态疲劳试验、冲击试验、剪切试验等特殊试验，满足不同材料的测试需求。
4.自动化程度高：现代的万能材料试验机通常配备了计算机控制系统，可以实现自动控制、自动采集和分析数据。
用户可以根据需要设定测试参数，控制设备运行，并获得准确的测试结果和数据分析。
5.多种传感器和夹具：为了满足不同试验要求，万能材料试验机配备了各种传感器和夹具，如力传感器、位移传感器、应变计等，可以测量不同的物理量，如负荷、位移、应变等。
选型注意事项：1.根据测试需要选择负荷范围：根据待测试材料的强度范围选择试验机的负荷范围，避免负荷过大或过小导致测试结果不准确。
2.注意试验机的刚度：试验机的刚度决定了测试结果的准确性，选择刚度较高的试验机可以获得更精确的结果。
3.考虑测试环境和安全性：如果在特殊环境下进行测试，如高温、低温、潮湿等条件下，需选择具备相应性能的试验机。
此外，试验机应具备安全保护装置，以保障操作人员的安全。
4.注意试验机的控制系统和软件：试验机的控制系统和软件应易于操作和灵活，同时支持数据的保存和分析功能。
5.考虑成本和维护：根据自身的需求和预算选择适合的试验机，并了解售后服务和维护保养等情况。
液压万能材料试验机的自动化改造
试验机 的改造 Βιβλιοθήκη 提升设备的 自动化水平 ， 图１ 给出了试验机改造的原理
图。
能够不更换设备 ， 通过升级改造 的方法进行设备的升级 ， 使其适用 于新
环境 中，满 足精度要求 ，从而节省成本。 １ 液压万能材料试验机 中的不足 对液压 万能试验机 的不足进行总结 ， 主要包括 以下 四点 ： 首先 ， 其 测量时的精 度较低 。在液压万 能试验机系统 中，油液从油泵中输 出后 进入到Ｔ作油缸中 ， 对试样施加必要的载荷 ， 与此 同时 ， 油液进入到测 力油缸中 ， 使得联动摆锤动作 ， 测力读盘指针被推 动， 从 中可以读取有
动化采集和分析处理。 此时 的数据采集速度快 ， 测量 的精度也较高 ； 在 数据分析和处理上 ， 不仅更加周全 ， 还实现了交互式处理 ， 数据可 以通 过 图表 、 曲线等不同的方式表现 出来。这样 一来 ， 液压万能材料试验机
制， 在需要进行实时应力 以及应变数值的测量时无 能为力 ， 当然也无法 实现 “ 应力一 应 变”曲线 的直接绘制 。最后 ，液压万能材料试验机 的 自 动化水平较差 ， 工作 时效率不高 。 在该系统的实验数据处 理以及实验报 告中， 依然需要通过人工的方式进行 ， 这不仅浪费 了大量的时间 ， 同时 也需要消耗大量 的人力 。 科学技术 的不断进步 ， 各种先进的新型测试手段不 断涌现 ， 人们希 望能够提 高设备 的 自 动化水平 ， 减少人 工劳动量 。 相 比之下 ， 液压万能 材料试验机 已经无法满足 当下的需求 ，其测试 手段有待升级和改造 。
３ 系 统 组 成 分析
在采用微 机以及传感器技术进行试 验机系统 的改造 时， 保留了手动 加载的部分 ， 同时增加了一条支路 ， 试验机的加载速率是通过电液比例 阀来控制的。这样一来 。 不仅能够通过手动进行操作 ， 还可以实现 自动 控制 。 将具有较高精度的压力传感器添加在进油管处 ， 实现对系统压力
万能材料试验机的参数及原理
万能材料试验机的参数及原理
一，万能材料试验机变形测量技术参数：
变形测量指标参数有测量范围,示值误差,灵敏度,分辨率。
1，测量范围——试验机通过测量系统所能够测量到的材料或构件的最小尺寸与最大尺寸之间的范围。
2，示值误差——试样变形值的记录或显示的测量值与被测量值的实际数值之差,称为试验机测量系统的示值误差。
示值误差是不可避免的,其大小在特定的范围内或者标准规定范围。
3，试验机变形测量的分辨率是指试验机光电编码器测量数据的可测量的最小精度。
分辨率越大,测量结果越精确。
二，万能材料试验机变形测量工作原理：应变式引伸计是由弹性元件和粘贴在它上的应变片组成的,当引伸计移动臂受力时,引起弹性体变形并使粘贴在它上面的应变片电阻值发生变化,原来平衡的电桥失去平衡输出一个碳硫分析仪正比于变形的电压信号输出,由于引伸计输出的电信号极其微弱,必须经放大后才能达到要求的值,这个工作由完全由A/D转换器放大和转换,然后送到单片计算机进行处理,以直读的方式进行显示,同时通过RS232传输到计算机,进行数据处理。
试验机的变形测量是试验机测控系统比较重要的组成部分,是试验机关键技术环节。
选用可靠性高,稳定性强的变形测量仪器是值得用户考虑的因素之一。
万能材料试验机原理图
计值可达 0.1‰mm 的变形。
2． 操作方法
① 根据不同形状的试件选择夹具。
② 安装前检查或调整使指针在 2.5 处。（25mm 处，中央）
③ 安装时先接触固定刀口，然后再使活动刀口与试件接处，旋紧夹具紧固螺丝，松紧
要适宜。
④ 安装妥善后，推下杠杆闸（9），使杠杆（3）活动，调节螺丝（10）使指针指在适
当的位置，此时即可开始实验。卸载后，先将指针调到 2.5 处，后关上杠杆闸，再取下仪器。
3． 注意事项
① 安装夹具时，要注意使刀口中点及夹具的顶尖三点在一个平面里。
② 仪表安装、拆卸时均应用杠杆闸（9）将杠杆固定。
③ 安装和拿持仪表时要小心，别碰杠杆及指针以免损坏仪器。
④ 开、关杠杆闸时，指针都需调在 2.5 处。
本机是油压式万能试验机，利用油压加力，可作拉伸、压缩、剪切、弯曲等实验，最大 载荷为 250KN。量程分为三级：0—50KN；0—100KN；0—250KN。
1．构造原理：图 36 为万能试验机的构造原理图，分为加力、测力、自动绘图三个部分。 （1） 加力部分。加力部分由油箱、油缸、工作台、机座等组成。机座（14）、光滑立 柱（7）及上横梁（6）固定不动，开动马达后，油泵将油经过送油阀（17）和油管③送至工 作油缸内，推动活塞（5）带动工作台（11）上升。若试件放在工作台（11）上，则受压缩。 试件受力的大小与油压的大小成正比关系。 （2） 测力部分。测力为重摆平衡式。试件受力后，油缸内油压逐渐增加，高压油经油 管④⑤进入到测力油缸（28）内，使测力活塞（27）向下移动，通过连杆（26），使摆锤摆 起，推动齿杆（21）带动齿轮（15），即可使指针转动，从而由示力盘上得到相应的载荷。 更换摆锤重量，即可得到不同的测力范围。 （3） 自动绘图部分：参阅拉力机介绍。600KN 万能材料试验机与之相似。 2． 操作方法： ① 选择力盘。根据试件尺寸和实验要求，选择合适的测力范围，加上相应的摆锤。
毕业设计方案-万能试验机(附cad图)
摘要万能试验机也叫万能材料试验机，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。
在对新材料及结构等领域的开发研究，试验机起到了至关重要的作用。
本文首先概述了试验机的基本定义、研究背景及意义、分类与国内外试验机的现状。
紧接着论述了锥齿轮传动方案与链轮传动方案，并进行对比分析，最后选择锥齿轮传动方案作为本文的设计对象。
然后就是本设计的重点，即试验机的主要传动系统的各零部件进行选型、设计与计算校核，包括丝杆、齿轮（锥齿轮与蜗轮蜗杆）、电动机、轴、无级变速器等，最后是对本次毕业设计的总结。
关键词：试验机锥齿轮传动传动系统目录1 概述............................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 课题研究的背景及意义 (5)1.2 国内外实验机研究现状 (5)1.2.1 国内万能试验机的现状 (5)1.2.2 国外材料试验机的现状 (6)1.3 课题的研究目的及主要内容 (6)2 万能材料试验机总体设计 (7)2.1 主要设计要求 (7)2.2 加载方式 (7)2.3 传动方案设计与选择 (7)2.4 总体结构 (9)3 运动动力设计与验算 (10)3. 1 滚珠丝杠传动的设计与校核 (10)3.1.1 材料选择 (10)3.1.2 工作压强计算 (10)3.1.4 螺杆的强度计算 (13)3.1.5 寿命计算 (13)3.2 电动机的选择 (15)3.3 传动装置总传动比的计算及其分配 (17)3.4 蜗轮蜗杆传动系统的设计与校核 (17)3.4.1 选择蜗杆传动类型 (18)3.4.2 选择材料 (18)3.4.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 (18)3.5.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (19)3.5.5 校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度 (20)3.5.6 验算效率 (21)3.5.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定 (21)3.5.8 按照上述设计与校核画出蜗轮二维图 (21)3.5.9 主要设计结论 (22)3.6 锥齿轮的传动设计与校核 (22)3.6.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (22)3.6.2 按齿面接触疲劳强度设计 (22)3.6.3 根据齿根弯曲疲劳强度设计 (25)3.6.4. 几何尺寸计算 (27)3.6.4 结构设计及绘制齿轮零件图 (27)3.6.5 主要设计结论 (28)3.7.1 计算工作主轴 (28)3.7.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (29)3.7.3 轴上的周向定位 (30)3.7.4 确定轴上圆角和倒角尺寸 (30)3.7.5 工作主轴的校核 (31)3.8 蜗轮轴 (38)3.8.1 计算工作主轴 (38)3.8.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (39)3.8.3 轴上的周向定位 (40)3.8.4 确定轴上圆角和倒角尺寸 (40)3.8.5 蜗杆轴的校核 (41)3.9 无极变速器的选用 (43)4 横梁设计 (44)4.1 材料选择 (44)4.2 横梁截面的选择 (44)4.3 横梁强度的验算 (45)4.4 挠度与转角的验算 (46)5 设计总结 (47)参考文献 (49)1概述1.1课题研究的背景及意义万能试验机也叫万能材料试验机，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。
简述万能材料试验机的设计过程
简述万能材料试验机的设计过程一、引言万能材料试验机是用于测试各种材料的力学性能的重要设备，其设计过程需要考虑多个因素和因素之间的相互作用。
本文将介绍万能材料试验机的设计过程。
二、需求分析在进行万能材料试验机的设计之前，首先需要进行需求分析。
这包括确定试验机所需测试的材料种类、测试范围和测试精度等因素。
此外，还需要考虑试验机所处环境和使用场景，以及使用者的操作习惯等因素。
三、结构设计在进行结构设计时，需要考虑试验机的整体结构和各个部件之间的连接方式。
试验机应具有足够的强度和稳定性，以保证在高负荷下工作时不会发生变形或破坏。
同时，还需要考虑如何方便地更换不同类型的夹具和传感器。
四、控制系统设计控制系统是万能材料试验机中最重要的组成部分之一。
它负责控制加载速率、采集数据并输出结果等功能。
在进行控制系统设计时，需要考虑如何实现高精度、高速度和高可靠性，并且要保证易于操作和维护。
五、传感器选择传感器是万能材料试验机中最重要的组成部分之一。
它们负责测量材料的应力和应变等物理量，并将其转换为电信号输出。
在进行传感器选择时，需要考虑其测量范围、灵敏度、精度和可靠性等因素。
六、夹具设计夹具是万能材料试验机中用于夹持测试样品的部件。
在进行夹具设计时，需要考虑如何实现高精度、高稳定性和易于更换不同类型的测试样品。
同时，还需要考虑如何避免夹具对测试结果的干扰。
七、安全保护设计在进行万能材料试验机设计时，安全保护是一个非常重要的方面。
试验机应该配备各种安全保护装置，如紧急停止按钮、限位开关和过载保护等功能，以确保使用者在操作过程中不会发生意外事故。
八、结论综上所述，万能材料试验机的设计过程需要综合考虑多个因素，并且需要注意各个部件之间的相互作用。
只有通过合理的设计和优秀的制造工艺才能生产出高质量、高精度、高可靠性的万能材料试验机。
万能材料试验机设计方案
万能材料试验机设计方案第一章概述1.1材料试验机概述材料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、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。
广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。
对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。
材料试验机的种类很多，有多种不同的分类方法。
按加荷方法分类: 静负荷试验机(静态)和动负荷试验机(动态)。
其中静态试验机一个主要组成部分万能试验机又可分为液压万能试验机、电液伺服万能试验机和电子万能试验机。
1.国材料试验机的现状中国材料试验机的现状验机制造行业在旧中国是空白，中华民国成立后，党和政府十分重视我国计量检测事业的历史悠久，但试计量检测技术的发展，采取了许多重要措来发展仪器仪表工业。
经过五十多年的努力，我国材料试验机的制造，从无到有从小到大，从单参数到多参数，从静态到动态，逐步发展成初具规模，具有能生产静负荷试验机（如拉、压万能试验机、扭转试验机、松弛试验机、持久强渡试验机、蠕变试验机、复合应力试验机等）和动负荷试验机（如冲击试验机和疲劳试验机等）的能力，有效地促进了国民经济建设和国防建设的发展。
长期以来，试验机也一直是欧美对我国尖端科研课题限制出口的产品。
我国的国防科技工业和其它部门的科产业，就必须走自主创新的道路。
在新三思集团研院所不能直接进口某些关键材料试验的仪器设备。
所以，要发展中国的试验机公司为首的中国试验机民营企业的不断努力下，中国试验机的技术水平得到了长足的进步，国与国外的试验机技术水平的差距正在逐步的缩小。
拉压万能材料试验机规程范本
编号：FS-QG-11454 拉压万能材料试验机规程
Tension and compressi on uni versal material test ing mach ine
specificati on
说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。
1.试验前做好一切准备工作并检查机器是否正常。
2.根据试验的试样，先估计所用的负荷范围，选择适当
的砝码和刻度盘。
ZDM—30试验机还要调节缓冲调节阀至与
负荷相适应的位置。
3.根据试样尺寸和试验的性质，选择并安装适当的夹具
或附件。
4.试验前，首先将油缸升起20〜30厘米，在机器开动时，
将指针对零点，并将平衡锤刻线对准机器上的刻线。
5.做有危险的试验时（如钢丝绳、链条、弹簧等），试验样品四周必须装好防护挡板。
6.做有氧化铁皮试样的试验时（如钢板，竹节钢等），下夹头必须用遮板遮住
7•做脉动试验时，必须按说明书中的规定进行。
8.试验完毕后，必须将缸中的油放回储油箱内并取下荷重。
――摘自《机械工人安全技术操作规程》
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Foon shi on Desig n Co., Ltd。
实验讲义 万能试验机的构造与操作
实验一万能试验机的构造与操作概述测定材料的力学性能的主要设备是材料试验机。
常用的材料试验机有拉力试验机、压力试验机、扭转试验机、冲击试验机、疲劳试验机等。
能兼作拉伸、压缩、剪切、弯曲等多种实验的试验机称为万能材料试验机。
根据加力的性质可分为静荷试验机和动荷试验机。
供静力实验用的万能材料试验机有液压式、机械式、电子式等类型。
本实验着重了解和掌握液压式和电子式两种类型的万能材料试验机。
通过该实验，要求学生：（1）了解万能试验机的构造和工作原理；（2）学会试件的安装、测力度盘指针的调零和量程的选取；（3）掌握操作规程，学会独立操作万能试验机。
一、液压式万能材料试验机图1液压式万能材料试验机结构简图为介绍液压式万能材料试验机，现以国产WE系列为例。
图1为这一系列中最常见的WE-100A、300、600试验机的结构简图。
现分别介绍其加载系统和测力系统。
（一）加载系统在底座1上由两根固定立柱5和固定横梁12组成承载框架。
工作油缸13固定于框架上。
在工作油缸的工作活塞14上，支承着由上横梁15、活动立柱10和活动平台8组成的活动框架。
当油泵35启动时，油液通过送油阀16，经送油管17进入工作油缸，把工作活塞连同活动平台一同顶起。
这样，如把试样安装于上夹头7和下夹头6之间，由于下夹头固定，上夹头随活动平台上升，试样将受到拉伸。
若把试样置放于两个承压垫板11之间，或将受弯试样置放于两个弯曲支座9上，则因固定横梁不动而活动平台上升，试样将分别受到压缩或弯曲。
此外，实验开始前如欲调整上、下夹头之间的距离，则可开动调位电机3，驱动螺杆4，便可使下夹头上升或下降。
但调位电机不能用来给试样施加拉力。
（二）测力系统加载时，开动油泵电机，打开送油阀16，油泵把油液送入工作油缸13顶起工作活塞14给试样加载；同时，油液经回油管18及测力油管33（这时回油阀19是关闭的，油液不能流回油箱34），进入测力油缸32，压迫测力活塞31、使它带动拉杆27向下移动，，从而迫使摆杆28和摆锤29连同推杆25绕支点偏转。
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万能材料试验机设计方案第一章概述1.1材料试验机概述材料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、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。
广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。
对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。
材料试验机的种类很多，有多种不同的分类方法。
按加荷方法分类: 静负荷试验机(静态)和动负荷试验机(动态)。
其中静态试验机一个主要组成部分万能试验机又可分为液压万能试验机、电液伺服万能试验机和电子万能试验机。
1.国材料试验机的现状中国材料试验机的现状验机制造行业在旧中国是空白，中华民国成立后，党和政府十分重视我国计量检测事业的历史悠久，但试计量检测技术的发展，采取了许多重要措来发展仪器仪表工业。
经过五十多年的努力，我国材料试验机的制造，从无到有从小到大，从单参数到多参数，从静态到动态，逐步发展成初具规模，具有能生产静负荷试验机（如拉、压万能试验机、扭转试验机、松弛试验机、持久强渡试验机、蠕变试验机、复合应力试验机等）和动负荷试验机（如冲击试验机和疲劳试验机等）的能力，有效地促进了国民经济建设和国防建设的发展。
长期以来，试验机也一直是欧美对我国尖端科研课题限制出口的产品。
我国的国防科技工业和其它部门的科产业，就必须走自主创新的道路。
在新三思集团研院所不能直接进口某些关键材料试验的仪器设备。
所以，要发展中国的试验机公司为首的中国试验机民营企业的不断努力下，中国试验机的技术水平得到了长足的进步，国与国外的试验机技术水平的差距正在逐步的缩小。
本文章归新三思集团公司及原作者所有，必究。
百贺仪器科技（下图1-1为公司的产品）图1-1电子万能试验机电子万能材料试验机(双柱落地式)主要用于金属、非金属材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试和分析研究。
可自动求取ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、E等试验参数，并可根据GB、ISO、DIN、ASTM、JIS等国际标准进行试验和提供数据。
电子万能试验机(双柱落地式)性能特点：电子万能试验机(双柱落地式)采用高强度光杠固定上横梁和工作台面，使之构成高刚性的门式框架结构。
采用伺服电机驱动,伺服电机通过传动机构带动移动横梁上下移动,实现试验加载过程.分为单空间和双空间两种机型。
主本机采用先进的DSCC-1全数字闭环控制系统进行控制及测量，采用计算机进行试验过程及试验曲线的动态显示，并进行数据处理，试验结束后可通过图形处理模块对曲线放大进行数据再分析编辑，产品性能达到国际先进水平。
（下图1-2为公司的产品）图1-2液压万能试验机液压万能试验机WAW-100型程序采用开放的数据库结构定义，符合标准GB228—87、GB/T228—2002、GB7314-87等试验方法，也可恨据用户要求定制特殊的试验方法。
测量方式采用的是高精度压力传感器、高精度位移传感器、高线性低杂信的信号处理及放大模块，人机交互方式分析计算测试材料的机械性能指标，试验结束时自动计算弹性模量、屈服强度、非比例延伸应力等，在自动分析的基础上，还可以人工修正分析结果提高分析的准确性。
液压万能试验机可配置专用于材料试验机的闭环控制和数据采集的电液控制器(可以根据客户要求配置进口控制器，如：DOLI)，它具备强大的功能，叉兼有十分优异的性能价格比。
适用于科研单位、大专院校、质监部门及检测中心进行检测、科研、仲裁及特殊试验的需要。
一、液压万能试验机WAW-100型的特点：1、控制模式：等速率活塞行程控制、等速率力控制、等速率应力控制、等速率应变控制、力保持控制、定应力转定应变控制。
2、试验力量程自动转换功能：若达到容量的90%自动转换到较大容量3、自动夹持：采用液压自动夹紧，夹持可靠，不打滑。
4、多重保护：具有软件、硬件过载和位置保护．，5、自动校准：负荷、变形、位移可按标准值自动校准．6、自动停机：实验结束后活塞自动停止工作二、液压万能试验机WAW-100型的技术参数：1、最大试验力：100KN2、测量围：1-100KN3、负荷测量精度：±1%4、试验速度mm/min：0-1905、变形精度：示值的±0.5%以6、位移精度：示值的±0.5%以7、应变速率围：2-608、应变速率围：0.00025-0.0025l/s9、活塞行程：150mm10、拉伸钳口间最大距离（包括活塞行程）：520mm11、圆试样夹持直径：直径6-12，12-20mm12、扁试样夹持厚度mm：0-8×6013、压板尺寸mm：直径12014、主柱间距离：400mm15、试样直径：10mm16、弯曲支承最大距离：300mm17、移动电机功率：0.18KW18、电压：380V19、油泵功率：0.75KW（下图1-3为公司的产品）图1-3电液伺服万能试验机电液伺服万能试验机WAW-600L主要用于预应力混凝土钢绞线的拉伸试验，适用于冶金、建筑、轻工、航空、航天、材料、大专院校、科研单位等领域。
试验操作和数据处理符合GB/T5224-1995《预应力混凝土钢绞线》的要求。
电液伺服万能试验机WAW-600L技术参数：1、最大试验力(kN)：600。
2、试验力测量围(kN)：12-600。
3、试验机级别：1级。
4、试验力示值相对误差：≤±1%。
5、位移测量分辨力(mm)：0.01。
6、位移示值相对误差：≤±1%。
7、最大拉伸试验空间(mm)：12008、活塞行程(mm)：250。
9、变形测量围：2%-100%FS。
10、引伸计示值相对误差：≤±1%。
11、活塞移动速度(mm/min)：70。
12、钢绞线夹持直径围(mm)：Φ9.5-Φ15.4 。
13、夹紧方式独立式液压加紧。
14、伺服/夹紧油泵电机功率(kW)：1.5/1.5。
15、横梁升降电机功率(kW)：1.1。
16、主机最大外形尺寸(mm)：1180×750×3440。
17、控制柜外形尺寸(mm)：600×700×1100。
2．国外材料试验机的现状岛津公司（下图1-4岛津公司的产品）图1-4电子万能试验机产品详细介绍AG-IC系列立式电子万能试验机是日本岛津工厂组装的最先进的电子万能试验机，现已在国的机械、电子、大学、研究院所等行业得到广泛的应用。
该系列立式电子万能试验机已经取得国际CE认证。
一．电子万能试验机的特点1.简便直观的中文试验软件。
2.具有2.5ms采样间隔的高速度数据采集，适合各种特性材料的测试数据的真实性。
3.高速返回原点功能，缩短下次试验的准备时间，提高试验效率。
4.拥有多种完善的试验夹具，适合多种样品的试验要求。
二．电子万能试验机的规格1.载荷容量：100KN2.载荷精度：显示值的±0.5%（保证精度围：载荷传感器容量的0.4～100%）3.载荷量程：×1、×2、×5、×10、×20、×50、×100七个量程自动转换4.试验速度：0.0005～1000mm/min5.十字头速度精度：0.1%三．电子万能试验机的用途1．各种金属材料、非金属材料、复合材料的拉伸试验、压缩、弯曲试验2．机械部件、电子部件的拉伸、剥离、焊接强度试验3．控制或循环试验4．应力松弛或蠕变试验（下图1-5岛津公司的产品）图1-5液压万能试验机岛津液压万能试验机UH-I系列是以电子控制液压驱动的伺服式万能试验机，试验载荷采用高精度压力传感器，被广泛的应用在钢铁、建材等行业。
一．岛津液压万能试验机的用途1．各种金属材料的拉伸试验、压缩、弯曲试验2．木材、纤维板的压缩、弯曲试验3．上述材料的载荷保持试验4．沥青、混凝土的压缩试验二．岛津液压万能试验机的特点1.采用大形LCD轻触屏，可以显示试验曲线，操作方便、可视性好。
2.丰富的自动控制程序为标准配置。
3.可以选择模拟指针式度盘显示器。
4.通过试验软件，实现高速数据采集。
三．岛津液压万能试验机的规格1.载荷容量：200KN、300KN、500KN、1000KN、2000KN、30000KN、4000KN。
2.载荷精度：显示值的±0.5%。
3.载荷量程：×1、×2、×5、×10、×20、×50 六个量程自动转换。
4.试验速度：位移控制：0.5mm/min～最大试验速度。
5.载荷控制：0.1～5.0满刻度/min。
6.应变控制：0.1～80%/min。
第二章设计方案2.1方案简述2.1.1方案一电动机产生动力由涡杆传到涡轮轴，然后通过蜗轮传至锥齿轮，再通过锥齿轮传动系统传递到丝杠。
与此同时与丝杠配合的丝杠螺母则带动横梁上下运动，而下夹具则是固定在试验台上，至此完成试验。
如图2-1所示：图2-1 方案一示意图2.1.2方案二电动机产生动力后输出到减速器，然后进入涡轮蜗杆传动系统，进一步减速并改变运动旋转方向后，通过链传动系统传递到丝杠。
由链轮的转动带动丝杠转动。
与此同时与丝杠配合的丝杠螺母则带动横梁上下运动，而下夹具则是固定在试验台上，至此完成试验。
如图2-2所示：图2-2 方案二示意图2.1.3方案三电动机产生动力后输出到减速器，然后由直齿轮带动丝杠转动。
丝杠转动同时两个丝杠螺母同步背向或相向运动，两个连杆同时远离或靠近。
这就使下夹具所在试验台向上或向下运动。
上面横梁可以固定，也可以在液压、丝杠等外力驱动下上下运动，至此完成试验。
如图2-3所示：图2-3方案三示意图2.1.4方案四本方案与上述两种文件有所不同，本方案是由油泵驱动油缸里的活塞提供外部试验力。
油泵输出油经进油管达到液压缸，然后经回油管路流回回油缸再次利用。
此方案要求液压系统要有较精确的控制阀的配合才能实现试验目的。
而目前液压控制阀与计算机控制联系越来越密切，国外在计算机控制领域取得了较大进展，可惜的是我国控制系统方面还较薄弱。
如图2-4所示：图2-4方案四示意图2.2各种方案比较方案一：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）。