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毕业设计题目四立柱液压万能试验机结构设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0914学生王淼学号20090421334指导教师陶立英二〇一三年五月二十三日济南大学毕业设计--I摘要工作目的：我们通过对液压万能材料试验机的机械部分的设计，加强对试验机功用的了解，巩固、加深和运用课本上的基本理论知识，掌握试验机的强度、刚度的计算方法，学会操作与之有关的机器和仪表来检测材料性能，初步培养独立确定设计方案、正确处理计算过程和计算结果的能力，通过设计还将培养严谨认真的学风，为中国的试验机业做出自己的贡献。研究方法：本课题是对四立柱液压万能材料试验机主机结构进行设计，液压万能试验机是利用液压加荷，对金属材料拉伸、压缩、弯曲及剪切实验以及对塑料、水泥及混凝土等材料做压缩及弯曲实验用以检测材料力学性能的一种测试仪器。为了保证试验机指示负荷读书有较高的准确性，采用动摆测力计指示实验力。试验机分为主机和测力计两个部分。本课题的主要对试验机主机进行总体设计，该主机包括上部和下部两个部分，上部分包括油缸活塞和上压盘等结构，下部为主传动系统和试样的拉伸机构，包括电机调整空间的下钳口部分和液压油缸活塞通过反向架控制的上钳口（动横梁）部分进行的方案论证、计算说明、结构设计以及设计说明。成果和结论：在这次设计中将会对液压万能材料试验机的结构做一个全面的分析，从强度和刚度的计算着手，对四立柱液压万能试验机的总体结构及关键零部件进行全面的设计，对所设计的内容进行详细的分析计算和说明。关键词：动力系统；试验机；液压部分；钳口济南大学毕业设计--IIABSTRACTThoughthestrengtheningessentialtothedesignofthetestingmachine,themechanicalpartofthedesignofthehydraulicuniversaltestingmachine,weshouldstrengthentheunderstandingofthefunctionofthetestingmachine,consolidate,deepenandbasictheoreticalknowledgeontheuseoftextbooks,mastertestingmachinestrength,stiffnesscalculationmethod,relatingtolearnhowtooperatethemachineandinstrumentationtodetectthematerialproperties,preliminarydesignculturedeterminedindependently,correctlyhandlethecalculationandcalculationresults,thedesignwillalsodeveloprigorousstyleofstudy,Chinatestingmachineindustrytomakeitsowncontribution.Methods:Theissueisthefour-columnhydraulicuniversaltestingmachinehoststructuredesign,hydraulicuniversaltestingmachineusinghydraulicloading,metallicmaterialstensile,compression,bendingandsheartestaswellasplastic,cementandconcretematerialcompressionandbendingtesttodetectmechanicalpropertiesofatestinstrument.Inordertoensurethatthetestingmachineindicatesthattheloadreadinghasahigheraccuracy,thependulumdynamometerindicatestheexperimentalforce.Thetestingmachineisdividedintothehostanddynamometertwoparts.Thisissueisthemajoroveralldesignofthetestingmachinehost,thehost,includingbothupperandlowerparts,onthepartofthestructureofthecylinderpistonandthepressureplate,thelowerpartofthemaindrivesystemandthetensileinstitutions,includingmotoradjustmentthelowerjawpartofthespaceandthehydrauliccylinderpistonupperjawreverseframecontrol(dynamicbeam)partofthedemonstrationprogram,calculationsshowthatthestructuraldesignanddesignspecifications.Comprehensiveresultsandconclusions:Inthisdesignthestructureofthehydraulicuniversaltestingmachinetodoacomprehensiveanalysisproceedfromthecalculationofthestrengthandstiffnessoftheoverallstructureandkeycomponentsofthefour-columnhydraulicuniversaltestingmachinedesign,detaileddesignanalysisandcalculationanddescription.Keywords:powersystem;testingmachine;hydraulicpart;jaw济南大学毕业设计--III目录摘要…………………………………………………………………………………….IABSTRACT……………………………………………………………………………II1前言……………………………………………………………………………………….11.1材料试验机的国内外研状.........................................................................................11.2材料试验机的当前技术发展趋势………………………………………………….11.3设计的技术要求…………………………………………………………………….12材料试验机的机械部分…………………………………………………………………22.1材料试验机的结构说明.............................................................................................22.2材料试验机工作原理………………………………………………………………..22.2.1主体部分……………………………………………………………………...22.2.2测力计………………………………………………………………………...32.2.3操作按钮……………………………………………………………………...42.3材料试验机的主要用途及使用范围………………………………………………..43主要零部件的分析、计算及校核…………………………………………………….....53.1机座的强度计算……………………………………………………………………..53.2机座的变形计算……………………………………………………………………..63.3下钳口座的强度计算………………………………………………………………..73.4下钳口座的变形……………………………………………………………………103.5连接螺栓的强度校核………………………………………………………………113.6油缸座的强度校核…………………………………………………………………113.7横梁的强度校核……………………………………………………………………153.8支柱的强度及稳定性校核…………………………………………………………173.8.1支柱的强度校核…………………………………………………………….173.8.2支柱的稳定性校核………………………………………………………….173.9丝杠的强度校核……………………………………………………………………183.10电机功率的校核…………………………………………………………………..193.11螺母的强度校核…………………………………………………………………..203.11.1螺纹副耐磨性计算…………………………………………………………203.11.2螺牙的强度计算……………………………………………………………214材料试验机液压部分结构设计及说明………………………………………………..224.1液压动力置…………………………………………………………………………224.2液压传动系统………………………………………………………………………22济南大学毕业设计--IV4.3送油阀及回油阀……………………………………………………………………234.4缓冲阀………………………………………………………………………………234.5液压夹持控板………………………………………………………………………245结论……………………………………………………………………………………..25参考文献………………………………………………………………………………26致谢………………………………………………………………………………………..27济南大学毕业设计--11前言1.1材料试验机的国内外研究现状：试验机是一种精密仪器，它能在各种条件、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。另外他还能校验旋转零部件动态不平衡量。它广泛应用于建材、化工、机械、石油、冶金、造船、交通运输、建工、航空航天等工业部门[1]。另外，一些大专院校和科研院所的相关实验室也会用到。1.2材料试验机的当前技术发展趋势：试验机技术正向着：“精、细、新、小、大”方向发展。(1)“精”是指精度。精度是试验机发展的方向，随着试验机精度的提高，使用试验机的行业的水平一定会大大的提高。(2)“细”是指试验机测量的材料的性能和分类日益精细。随着材料的性能和分类日益精细，材料的各项性能也越来越重要，这就需要更加精准的试验机检测。(3)“新”是指试验机试验机的更新。随着新型材料的不断发现和使用，试验机的功能也应随之而改变，从而适应不断发展的新材料。(4)“小”是指试验机适用于微小材料。在生物技术方面，人们需要对一些微小材料、微小部件进行性能评价，试验机恰恰满足这个条件。(5)“大”是指试验机的性能更加庞大。随着宇航制造、飞机制造、轮船制造业等制造业的迅猛发展，巨大、复杂的构件需要更加庞大的试验机来检测性能[2]。1.3设计的技术要求：（1）试验力的最大负荷1000千牛顿；（2）拉伸钳口间的最大距离800毫米；（3）压缩面间的距离为0-300毫米；济南大学毕业设计--22材料试验机的机械部分2.1材料试验机的结构说明本万能试验机是由主体、测力计两部分组成的。主体是试验机的执行部分，主要由油缸、工作活塞、电机、试台、机座、钳口等部分组成[3]。油缸及工作活塞用于试验时加荷，电机用于试验前试台的快速升降，试台用于夹持被测试件。测力计是用于测量试验机工作时油缸内的压力，同时与其它装置配合将读数显示在度盘上。另外为了保证在使用试验机时操作人员