WDW-300D绝缘子试验机工作结构强度校核与传动系统设计 毕业论文.doc
《WDW-300D绝缘子试验机工作结构强度校核与传动系统设计 毕业论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《WDW-300D绝缘子试验机工作结构强度校核与传动系统设计 毕业论文.doc(33页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、. . 毕 业 论 文WDW-300D绝缘子试验机工作结构强度校核与传动系统设计 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 农业机械化及其自动化四班 届 次 2009届 学生姓名 学 号 指导教师 二九 年 六 月 十 日装订线. . . 目录【摘要】11引言31.1试验机的结构31.2试验机功能简介31.3论文主要内容42整机工作机构校核计算与分析42.1试验机拉压试验机构受力分析与强度校核62.1.1移动横梁的受力分析与强度校核72.1.2形支撑的强度校核与受力分析122.2试验机弯曲试验机构受力分析与强度校核132.2.1上移动横梁的受力分析与强度校核142.2.2弯曲试验中的形支撑的受力分
2、析与强度校核162.2.3扭转试验部分173.整机系统的传动部设计183.1带传动简介193.1.1窄型三角带传动193.1.2同步齿形带193.2传动系统的同步带设计223.2.1上主传动系统同步带分析223.2.2右上副传动系统的同步带分析233.2.3左下主传动系统的同步带分析24总结26参考文献27致谢28附录xxix Contents【 Abstract】11 Introduction31.1 The structure of insulator tester31.2 Features Testing Machine31.3 The main contents of papers42
3、 Checking Calculation of whole body of work and analysis42.1 Compression test machine structural analysis and strength of body checking62.1.1 Mobile beams and strength check of force analysis72.1.2-shaped support with the mechanical analysis of the intensity calibration122.2 Bending test machine bod
4、y and strength check of force analysis132.2.1 Moving beams and strength check of force analysis142.2.2 Bending test in the shape support and strength check of force analysis162.2.3 Part to reverse the trial173. Machine drive system design193.1 About Belt Drive193.1.1 Narrow V-belt drive193.1.2 Synch
5、ronous belt193.2 Design of timing belt transmission223.2.1 Analysis of the main drive system of belt223.2.2 Vice-right timing belt drive system analysis233.2.3 Left main drive system of analysis of the timing belt24Summary26References27Thanks28Appendix27IIIWDW-300D绝缘子试验机工作结构强度校核与传动系统设计 【摘要】:WDW-300D
6、绝缘子拉压扭弯试验机主要用于绝缘子的弯曲负荷试验、拉伸负荷试验、压缩负荷和扭转试验。其全部由伺服电机加载,对绝缘子进行弯曲负荷试验、拉伸负荷试验、压缩负荷试验和扭转试验。本文主要对绝缘子拉压扭弯试验机工作机构,其主要组成部分为:弯曲试验部分、拉伸试验部分、压缩实验部分进行受力分析及强度校核,使计算满足使用要求,并对试验机整机系统中传动系统综合分析设计。关键词:试验机 强度 校核 同步带 计算WDW-300D insulator tester check the strength of the work of the structure and drive system design Abstr
7、act: WDW-300D insulator bending twisting tension and compression testing machine is mainly used insulator bending load test, tensile test, compression test load and the reverse. All of its load from the servo motor, the load on the insulator bending test, tensile test, compression test and torsion t
8、est load. In this paper, on insulator bending tension and compression testing machine twisting body, its main components: bending test of the tensile test of the stress analysis part of compression and intensity of verification, so that the use of computing to meet the requirements of the test machi
9、ne drive system of an integrated whole systems analysis and design.Keywords: testing machine;belt;strength;checking;calculation1引言试验机简介WDW300D绝缘子试验机其主要用于绝缘子的弯曲负荷试验、拉伸负荷试验、压缩负荷和扭转试验。采用多通道伺服闭环控制技术,对电力用绝缘子进行弯曲负荷试验、拉伸负荷试验、压缩负荷试验和扭转试验,从而对绝缘子进行抗压强度、抗拉强度、抗扭强度的综合质量检验。试验过程由计算机全自动控制,计算机屏幕同步显示试验力,峰值、位移、扭矩,并按照国
10、标试验要求绘出相应曲线。1.1试验机的结构 WDW300D绝缘子试验机的主要结构部分是拉压承载框架、弯曲承载框架、扭转承载框架、伺服拉压加载装置、弯曲加载装置、扭转加载装置、拉压传动机构、弯曲传动机构、扭转传动机构、拉压试验力测试装置、弯曲试验力测试装置、扭矩测试装置、位移测试装置、扭角测试装置、拉压导向装置、弯曲导向装置、扭转导向装置等机械装置。还有多通道全数字伺服控制系统、多通道测量系统、多通道数据处理系统、WINDOWS专用控制软件、多通道专用接口系统等软件控制系统。本试验机的主体结构采用空间框架型式。主体采用卧式试验机结构,拉伸压缩试验机构与扭转试验机构横卧与试验机的底部,弯曲试验机构
11、立置于试验机的上部,这样可以使试验机的结构更加紧凑,从而减少整机结构的尺寸。1.2试验机功能简介WDW300D绝缘子试验机可以用于绝缘子的拉压试验以及弯曲试验。试验机通过绝缘子专用夹具在试验机底部的试样夹持机构夹住试样,然后进行各个试验。拉伸试验与压缩试验的试验过程基本相同,只是试验力的方向刚好相反。在拉伸压缩试验时,试样通过专用的夹具夹紧,伺服拉压加载装置通过拉压传动机构将要求的实验力加载到试样上,后通过拉压试验力测试装置记录实验过程中的实验力变化,同时通过位移测试装置检测试样在相应试验力的位移变化。在弯曲实验时,试样通过夹具固定在试验机的底部,弯曲承载框架通过弯曲导向装置调整到试样的相应位
12、置,然后通过弯曲加载装置给试样施加相应大小的试验力,通过弯曲试验力测试装置动态检测实验过程中实验力的变化,同样通过位移测试装置记录试样在实验过程中试样的弯曲变化,从而通过对相应的力与对应的位移变化的分析,可得试样的抗弯性能。扭转实验时,试样通过夹具夹紧,扭转加载装置通过扭转传动机构将试验力传递加载到试样上,通过扭角测试装置随时检测记录实验过程中试样的扭转变形情况,结合扭转实验力的变化可以分析得实样的抗扭性能。1.3论文主要内容 本文主要分为两大部分,第一部分主要是对WDW300D绝缘子试验机实验力加载机构主要部件的受力分析与强度校核,其中以拉伸压缩实验机构与弯曲实验机构的主要部件的受力分析与强
13、度校核为重点,扭转实验部分的分析相对要简要许多。文章的第二部分是对试验机带传动系统的设计分析,本试验机传动带所选用的是新型的同步带,此部分主要对同步带系统的选择与计算。2整机工作机构校核计算与分析绝缘子拉压扭弯试验机主体框架组成:主体支撑部分,主机移动机构,试验力加载机构,主机动力供给机构,主机传动机构五部分。试验机机采用横向与垂向相结合的空间框架结构,横梁前进和后退可以通过伺服电机和滚珠丝杠实现无级调速,自由移动,随时改变试验空间。传动系统由圆弧同步齿型带、滚珠丝杠副组成。试验机主体框架二维图如图21所示:1 受力框架 2 滚珠丝杠副 3 直线导轨 4 拉压负荷传感器 5 同步带 6 伺服电
14、机 7 扭转传感器 8 减速器 9拉压负荷传感器 10 导向机构图21试验机二维结构图其外观结构如图22所示:图22试验机三维外观图其中主机试验力加载机构的结构强度校核计算及工艺分析、整机传动系统的同步带选择是文章的重点。试验机主体框架按试验要求分析可分为:主机拉伸压缩试验机构,主机弯曲试验机构,主机扭转力试验结构部分。其中试验机整体外形尺寸预定为4000 16002200。试验力要求为:最大拉伸试验力:300。 最大压缩试验力:300 。弯曲最大试验力:300 。最大试验扭矩:400Nm。以下分别对试验机各个组成部分进行详细分析。2.1试验机拉压试验机构受力分析与强度校核拉、压试验时,拉、压
15、伺服电机通过减速带动滚珠丝杠,使得连接在滚珠丝杠上的移动横梁前进和后退,自由调整拉、压空间,调整好拉、压空间后,将试样连接在移动横梁和固定横梁之间的拉、压试验试样夹具上,移动横梁前进或后退实现试样的拉伸和压缩试验,保压一段时间,最后完成拉、压试验。现在对试验机拉压结构进行分析。其中拉伸压缩实验机构二维结构简图如下图所示:1 绝缘子专用夹具 2 移动横梁 3滚珠丝杠 4 固定支撑 5 试样图23拉压实验机构二维图通过对机构分析可知在进行拉伸压缩试验时移动横梁的强度是这样最重要的,还有机构中高精度滚珠丝杠的强度与精度也是非常重要。现在来对拉伸压缩实验机构进行系统分析。2.1.1移动横梁的受力分析与
16、强度校核由试验机整体尺寸分析可知横梁长度要求为1600mm左右,对横梁受力情况进行物理理论理想化模型分析如图24所示2: 图24横梁受力分析图以上综述可知:=300,L理论长度为1600,通过依据国家标准GB/T2611试验机通用技术要求和试验机常用材料手册可选用45号钢作为横梁的主体材料,通过查询工业常用钢基本手册可知45号钢的屈服极限为353。可知:在材料进行拉伸试验时其力学性能会发生如上图所示过程的变化,其变化大致如下1:在拉伸的初始阶段,与的关系为直线,即在这一阶段内,应力与应变成正比,即应力应变或者把它写成等式:弹性模量这就是拉伸或压缩的胡克定律。因为应变的量纲为一,故的量纲与相同,
17、常用单位为GPa(1 = )。所以由公式表明:所以可得45号钢的强度极限为598脆性材料断裂时应力是强度极限,塑性材料到达屈服时应力是屈服极限,这两者都是构件失效时的极限应力。为保证构件有足够的强度,在载荷作用下构件的实际应力以后称为工作应力,显然应低于极限应力。把许用应力作为构件工作应力的最高极限,即要求工作应力不超过许用应力。于是构件轴向拉伸或压缩时的强度条件为4:实际应力实验力零件截面积许用应力且横梁的截面形状为矩形,形状如图25所示:hb图25横梁截面简图由下表所示可查的碳钢的值跟值。表21 几种常见材料的E和的约值材 料 名 称碳 钢1 9 6 2 1 60.2 4 0.2 8合 金
18、 钢1 8 6 2 0 60.2 5 0.3 0灰 铸 铁7 8.5 1 5 70.2 3 0.2 7铜 及 其 合 金7 2.6 1 2 80.3 1 0.4 2铝 合 金7 00.3 3因为45号钢属于碳钢,所以,可以选取45号钢的值为200,值为0.2 5。其中,为弹性模量,为系数,由胡克定律可知,大多数的材料的初始阶段是线弹性的。当应力不超过材料的比例极限时,应力与应变成正比,即。所以可得45号钢的应力=2000.25=250横梁的物理化受力模型跟弯矩如图26所示:300KN Fs 图26横梁弯矩图如上图所示可以得出:一般情况下,最大正应力发生在弯矩最大的截面上,且离中性轴最远处。所以
19、可得最大正应力大小为为横梁的长度。再由公式最大应力转动惯量其中可知与截面的形状和尺寸有关。且用抗弯截面系数所以可得最大应力为因为梁的截面为高位h宽为b的矩形,则,又因为已知矩形的,所以可得又因为弯矩的强度条件为对抗拉或抗压强度相等的材料即45号钢,只要绝对值最大的正应力不超过许用应力即可。所以可以横梁的截面如图27所示:hb图27横梁截面图因此。又因为,而且。所以综合以上公式可得:又有公式所以可以得:即,合并以上公式可得,这就是横梁截面积的尺寸要求。又因为已知为300。为250,所以可得:即所以通过上述计算与考虑到整个试验机的整体尺寸跟工艺要求,所以在满足强度要求的前提下,将横梁尺寸定为b=1
20、50 h=583 l=1600。如此就可以确定横梁的准确的尺寸。2.1.2形支撑的强度校核与受力分析可知形支撑在整机系统中为左右各一件,又因为整机尺寸的确定,所以可知形支撑长度尺寸为2110。通过查询国家标准GB/T2611试验机通用技术要求可以将形支撑选用热轧槽钢(GB70788)。其截面近似如图28所示: dhb图28支撑截面图将形支撑的受力进行物理化模型的分析,其受力图如图29:300KN 300KN 300KN图29支撑受力分析图在轴力图中,一般将拉力绘在x轴的上侧压力绘在x轴下侧。这样,轴力图非但显示出支撑件各段内的轴力的大小,而且还可表示出各段内的变形时拉伸或是压缩。在力支撑的截面
21、上,与轴力对应的应力是正应力。根据连续性假设,横截面上到处都存在着内力。若以表示横截面面积,则微分面积上的内力元素组成一个垂直于横截面的平行力系,其合力就是。于是得静力关系形支撑变形前原为平面的横截面,变形后仍然保持为平面且仍然垂直于轴线。这就是平面假设。由此可以推断,形支撑所有纵向纤维的伸长是相等的。但因为形支撑的材料是均匀的,所有纵向纤维的力学性能相同。由它们的变形相等和力学性能相同。由他们的变形相同和力学性能相同,可以确定各纵向纤维的受力是一样的。所以,横截面上各点的正应力相等,即正应力均匀分布于横截面上,等于常量。即公式:关于正应力的符号一般规定拉应力为正,压应力为负。已知为300KN
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- WDW-300D绝缘子试验机工作结构强度校核与传动系统设计 毕业论文 WDW 300 绝缘子 试验 机工 结构 强度 校核 传动系统 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-3903631.html