汽車制動器壓縮試驗機(jī)設(shè)計

1、汽車制動器壓縮試驗機(jī)設(shè)計作者姓名：XX專業(yè)名稱：機(jī)械工程及自動化指導(dǎo)教師： XX摘要制動系統(tǒng)是汽車最重要系統(tǒng)之一,是為使高速行駛的汽車減速或停車而設(shè)計的。如果該系統(tǒng)不能正常工作,車上的駕駛員和乘客將受到車禍的傷害，其生命和財產(chǎn)安全得不到有效的保障。制動器分為鼓式制動器和盤式制動器，鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，當(dāng)盤式制動器還沒有出現(xiàn)前，它已廣泛用于各類汽車上。但由于結(jié)構(gòu)問題，在近30年中，它在轎車領(lǐng)域已逐步讓位給盤式制動器。盤式制動器主要零部件有制動盤、分泵、制動鉗、油管等。制動盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動。分泵固定在制動器的底板上固定不動。制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的

2、兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動摩擦片壓向制動盤發(fā)生摩擦制動，動作起來就好象用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來一樣。這種制動器散熱快，重量輕，構(gòu)造簡單，調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內(nèi)令車停下。有些盤式制動器的制動盤上還開了許多小孔，加速通風(fēng)散熱提高制動效率，因此盤式制動器被廣泛應(yīng)用。制動系統(tǒng)最關(guān)鍵的就是制動片的質(zhì)量和使用壽命，由此可見制動片的壓縮及熱膨脹特性試驗的重要性。關(guān)鍵字：制動器 加載 調(diào)整機(jī)構(gòu) AbstractAutomotive braking system is on

3、e of the most important，It is designed to make high-speed vehicle to slow down or stop. If the system does not work，Car drivers and passengers will be subject to a car accident injury，their lives and propert can not have effection protection.There are two types of brakes,one is durm brake,another is

4、 disc brake .drum brake is one of the earliest form of car brakes, when the disc brake has not yet appeared, it has been widely used in various types of vehicles. however, due to structural problems in the past 30 years, it has gradually in the field of cars to make way for disc brakeThe main parts

5、of disc brake are wheel cylinder, brake caliper, tubing, etc.the brake disc is made of steel and fixed at the wheel. wheel cylinder is fixed on the floor . the two films of clamp ate ere mounted on both sides of brake disc. the piston of wheel cylinder suffers the role of the hydraulic pipeline and

6、drive the friction plate to press the brake disc to brake.it sames as vise with rotating plate,forcing it to stop. This brake have cooling fast, light weight, simple structure, easy adjustment . especially, it has high temperature performance under high-load. Some disc brake disc brakes also open a

7、lot of holes to speed up the heat to improve brake ventilation efficiency , so the are widely used . the quality and life of brake-chip is the most critical. So we can see the importance of the test of compression and thermal expansionKey words：arrester load adjustingframe work目錄摘要IAbstractII目錄III前言

8、11. 本試驗機(jī)系統(tǒng)工作原理以及試驗標(biāo)準(zhǔn)21.1本實驗機(jī)工作原理21.2 試驗標(biāo)準(zhǔn)32. 方案設(shè)計62.1 加載方式的選擇62.2動力源的選擇62.3調(diào)整機(jī)構(gòu)的選擇82.4 微調(diào)機(jī)構(gòu)的選擇83. 總體布局設(shè)計94. 各部件及零件設(shè)計104.1液壓總成的設(shè)計10液壓缸設(shè)計總圖104.1.2 液壓缸工作原理10主要尺寸的確定114.2調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計14調(diào)整螺桿的設(shè)計14調(diào)整螺母的設(shè)計14調(diào)整螺母螺桿的校核154.3微調(diào)機(jī)構(gòu)的設(shè)計18齒輪的設(shè)計19齒條的設(shè)計204.4板的設(shè)計21上板的設(shè)計21上板的校核22中拖板的設(shè)計23中拖板的校核24底板的設(shè)計24下底板的校核254.5立柱及導(dǎo)柱的設(shè)計25立柱的

9、設(shè)計25導(dǎo)柱的設(shè)計255. 重要外購件及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇275.1直線運動球軸承275.2壓力傳感器275.3高精度位移傳感器275.4螺母，墊圈，緊定螺釘27總結(jié)29致謝30參考文獻(xiàn)31附 錄32前言汽車自上個世紀(jì)末誕生以來，已經(jīng)走過了風(fēng)風(fēng)雨雨的一百多年。從卡爾.本茨造出的第一輛三輪汽車以每小時18公里的速度，跑到現(xiàn)在，竟然誕生了從速度為零到加速到100公里/小時只需要三秒鐘多一點的超級跑車。這一百年，汽車發(fā)展的速度是如此驚人！現(xiàn)代社會，汽車的重要性詩不言而喻的，交通跟便捷了，提高了辦事效率，拉動了內(nèi)需，催生了許多新的產(chǎn)業(yè)，帶動了科技的革命。雖然面臨經(jīng)濟(jì)危機(jī)，我們應(yīng)該堅信這場危機(jī)終究要過去，而汽

10、車行業(yè)的發(fā)展會邁上更高的臺階。汽車在帶了諸多好處的同時，也附帶了很多不好因素：環(huán)境污染，交通堵塞，能源消耗，交通事故等等，而交通事故則給人們生命財產(chǎn)造成了嚴(yán)重的傷害，據(jù)2004中國汽車工業(yè)年鑒資料表明，我國屬于汽車交通事故嚴(yán)重發(fā)生區(qū)，從每萬輛車輛保有量死亡的人數(shù)來看，我國高達(dá)到44.58人，美國僅1.83人，全球平均約4人。從1998年至2003年，因交通事故造成死亡累計達(dá)57.51萬人，受傷人數(shù)253.03萬人，直接經(jīng)濟(jì)損失165.03億元。那么我們?nèi)绾螠p少交通事故呢，除了嚴(yán)格遵守交通規(guī)則外，汽車的性能也很重要，其中的剎車系統(tǒng)更是關(guān)鍵，剎車片（制動襯片）是整個剎車系統(tǒng)的終端，是直接其作用的部

11、分，因此，我們測試制動襯片的可壓縮性、剪切強度、受熱膨脹、磨損、制動副噪聲、固有頻率與內(nèi)部質(zhì)量、比重、硬度、沖擊強度和離合器片旋轉(zhuǎn)強度性能等。此壓縮性能試驗機(jī)主要進(jìn)行壓縮試驗。業(yè)論文大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院1. 本試驗機(jī)系統(tǒng)工作原理以及試驗標(biāo)準(zhǔn)1.1本實驗機(jī)工作原理結(jié)合實際，要求本試驗機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：1)：液壓缸行程： 10mm液壓缸活塞直徑：90mm2)位移傳感器行程：2mm測量精度：0.001mm加載范圍：0100KN3)加載速度：（170）KN/S4)氣源壓力：（00.7）MPa5)加熱板功率：350W×66)加熱板溫度：5007)主電源：三相 380V 50Hz 3KVA8).冷

12、卻水：普通工業(yè)用水9)環(huán)境溫度：10-40本次試驗?zāi)軐χ苿悠膲嚎s性能有科學(xué)診斷和清晰的解釋，能作為公司設(shè)計生產(chǎn)的參數(shù)，確保安全和質(zhì)量。有了制動器壓縮試驗機(jī)為汽車安全保駕護(hù)航，汽車工業(yè)的發(fā)展會更進(jìn)一臺階。所以制動器檢測設(shè)備的重要性越來越凸顯，促進(jìn)了制動器壓縮試驗機(jī)的革新和發(fā)展。在激烈的市場竟?fàn)幒痛罅康氖袌鲂枨笙?，此壓縮特性試驗機(jī)系統(tǒng)不斷在完善。本設(shè)計此壓縮特性試驗機(jī)是用來測量盤式制動器剎車片壓縮特性和盤式剎車片受熱影響厚度方向產(chǎn)生的變形量大小，同時測出加熱盤、摩擦塊、背板之間的溫度關(guān)系，從而了解整個盤式制動器制動片沿受壓方向熱傳導(dǎo)規(guī)律。盤式制動器剎車片工作時，靠正壓力產(chǎn)生摩擦力。在正壓力作用下

13、剎車片產(chǎn)生的變形稱為壓縮變形。在不同的溫度時壓縮變形量也不相同。這種受力與變形的關(guān)系實質(zhì)描述了摩擦材料的彈性模量?？蓧嚎s特性是影響汽車制動踏板行程、制動液需液量、制動滯后的特性值，也影響制動的平順性和舒適性。對于防抱死（ABS）制動系統(tǒng)，可壓縮特性還將影響ABS的工作狀況。更重要的是，剎車片的可壓縮性與密度密切相關(guān)，而密度影響剎車片的固有振動頻率，固有頻率影響剎車片的摩擦振動和噪聲，所以，測定剎車片的可壓縮性，可間接獲得剎車片產(chǎn)生制動噪聲的重要信息。1.2 試驗標(biāo)準(zhǔn)可壓縮特性檢測通常依據(jù)ISO 6310、JISD 4413等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。測試的基本原理如圖1.1,1.2,1.3所示。JISD 44

14、13規(guī)定加熱板溫度為300±10。ISO 6310和歐洲D(zhuǎn)IN/ISO 6310以及DS/ISO 6310都把加熱板溫度提高到400±5。根據(jù)特殊要求，盤式片總成（式樣）做試驗時，可能配有抗噪音墊片或涂膠。必要是進(jìn)行熱傳導(dǎo)測量，測量儀器位置見圖2ISO 6310還分別對盤式片材料試塊、鼓式片材料試塊、制動蹄組件和盤式片實樣的測試加載結(jié)構(gòu)作了規(guī)定，為了更好地模擬制動鉗工作狀態(tài)，考慮活塞的變形，歐洲采用將活塞分成十個等級，根據(jù)實際活塞尺寸選擇活塞大小的方式進(jìn)行測試。本壓縮特性試驗機(jī)，綜合了現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的原理和參數(shù)范圍，吸收了德國ATE公司同類試驗機(jī)的優(yōu)點，采用計算機(jī)控制，氣動比例閥

15、加載，高精度位移傳感器測量，自動程序控制并數(shù)據(jù)采集處理，自動生成測試報告，是一種比較先進(jìn)的自動化測試設(shè)備。該機(jī)兼有熱傳導(dǎo)率和熱膨脹測試功能。1、載荷 2、壓頭 3、試樣 4、加熱板a、. 商用車盤式片摩擦材料允許使用大試樣。圖1-1 試樣（無鋼背摩擦材料）1、載荷 2、壓頭 3、試樣 4、加熱板圖1-2 試樣（盤式片總成）1. 壓頭 2. 試樣 3. 加熱板圖1-3 試樣（鼓式片總成）1. 熱電偶接觸點 2. 墊板 3. 摩擦材料圖1-4測量熱傳導(dǎo)的熱電偶位置2. 總體布局設(shè)計本壓縮性能試驗機(jī)的整機(jī)外形和加載部分的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。圖2-2壓縮特性試驗機(jī)結(jié)構(gòu)總體布局加載裝置（加載油缸）垂直安

16、裝，固定于底板上，底板由四根支柱支撐。通過壓力傳感器（測量液壓加載的載荷大?。?，連接到到調(diào)整螺母、螺桿（調(diào)整試樣的安放位置）。再固定于中托板，中托板可在兩根導(dǎo)柱上通過直線滾動球軸承上下滑動。中托板上固定活塞及熱膨脹總成（對測試件經(jīng)行加壓和加熱）。再往上是上板，位移傳感器和微調(diào)機(jī)構(gòu)固定于其上。通過位移傳感器測得試件的變形量，通過微調(diào)機(jī)構(gòu)調(diào)整傳感器側(cè)頭相對于試樣的位置。3. 方案設(shè)計3.1 加載方式的選擇 本試驗對象是汽車制動器襯片，厚度為10-30mm,一般汽車剎車時，制動襯片的壓縮量為5-7mm,壓縮力范圍為1-100KN，試驗次數(shù)頻繁且為上下往復(fù)直線運動，加載過程要求平穩(wěn)，需要選擇合理的加載

17、裝置。通過對課題的分析，我們可以列出3種常見的加載方式：A.齒輪傳動方式加載，B.凸輪傳動方式加載，C.液壓傳動方式加載。比較如下： A.齒輪傳動方式加載：雖然齒輪傳動有效率較高且傳動比穩(wěn)定等優(yōu)點。但是傳動中有振動、沖擊和噪聲，并產(chǎn)生動載荷；無過載保護(hù)作用 ； 要求齒輪的切齒精度較高或具有特殊齒形時，需要高精度機(jī)床、特殊刀具和測量儀器來保證，制造工藝復(fù)雜，成本較高； 需要較好的潤滑條件，難實現(xiàn)直線運動，也不適宜頻繁啟動。  B.凸輪傳動方式加載：可以實現(xiàn)往復(fù)直線運動，且結(jié)構(gòu)也較簡單、緊湊、設(shè)計方面。但是凸輪與從動件之間組成了點或線接觸的高副，在接觸處由于

18、相互作用力和相對運動的結(jié)果會產(chǎn)生較大的摩擦和磨損。加載過程也不能滿足該試驗對加載平穩(wěn)的要求。 C.液壓傳動方式加載：可以獲得較大的輸出力和轉(zhuǎn)矩，而且結(jié)構(gòu)也并不復(fù)雜；可以實現(xiàn)較大范圍內(nèi)的無級調(diào)速，且可在運行中直接調(diào)節(jié)；易于實現(xiàn)過載保護(hù)；液壓傳動動作靈敏，啟動，停止和換向響應(yīng)快，沖擊??；液壓元件能夠自動潤滑；壓力平穩(wěn)，質(zhì)量輕體積小。綜上所訴，本試驗機(jī)的加載裝置選用液壓傳動加載。3.2動力源的選擇 在2-1中已經(jīng)明確了將液壓作為本試驗機(jī)的加載方式。那么其動力源是單純的液體，單純的氣體，還是綜合兩者呢？這三種方式的對比如下： A.氣壓傳動動力源：氣壓傳動的工作介質(zhì)來源方面，而無需投資。使用后的氣體直接

19、排向大氣、幾乎無污染；安全可靠，自動保護(hù)能力強；壓力損失小，可遠(yuǎn)距離傳動和集中供氣；傳動與與控制相應(yīng)快，調(diào)節(jié)使用方便；適應(yīng)工作環(huán)境能力強。然而，它也有局限性：不宜用于精確的定比傳動；通常工作壓力低，輸出功率小；排氣時會產(chǎn)生高頻噪聲。 B.液壓傳動出了具有氣壓傳動的大部分有點外，還有如可以獲得更大的輸出力和轉(zhuǎn)矩；實現(xiàn)較大范圍內(nèi)的無級調(diào)速；潤滑性能好等。 C.單純使用氣壓加載不能提供較大的輸出力，工作壓力不高，達(dá)不到本試驗機(jī)的要求，而且工作壓力不夠穩(wěn)定；單純使用液壓加載，雖能達(dá)到要求，但是需要一個專門的液壓站提供壓力，這樣就使系統(tǒng)變的復(fù)雜，成本也提高了。 綜合液壓加載和氣壓加載的優(yōu)點，我們選用氣頂

20、夜加載方式，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示圖2-1 氣液原理圖1-油杯 2-氣液增壓缸 3-氣動比例閥 4-加載油缸 5-二位三通閥 6-節(jié)流消聲器 7-調(diào)壓閥 8-儲氣筒 9-氣動三聯(lián)體 其工作原理為：氣源首先通過氣動三聯(lián)體9進(jìn)入氣壓回路中，通過氣動三聯(lián)體，可以進(jìn)行除油、除塵、除水，得到清潔、干燥的氣體進(jìn)入儲氣筒8，能為整個回路提供穩(wěn)定的氣壓源，使氣體進(jìn)入氣動比例閥3，整個氣體通過氣動比例閥可以實現(xiàn)自動控制其加載壓力，然后進(jìn)入氣液增壓缸2的左腔，實現(xiàn)氣體1：10的氣體增壓，為加載提供足夠的壓力。氣通過氣液增壓缸，液體壓力由右腔輸出，通過油杯1可實現(xiàn)前面有壓液體的自動補油，進(jìn)入加載油缸4的下腔，推動活塞桿

21、向上運動做功。加載油缸的上腔氣體通過二位三通閥5，通過排氣消音器排除氣體。油缸復(fù)位則是通過二位三通閥5的右位工作實現(xiàn)液壓缸的復(fù)位。3.3調(diào)整機(jī)構(gòu)的選擇本實試驗調(diào)整機(jī)構(gòu)主要是調(diào)整工作臺升降，控制工作臺與壓頭之間的距離，便于襯片的裝夾和安放，要求方便調(diào)整，且當(dāng)調(diào)整到一定的位置時，保證其能很好的固定（這里要求能夠自鎖），對精度的要求不需要很高。能實現(xiàn)調(diào)整的機(jī)構(gòu)主要有齒輪齒條機(jī)構(gòu)和螺旋傳動 A.齒輪齒條的安裝復(fù)雜，承載力很小，最主要的是不能實現(xiàn)自鎖。 B.螺旋傳動結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，成本低；具有傳動的可逆性，既可把螺旋運動變?yōu)橹本€運動，也可把直線運動轉(zhuǎn)化為螺旋傳動，且逆?zhèn)鲃有逝c正傳動效率相近；摩擦力

22、矩小，接觸剛度高，使溫度升高和熱變形減小，有利于改變動態(tài)特性和提高工作精度；而且當(dāng)螺紋升角小于摩擦角時可以實現(xiàn)自鎖。結(jié)合本試驗要求，選用螺旋傳動作為調(diào)整機(jī)構(gòu)。3.4 微調(diào)機(jī)構(gòu)的選擇微調(diào)機(jī)構(gòu)主要是調(diào)節(jié)位移傳感器的探頭與試驗襯片的距離，以保證位移傳感器能精確的測出襯片的壓縮量。齒輪齒條嚙合線位置不因齒輪和齒條間的相對位置變化而變化，永遠(yuǎn)是切于基圓又垂直于齒條直線齒廓的一條固定直線。而其他調(diào)整機(jī)構(gòu)如螺紋調(diào)整機(jī)構(gòu)不具備這樣的特點。本試驗機(jī)要求調(diào)整的測力桿的位置必須豎直向下，不能有偏斜。所以選擇齒輪齒條機(jī)構(gòu)作為本機(jī)的調(diào)整機(jī)構(gòu)。4. 各部件及零件設(shè)計4.1液壓總成的設(shè)計此次設(shè)計的任務(wù)是：1、繪制液壓設(shè)計總

23、圖。2、液壓缸的工作壓力為8MPa。3、工作最大行程15mm。根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，我們設(shè)計思路是先進(jìn)行總體設(shè)計，其次對確定設(shè)計總圖各部分零件尺寸參數(shù)以及零件所用材料，最后進(jìn)行計算校核。4.1.1液壓缸設(shè)計總圖圖4-1液壓缸裝配圖1 缸體2.活塞與活塞桿3.缸蓋4.鉸接管接頭.密封圈7.螺釘8.通管接頭4.1.2 液壓缸工作原理單桿式活塞缸的速度計算無桿腔進(jìn)油時，進(jìn)給速度 有桿腔進(jìn)油時，退回速度 根據(jù)：由下表 液壓缸往復(fù)速度比推薦值表4-1液壓缸裝配圖工作壓力p/Mpa1012.520>20往復(fù)速度比1.331.46；22由于本機(jī)液壓缸提供的壓力為8Mp,暫時取=0.8。 4.1.3主要尺

24、寸的確定差動缸主要尺寸包括缸筒內(nèi)徑、活塞桿直徑、活塞寬度、缸筒長度、和主體軸向尺寸。.1 活塞尺寸設(shè)計液壓缸活塞直徑=90mm活塞桿直徑 由式 得 mm活塞寬度 活塞和活塞桿的材料均為45號鋼，具體尺寸要求如圖圖4-2 活塞與活塞桿4.1.3.2缸體（一）缸體材料的選擇缸體材料應(yīng)具有足夠的強度、良好的澆鑄性和切削性，切價格要低，因此常用的缸體材料是鑄鐵、合金鑄鐵。但鋁合金的缸體使用越來越普遍，因為鋁合金缸體重量輕，導(dǎo)熱性良好，冷卻液的容量可減少。由于增壓缸缸體對材料的要求很高，因此選用調(diào)質(zhì)45號鋼所謂調(diào)質(zhì)，即淬火和高溫回火的綜合熱處理工藝。調(diào)質(zhì)件大都在比較大的動載荷作用下工作，它們承受著拉伸、

25、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)或剪切的作用，有的表面還具有摩擦，要求有一定的耐磨性等等?？傊慵幵诟鞣N復(fù)合應(yīng)力下工作。這類零件主要為各種機(jī)器和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件，如軸類、連桿、螺栓、齒輪等，在機(jī)床、汽車和拖拉機(jī)等制造工業(yè)中用得很普遍。尤其是對于重型機(jī)器制造中的大型部件，調(diào)質(zhì)處理用得更多。在機(jī)械產(chǎn)品中的調(diào)質(zhì)件，因其受力條件不同，對其所要求的性能也就不完全一樣。一般說來，各種調(diào)質(zhì)件都應(yīng)具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即高強度和高韌性的適當(dāng)配合，以保證零件長期順利工作。（二）缸體的設(shè)計與分析缸體的形狀以及具體尺寸見圖：圖4-3缸體1.尺寸精度的設(shè)計重要配合面加工尺寸有精度要求，如圖4-3為液壓缸的缸體，右端缸90mm內(nèi)孔徑

26、直接與活塞配合，查表得其上偏差為+0.054mm，下偏差為0； 94mm內(nèi)孔無精度要求；114mm為缸體與下板配合的面,要保證精度，上偏差-0.036，下偏差-0.071；其他設(shè)計尺寸如上圖所示。2.位置精度設(shè)計要保證其同軸度，缸體加工6孔的耳邊上下面均要與其它部分配合，要保證加工的垂直度。4.1.3.3缸蓋的設(shè)計鋼蓋的材料為Q235A，具體尺寸要求如圖圖4-4 缸蓋4.2調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計4.2.1調(diào)整螺桿的設(shè)計調(diào)整螺桿的材料為45號鋼，具體尺寸要求如圖圖4-5螺桿4.2.2調(diào)整螺母的設(shè)計調(diào)整螺母的材料為45號鋼，具體結(jié)構(gòu)要求如圖圖4-6螺母4.2.3調(diào)整螺母螺桿的校核螺紋受力 1）選材螺桿 調(diào)

27、質(zhì)處理 查手冊表11-1-10 取螺母 調(diào)質(zhì)處理查手冊表11-1-10 手動低速查手冊表11-1-9 2）按耐磨性計算螺紋中徑查手冊表11-1-4 查手冊可選 可選 所以，為 梯形螺紋，中等精度螺旋副標(biāo)記 螺母長度螺紋圈數(shù) 圈3）自鎖性驗算 由于系單頭螺紋 導(dǎo)程，故螺紋升角由手冊 表11-1-7鋼對鋼 之間 取 故，自鎖可靠。4）螺桿強度驗算 由手冊 表11-1-3 螺紋摩擦力矩 當(dāng)量應(yīng)力 帶入數(shù)據(jù)得 （安全）5）螺母螺紋強度驗算由手冊 表11-1-4 壓根寬度 基本牙型高 安全 安全6）螺桿穩(wěn)定性驗算 螺桿最大工作長度l=82mm 螺桿危險截面慣性半徑 由表11-1-4 表11-1-5 表1

28、1-1-4 計算臨界載荷 = 穩(wěn)定7）調(diào)整螺母的效率計算 因系手動調(diào)整螺母，故螺桿剛度及橫向振動不予驗算4.3微調(diào)機(jī)構(gòu)的設(shè)計 微調(diào)機(jī)構(gòu)已確定為齒輪齒條結(jié)構(gòu)，其總體設(shè)計如下圖所示圖4-7微調(diào)機(jī)構(gòu)裝配圖1-支座2-齒條3-頂絲4-齒輪5-齒輪軸6-螺釘7-墊圈8-開口銷9-鍵4.3.1齒輪的設(shè)計 1)選擇材料及確定許用應(yīng)力 由機(jī)械設(shè)計手冊表11-1，齒輪用45正火，齒面硬度156217HBS,接觸疲勞極限，彎曲疲勞極限 由表11-5，取 2）尺寸設(shè)計本機(jī)的原動機(jī)不是電動機(jī)或者內(nèi)燃機(jī)，而是有手動調(diào)節(jié)，取齒輪齒數(shù)Z=18. 模數(shù)m=1. 由手冊 表4-2 漸開線圓柱齒輪的齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)正 常 齒

29、 制 短 齒 制 1.00.8 0.250.3 齒頂高系數(shù) 齒根高系數(shù)所以，齒輪分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑由手冊 表11-6 取齒寬系數(shù) 齒寬 綜合考慮 取按8級精度制造。具體尺寸見下圖：圖4-8齒輪4.3.2齒條的設(shè)計 齒條選用鋼，齒數(shù)。設(shè)計為圓柱型，內(nèi)空式。齒輪部分總長為34，左端開螺紋孔2-M6，以便旋入螺釘。下部開槽寬4.5，長30，當(dāng)調(diào)節(jié)好位置時頂絲頂住固定。內(nèi)表面與位移傳感器頂軸配合，所以上偏差為+0.07，下偏差為0.尺寸要求如下圖圖4-9齒條 4.4板的設(shè)計4.4.1上板的設(shè)計 上板是活塞與傳感器微調(diào)機(jī)構(gòu)的載體，靠四根立柱支撐。具體設(shè)計見下圖：圖4-10 上板材料為Q235

30、A，四角四個 的空與立柱配合，上偏差為+0.033，下偏差為0，且保證相對于下表面的位置度偏差為。正中間的孔與位移傳感器測量桿配合。中間孔周圍四個M6的螺紋孔為時活塞缸與上板連接。三個的孔為了固定位移傳感器支撐架。上板上下面均為配合表面，要求表面粗糙度達(dá)到0.8。另4個面達(dá)到1.64.4.2上板的校核 上托板材料為低碳鋼Q235A，許用應(yīng)力【】=380Mpa,上拖板只受二維力，可簡化為矩形梁的校核，截面矩形長b=350mm,高h(yuǎn)=40mm，受力F=50.868KN，受力簡圖如下圖4-11上板受力分析圖解:1)求兩端壓力T1,T2T1=T2=F/2=25.434KN 2)繪剪力彎距圖圖4-12

31、彎矩圖3）本材料單向受力，彎曲正應(yīng)力在力F作用點上，最大危險截面處在力F作用點。材料尺寸設(shè)計合格4.4.3中拖板的設(shè)計中拖板的材料為Q235A，具體尺寸要求如圖4-13.兩個的孔安裝直線運動球軸承后與導(dǎo)柱配合，故其尺寸精度為，上偏差+0.039，下偏差0。托板中間加工的孔和4個M8的螺紋孔，以與調(diào)整機(jī)構(gòu)連接。4個M6的螺紋孔固定加熱裝置的加熱板罩。加工2個的沉頭孔。板的上下面為配合面，因此保證表面粗糙度為0.8。四周表面保證表面粗糙度達(dá)到1.6.圖4-13 中托板4.4.4中拖板的校核 由于中托板主要起到連接作用，而不是受力。故不需要對其進(jìn)行校核。4.4.5底板的設(shè)計底板的材料為Q235A，具

32、體尺寸要求圖4-14 下板 加工4個的孔與立柱配合，上偏差為+0.033，下偏差為0。且保證相對于上表面和中心軸的位置度公差為。的圓上加工6個M8的螺紋孔用于固定液壓加載系統(tǒng)。兩邊的2個的圓周上加工的M6的螺紋孔來固定導(dǎo)柱底面。底板的上下表面為配合面，保證表面粗糙度0.8，四周表面保證表面粗糙度為1.6。4.4.6下底板的校核 底板的校核與上板的校核一樣。經(jīng)過校核計算，設(shè)計合格。4.5立柱及導(dǎo)柱的設(shè)計4.5.1立柱的設(shè)計 立柱的主要作用是作為整個試驗機(jī)的結(jié)構(gòu)支撐，中間部分選用圓柱結(jié)構(gòu)，兩端部分為螺紋結(jié)構(gòu)（其一端加工起吊孔），以配合螺母對上下板進(jìn)行約束，保持上板和下板的位置不變。立柱的材料為45

33、號鋼，具體尺寸要求如圖。圖4-15 立柱 加工過程中要保證端面與上下板連接處的尺寸公差以及表面粗糙度。立柱加工完后進(jìn)行熱處理，調(diào)質(zhì)HB250-280，圓柱表面鍍鎳。4.5.2導(dǎo)柱的設(shè)計 中托板靠直線運動球軸承與導(dǎo)柱連接，導(dǎo)柱對整個實驗構(gòu)件起定位和導(dǎo)向作用，保證試驗臺上下豎直運動。導(dǎo)柱的材料為45鋼 圖4-16 導(dǎo)柱 在加工導(dǎo)柱過程中要保證其底面與軸線的垂直度，導(dǎo)柱底面和導(dǎo)向部分要經(jīng)行精加工使其表面粗糙度到達(dá)0.8。導(dǎo)柱加工完后要進(jìn)行調(diào)制HB250-280。渡硬鉻0.03-0.05。5. 重要外購件及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇5.1直線運動球軸承直線運動球軸承其結(jié)構(gòu)式在外圈之內(nèi)裝有保時器，保持器裝有鋼球，并作

34、無限循環(huán)運動。保持器的兩端以內(nèi)有彈簧擋圈固定，在各鋼球受力工作的直線軌道方向設(shè)有缺口窗。此部分是使受載荷的鋼球與軸作滾動接觸。用非常低的摩擦系數(shù)想相對移動，因此直線運動球軸承為機(jī)械設(shè)備、自動化設(shè)備、節(jié)能設(shè)備等最合適選用的軸承。其優(yōu)點：1）由于流動接觸可使起動摩擦阻力及動摩擦阻力極小，因此可以節(jié)約能源，容易得到較高的運動速度。2）對負(fù)荷增大，但摩擦系數(shù)無敏感變化，因此重負(fù)荷下，摩擦系數(shù)極小，并且長時間保持精度不變，可以增加機(jī)械使用壽命。3）直線運動球軸承互換性好，安裝使用方便省時，并使機(jī)械結(jié)構(gòu)新穎，小型，量輕之特點。4）節(jié)省給油步驟，達(dá)到簡化潤滑保養(yǎng)得目的。1）中托板與導(dǎo)柱的連接選用直線運動球軸

35、承。根據(jù)導(dǎo)柱的直徑，我們選用浙南特新軸承實業(yè)公司生產(chǎn)的LB254059型，其參數(shù)為FW=25,D=405.2壓力傳感器壓力傳感器主要調(diào)節(jié)控制液壓缸加載動力，選用華東電子儀器廠司所生產(chǎn)。5.3高精度位移傳感器其測量試驗襯片厚度減少量，要求具有很高的精度（0.001mm）。選用水利水電科學(xué)研究儀器研究所研制的型號為HP-LVDT，規(guī)格為90的位移傳感器。5.4螺母，墊圈，緊定螺釘雖然從加工、裝配的工作效率考慮，在同一機(jī)械或工程內(nèi)，應(yīng)盡量減少使用緊固件，但是， 從經(jīng)濟(jì)考慮，應(yīng)優(yōu)先選用商品緊固件品種，本試驗機(jī)為固定長期使用的機(jī)械機(jī)器，所以螺母選用六角螺母，表面粗糙，結(jié)構(gòu)簡單，扳手卡主不易打滑

36、。墊圈用以克服工件支承面不平和增大支承面應(yīng)力面積.緊定螺釘作固定零件相對位置用，頭部有帶一字槽的、內(nèi)六角的和方頭等類型。方頭可施加較大的擰緊力矩，頂緊力大，不易擰禿，但頭部尺寸較大，不便埋入零件內(nèi)，不安全，特別是運動部位不宜使用。帶一字槽的、內(nèi)六角的則便于沉入零件。緊定螺釘末端根據(jù)使用要求的不同，一般最常用的有錐端、平端、圓柱端三種。錐端適用于硬度小的零件；使用無尖的錐端螺釘時，在零件的頂緊面上要打坑眼，時錐面壓在坑眼邊上。末端為平端的螺釘，接觸面積大，頂緊后不傷零件表面，用于頂緊硬度較大的平面或經(jīng)常調(diào)節(jié)位置的場合。末端為圓柱端的螺釘不損傷零件表面，多用于固定裝在管軸（薄壁件）上的零件，圓柱端頂入軸上的孔眼種，靠圓柱端的抗剪切作用，可傳遞較大的載荷?？偨Y(jié)論文設(shè)計之初首先明確了此次設(shè)計的目的,抓住設(shè)計重點,論