WDW300D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

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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 belt24Summary26References27Thanks28Appendix27WDW-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绝缘子

6、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 Abstract

7、: 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 test

8、 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 machine

9、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，并按照国标试验

10、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，弯曲试验机构立置于

11、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置，然

12、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度校核

13、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 伺服电机 7

14、 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、压伺服电

15、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强度校

16、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，常用单

17、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 钢1

18、 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。所以可得最

19、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=150

20、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。在力支撑的截面上，与

21、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，热轧

22、槽钢一般的正应力为250GPA，由上面的公式可以得应大于0.3。由形支撑的横截面图形形状可以得到横截面面积，又因为形支撑所用的热轧钢为国家标准件，所以可以在满足强度要求的前提下进行标准件选择，通过参阅GB/T2611试验机通用技术要求与国家标准型钢表可以选定热轧钢的型号为国标GB40C的型钢，通过查询表跟手册可以选得钢型为GB40C的型钢，其基本尺寸h为400，b为104，d为18。所以可求得形支撑的横截面面积=1840021810418。所以可得0.3，所以满足强度要求。还可以查的形支撑的惯性矩I为688，所以在满足达到强度要求的前提下可以将尺寸定为h为400，b为200。2.2试验机弯曲试

23、验机构受力分析与强度校核弯曲试验时，先将试样靠近固定横梁上扭转夹具一端拆掉后，弯曲伺服电机通过减速带动滚珠丝杠上下移动，减速电机带动丝杠水平移动，使得连接在滚珠丝杠上的弯曲附具调整到试验的位置，将弯曲附具与连接在工作台上的试样弯曲，最后完成弯曲试验。弯曲实验机构如图210所示：1 移动横梁 2 试样 3 弯曲负荷传感器 4 滚珠丝杠图210弯曲实验机构二维图由上图可知试验机的弯曲试验部分主要由以下三部分受力机构组成：精密度滚珠丝杠、移动横梁、上移动横梁。此外，拉、压、弯、扭都是通过摩擦系数为0.002的直线导轨副来传动和承受试验力的，这种方法不仅可以减少摩擦，还能承受压力和弯矩，保证试验过程的

24、平稳、可靠、高效率。以下对机构中的受力机构进行受力分析与强度校核。2.2.1上移动横梁的受力分析与强度校核由于整机的尺寸要求跟工艺要求，可以确定上移动横梁的外形如图 211所示：hh bL图211横梁外形简图通过参照在上文中第一部分的中对横梁的尺寸分析可知，可以用相同的方法进行计算。现在对上移动横梁进行物理化分析。可得其受力分析与弯矩分析图如图212所示： 300KNFsF2弯矩 图212横梁弯矩图因为为300KN，由强度要求该满足的条件为：可得 。又由机械设计手册可查的，上移动横梁通常选用的材料为45号钢，而45号钢一般的正应力为250GPA，所以可以算得移动横梁的截面积应大于等于0.3m2

25、。如上图所示可以得出，一般情况下， 最大正应发生在弯矩最大的截面上，且离中性轴最远处。所以可得最大正应力大小为。再由公式与公式，可得。因为截面为高位h长为b的矩形，则，可知矩形的，所以可得 又因为弯矩的强度条件为。对45号钢而言，只要绝对值最大的正应力不超过许用应力即可。所以要求，。 又因为，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。又因为已知 0.3m。所以通过上述计算跟考虑到这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，将移动横梁的尺寸可定为b=510mm h=217mm l=1600mm。如此就可以确定移动横梁的准确的尺寸。2.2.2弯曲试验中的

26、形支撑的受力分析与强度校核形支撑在支撑中所受到弯曲力，在弯曲是所受力的受力分析如图 213所示： 图213支撑受力分析图施加的试验力为，因为、为变力，随着横梁的移动在恒力在形支撑上不断的移动形支撑受力弯曲。所以弯矩如图214所示：图214支撑弯矩图且又有强度满足的条件：又已知为150，热轧槽钢一般的正应力为250，由上面的公式可以得应大于0.15。又由形支撑的横截面图形形状，可以得到横截面面积，又因为形支撑所用的热轧钢为国家标准件，通过前文所选定的热轧钢的型号GB40C。其基本尺寸h为400，b为104，d为18，所以可求得形支撑的横截面面积=1840021810418所以可得0.3更大于0.

27、15所以完全可以满足强度要求。以上是整机系统的弯曲实验部分跟拉压实验部分主要受力部件的受力分析跟强度校核，从而确定此两部分中主要部件的基本尺寸。2.2.3扭转试验部分试验机试验时是通过拉压伺服减速电机和滚珠丝杠将横梁调整到试验的位置后，固定在固定横梁上的伺服扭转减速电机通过连接件，将连接在移动横梁和固定横梁上的试样进行扭转，达到试验要求后，完成扭转试验。扭转试验部分主要由以下几部分构成：拉压扭转通用夹具、固定横梁、移动横梁等。其中固定横梁为主机的支撑部分，其基本尺寸外形如图215所示：3003001600mm800图215固定横梁外观图其选择的材料为45号钢，其强度可以非常轻松的满足强度要求，

28、不需要进行强度校核。扭转部分系统机构如图216所示：1 移动横梁 2 滚珠丝杠 3 试样 4 固定横梁 5 专用夹具图216扭转实验机构二维图3.整机系统的传动部设计整机系统的传动系统由以下三个传动系统组成：上传动系统、左传动系统、下传动系统。而且这三个系统都选择为平带系统，还有下传动系统为整机丝杠的动力提供，所以选为同步带系统。以下为三个带传动系统的详细选择与分析。3.1带传动简介3.1.1窄型三角带传动普通三角带自本世纪20年代问世以来，已成功地使用了半个多世纪。由于在材料、结构、制造工艺方面的改进，三角带正在不断地进行变革，其中最重要的进展之一就是窄型三角带传动。相比与普通三角带，由于窄

29、型三角带的宽度减小，所以增大了其挠性，而且还能适当减轻带的重量，从而降低了胶带工作时的弯曲应力和离心应力，而且可采用更小的带轮直径。从而使窄型三角带具有了传递的功率大、传动装置结构紧凑等优点。但是，由于工作时窄型三角带在胶带拉刀的作用下，带的横断面产生弹性变形，造成断面中部在轮槽中相对下垂，致使强力层中每根绳芯受载不均，靠近轮槽两侧的绳芯将会过载，从而使胶带的承载能力下降。所以，由于本实验机系统要求的带传输的试验力达到300，要求速比恒定，而且带轮的直径相对较小，所以不适合选用普通的平带。就算是新型的窄型三角带也不能满足试验机的要求。所以，要考虑使用一种更为新型的同步齿形带作为本机的传动系统的

30、传动带使用。3.1.2同步齿形带同步带通常以钢丝绳或玻璃纤维绳为抗拉体，氯丁橡胶或聚氨酯为基体,这种带薄而且轻，故可用于较高速度。传动时的线速度可达50m/s，传动比可达10，效率可达98。它是横截面为矩形、带面具有等距横向齿的环形传动带。带轮轮面也制成相应的齿形，工作时靠带齿与轮齿啮合传动，由于带与轮无相对滑动，能保持两轮的圆周速度同步，故称为同步带传动。同步带的示意图如图31所示：图31同步带传动示意图同步齿形带的齿形。同步带有单面有齿和双面有齿两种，简称单面带和双面带。双面带又有对称齿型和交错齿型之分。同步带的齿形示意图如图32所示：图32同步带齿形图同步齿形带的齿形最初使用的齿形带，其

31、齿廓为梯形。它的主要缺点是齿根 抗剪强度低，齿根处应力集中严重，工作时通常的损坏型式是齿被剪掉。当传递的扭矩较大、加速度较大时容易出现跳齿现象。所以要进行同步齿形带的齿形改进。齿形改进主要目的之一就是提高齿的抗剪强度。改进的措施是:(1)缩小齿的间距使其互相靠拢。这样，在带轮尺寸不变的情况下，必然会增加互相啮合的齿数，从而增加参予啮同步齿形带合的带齿的抗剪面积。另外齿的高度亦适当增加，以便减少工作时的跳齿现象。(2)齿形由梯形齿改为弧形齿。试验证明齿形由梯形齿改为弧形齿可使得工作时带齿上的应力分布更趋均匀，齿根圆角处的应力集中减轻，从而提高了齿形带的强度和寿命。这种同步齿形带(或称同步带、齿形

32、带)出现于四十年代初期，它是依靠胶带上的凸齿与带轮上的齿槽强制啮合而工作的。最初用于轻载定比传动，现由于强力层采用高强度的绳芯(玻璃纤维、芳纶等)，加之对齿形亦作了进一步的改进，故现在已推广应用于各种场合的动力传动。它兼有带传动、链传动和齿轮传动的一些优点，当两轴中心距较大、要求速比恒定，机械周围不允许被润滑油污染、要求运转平稳无噪声、使用维护方便时，带、链、齿轮传动都很难全面满足这些要求。在这种情况下，同步齿形带往往是种弧齿同步带。(3)梯形齿同步带传动其带顶与带轮齿槽之间留有一定的径向间隙(图10)，而弧形齿同步带传动则无径向间隙。在后一啮合方式中，带轮的齿槽做得较浅，令齿槽底部支承着带齿

33、的顶部。这种啮合方式可降低齿间的工作应力，并能减小机械振动和运行时的噪音，故运行更为平稳，承载能力也更高。同步齿形带的规格有两种表示方法，一种是用节距表示齿的大小，一种是用模数表示齿的大小。同步齿形带的主要优缺点：(1)传动效率高。同步带的传动效率可高达0.98，使用调查表明，其传动效率比普通三角带或链传动高4%左右。(2）应用范围广。由于带轻而薄，又是啮合传动，故带速可从很小直至80米/秒，传递的功率可达400千瓦，速比可达10以上。(3)结构紧凑。由于同步带很薄，而且只要有6个带齿与带轮啮合即可正常工作，故可采用直径较小的带轮。(4)使用维护简单。同步带工作时不怕潮湿，无须润滑，中心距不需

34、经常调整，而且当带齿进入带轮齿槽时，迫使槽中空气排出，可“吹净”槽中的灰尘，故它适应性较广泛。同步带的缺点是：过载和吸振能力较低，带轮加工较复杂，安装时对中要求较精确。尽管它的初次投资费用较高，但随着机器运转速度的提高，其的初次投资费用将相对下降。因为它不像高速齿轮和链传动那样，需要很高的制造精度和复杂的润滑系统。再者由于它使用维护方便，故它特别适用于速度较高的各种传动装置。通过以上对同步带的分析可以知道，同步带适合本台试验机，所以选择同步带为本机的传动带。3.2传动系统的同步带设计3.2.1上主传动系统同步带分析试验机的上传动系统是为弯曲试验部分通过同步带传递提供动力的。其基本结构和外观图如

35、下所示：图34上主传动系统示意图上传动系统是弯曲实验部分的重要组成部分，其需要通过连接电机所带动的配套齿轮与下传动的丝杠，从而给试样施加300KN的力，从而达到试验所需的实验要求。但是施加到同步带上的里并不是300KN，应为在通过主轴丝杠的传动后，可以将试验力减小很多，从而减小里同步带所要承受的实验力。所以通过查询机械工程手册跟整个试验机的整机结构尺寸要求可以初步确定同步带的尺寸。因为，整机的要求，上传动系统中的同步带中心距为490mm，带宽定位90mm。通过查询机械工程手册中的表31可得：表31圆弧齿工业用同步带齿形代号型号节距（）齿高（）带厚（）HTD2 M20.751.36HTD3 M3

36、1.172.4HTD5 M52.063.8HTD8 M83.366.00HTD14 M146.0210.00HTD20 M208.413.20STPDSTSS2 M20.761.36S3 M31.141.9S4.5 M4.51.712.81S5 M51.913.4S8 M83.055.3S14 M145.310.2RPPHPPD2 M20.761.363 M31.151.95 M51.953.58 M83.25.514 M146.0010.00在满足中心距跟强度要求的前提下，可将同步带的型号确定为圆弧齿工业用同步带，齿形代号为RPPHPPD，型号为14M的同步带。其主要参数为节距为14齿高为6

37、.00带厚为10.00。其强度完全满足试验机的强度要求。3.2.2右上副传动系统的同步带分析右上副同步带传动系统在整机中的位置与其基本信息如图35所示：图35右上副传动系统简图右上副同步带传动系统主要功能是通过电机提供动力，由同步带连接右上丝杠套，从而传递动力，通过带动丝杠的转动从而带动整机的上一动部分左右的移动。但是在整个的试验机系统中并不是主要的受力部分，所以在传动过程中右上副同步带所受到试验力远远小于300。因此，在此部分的同步带选择是不用去过多的考虑带的强度问题，只需满足整机系统的尺寸结构要求就行。因为试验机的尺寸限制，所以同步带的中心距为电机主轴与传动丝杠的轴间距，即为233，带宽初

38、步定为50。同样同过查询机械工程手册中的上表就可以选择到相应的同步带带型，所以通过上面的分析可以确定右上副同步带选用齿形代号为HTD的弧齿工业用带，型号为8。其主要参数为节距为8齿高为3.36带厚为6.00。材料同样为基体采用抓丁橡胶，强力层用玻瑞纤维，其强度同样完全满足试验机的强度要求。3.2.3左下主传动系统的同步带分析左下主传动系统在整个试验机中的位置跟基本特征如图36所示：图36左下主传动系统示意图整个的右下主传动系统式整个试验机的主要的传动部分，其整体结构也是最为复杂。其主要是同过两个同步带共同通过公用一个电机主轴为动力源，从而获得相同的速度来带动两根主轴丝杠的转动，其中关键就在于必

39、须为两根丝杠提供绝对相同的速度，否则会造成由于丝杠的速度不同而使得横梁发生扭动卡死，而使得整机不能正常运行。在试验力要求方面，由于试验力要求要达到300，但是是通过两根丝杠传动的，所以试验力方面要求只要达到1500就能满足试验要求。而且量带的中心距为相等的（因为整机的系统为基本的对称结构），都是600，按试验力要求，通过查询机械工程手册中的上表就可以选择到相应的同步带带型，所以通过上面的分析可以确定左下主同步带选用齿形代号为HTD的弧齿工业用带，型号为14M。其主要参数为节距为14齿高为6.02带厚为10.00。材料同样为基体采用抓丁橡胶，强力层用玻瑞纤维，其强度满足试验机的强度要求。总结以上

40、就是整个绝缘子试验机主要部件的强度校核与计算、传动系统中的同步带系统的选择。文中将不再对动力供给系统进行选择与介绍。通过对济南邦威仪器有限公司的WDW-300D型号的微机控制绝缘子试验机的主体框架主要组成部分进行结构分析、力分析、强度校核与计算以及工艺分析，以及对试验机整机系统的传动系统的同步带综合分析使我深刻的体会到了，在工业产品的生成中，强度校核计算的重要性。参考文献1刘鸿文主编 材料力学 北京 高等教育出版社 2003第四版：19232哈尔滨工业大学理论力学研究室编 理论力学 北京：高等教育出版社 2002（2006 重印）：90913吴宗泽主编 机械设计师 北京：机械工业出版社 200

41、2第一版：8768804冯辛安主编 机械制造装备设计 北京：机械工业出版社 1998：3255吴相宪 王正为 黄玉堂主编 实用机械手册 徐州：中国矿业大学出版社2001（9）：2672686濮良贵 纪名刚主编 机械设计 第七版 北京：高等教育出版社 2001(2004重印)1941957 电机工程手册编辑委员会 机械工程手册 第2版 北京：机械工业出版社 1997 :3888 机械设计手册联合编写组 机械设计手册 北京：化学工业出版社 1982第二版 :2472489 中国机械工程学会 中国设计大典编委会李壮云主编 中国机械设计大典 第五卷江西：江西科学技术出版社 2002 :46710 邱宣

42、怀主编 机械设计 北京：高等教育出版社 2002 :17411 洪钟德主编 简明机械设计手册 同济大学出版社 2002年5月 第一版：8612王起龙编 国内外带传动发展综述 沈阳机电学院学报，1981，2：20-3113 刘朝儒，彭福荫，高治一编 机械制图（第四版） 北京：高等教育出版社 2001年8月第四版：46-5214 Graham-Rowe , Duncan. Power dressingJ.New scientist,2002：174(5).15 John Iovine.Artificial pneumatic muscleJ.Poptronics,2000(11)：4965.致谢对于这次毕业设计的设计过程和设计的完成过程中，在此期间难免遇到很多难题，在自己无法解决的时候，非常感谢济南邦威仪器有限公司的徐朋波工程师的指导与重要题材的提供,更离不开 老师的精心教导，同时也深深的感谢我们班的同学给了我莫大的支持和帮助。在此我表示对他们最真的感谢与敬意。 附录序号名称图纸大小数量备注1绝缘子试验机总装图A112弯曲试验机构A213拉压实验机构A21