轉(zhuǎn)臂式加速度過載模擬實驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計分析
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目錄
1 前言
1.1選題的依據(jù)及意義 …………………………………………… (1)
1.2 試驗臺的簡要介紹與國內(nèi)外發(fā)展概況 ………………………… (1)
1.3 論文的主要內(nèi)容 ………………………………………………… (3)
2 試驗臺的總體方案設(shè)計
2.1試驗臺各零件參數(shù)設(shè)計 ………………………………………… (3)
2.2總體方案的提出以及特點 ……………………………………… (4)
2.3確定方案 ………………………………………………………… (8)
3 試驗臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 電動機的選擇 …………………………………………………… (9)
3.2 聯(lián)軸器的設(shè)計 …………………………………………………… (12)
3.3 潤滑的選擇 ……………………………………………………… (14)
4 裝配圖及其各零件的設(shè)計
4.1傳動形式的對比及選擇 ………………………………………… (15)
4.2直齒錐齒輪的計算與校核 ……………………………………… (16)
4.3軸的設(shè)計 ………………………………………………………… (23)
4.4箱體的設(shè)計 ……………………………………………………… (27)
4.5套杯的設(shè)計 ……………………………………………………… (29)
4.6軸承蓋的設(shè)計 …………………………………………………… (30)
結(jié)論 ………………………………………………………………… （32）
參考文獻 …………………………………………………………… （33）
致謝 ………………………………………………………………… (34)轉(zhuǎn)臂式加速度過載模擬實驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析
1 前言
1.1選題的依據(jù)及意義：
現(xiàn)代軍事、國防領(lǐng)域?qū)鸸て凤w行器的機動性要求很高。火工品的機定性越好，對其整體強度要求及越高，承受機動過載的能力越強。
為保證火工品的產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，必須進行火工品的地面過載實驗，對火工品在法向加速度作用下的性能進行評價，用于指導產(chǎn)品設(shè)計與質(zhì)量控制。離心加速度實驗裝置就是在地面上測試過載情況下火工品飛行器(如導彈等)某些性能的一種專用設(shè)備 。
例如，飛機在作水平盤旋機動時所受的力與角加速度有直接關(guān)系，質(zhì)量大的飛機由于有受力極限角加速度就不能太大，而質(zhì)量小的飛機在同樣的受力極限上可以達到更大的角加速度，也就是說可以轉(zhuǎn)的更快，轉(zhuǎn)彎半徑更小，水平機動性能更好。
離心試驗臺是由電機驅(qū)動帶動實驗臺轉(zhuǎn)動，從而通過測算軸的轉(zhuǎn)速計算出加速度的試驗裝置，此外，還可以將樣品進行分離。實驗室用試驗臺的處理里量較小，體積和重量也較小，但分離的精確度較好，主要用在實驗室中的分離提取與分析研究中。由于其功能的獨特性，廣泛應用干生物醫(yī)學、石油化工、農(nóng)業(yè)、食品衛(wèi)生、航空工業(yè)等領(lǐng)域，它利用不同物質(zhì)在離心力場中沉淀速度的差異，實現(xiàn)樣品的分析分離。
1.2國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：
轉(zhuǎn)臂式離心過載模擬實驗臺是通過傳動系統(tǒng)使固定在旋轉(zhuǎn)架上的發(fā)動機轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生離心力，在過載情況下測試其某些性能參數(shù)的變化情況，主要用于航天航空等領(lǐng)域的科學研究。普通的離心機裝置是靠不同物質(zhì)的沉降系數(shù)的不同，在一定的離心力的作用下，將不同的物質(zhì)分離出來。即它是通過離心運動中不同比重的物質(zhì)所受離心力不同，因而被分離開來，在工業(yè)生產(chǎn)中，離心機基本上屬于后處理設(shè)備，主要用于脫水、濃縮、分離、澄清、凈化及固體顆粒分級等工藝過程，它是隨著各工業(yè)部門的發(fā)展而相應發(fā)展起來的。
至目前為止,在加速度對發(fā)動機性能的影響方面,人們主要進行了由火箭自旋引起的橫向加速度對推進劑藥柱產(chǎn)生的加速度效應研究,即燃速增加導致發(fā)動機內(nèi)彈道性能發(fā)生畸變,影響發(fā)動機的正常工作。這方面,國內(nèi)外學者進行了大量的試驗研究和理論分析工作,并取得了重大進展。
然而，某飛行試驗的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由自旋產(chǎn)生的橫向加速度與由導彈機動飛行產(chǎn)生的橫向加速度對發(fā)動機工作產(chǎn)生影響的側(cè)重面是有較大差別的，后者對發(fā)動機內(nèi)絕熱層燒蝕的影響最為突出，而且長期被人們所忽視，國內(nèi)外至今缺乏對其的研究資料
已有專家設(shè)計了實驗發(fā)動機與實驗裝置,進行了一系列飛行固體火箭發(fā)動機橫向過載模擬試驗,獲得了不同加速度下發(fā)動機內(nèi)絕熱層燒蝕率定量化的試驗數(shù)據(jù)。驗證了橫向加速度嚴重影響局部絕熱層燒蝕的事實。機理分析表明,此種結(jié)果是由于橫向加速度作用下燃氣中Al2O3液態(tài)粒子偏離發(fā)動機中心線,沿離心力方向大量沉積所致。此項研究為相關(guān)的工程設(shè)計提供了基礎(chǔ)性的依據(jù)。
離心試驗臺不僅在調(diào)速技術(shù)方面取得進展，而且隨著制造和應用技術(shù)的發(fā)展，在多功能和自動化方面也有長足進步，如可變速率起制動、程序變速、直接輸入離心力、操作程序的存儲和調(diào)用、儀器狀態(tài)的自動診斷、要求盡可能全的顯示離心機的參數(shù)和狀態(tài)信息、更加完善的安全保護功能等，有些功能不僅是錦上添花，而且直接影響離心效果，如可變速率起制動和程序變速可以改善區(qū)帶離心效果和縮短離心時間等。
從離心試驗臺制造業(yè)整體來看，不可否認的是，我國離心試驗臺制造行業(yè)的整體水平與國外的離心試驗臺的制造、新技術(shù)研發(fā)、尤其在整機可靠性、穩(wěn)定性、使用壽命、裝配精度、操作的靈活性、人性化、以及某些新技術(shù)的應用（主要是是新概念的應用）等方面等方面還存在一定的差距。但我國離心試驗臺工業(yè)已經(jīng)有部分廠家、在某些技術(shù)、性能方面，已經(jīng)達到了國際先進水平，在某些專項技術(shù)上甚至已經(jīng)超過了部分國外品牌。目前國內(nèi)離心試驗臺制造商主要從多方面考慮進行設(shè)計、改進，使我國的臥螺離心試驗臺新技術(shù)應用、生產(chǎn)技術(shù)等方面得到進一步提高。
離心試驗（過載試驗、恒定加速度試驗、恒加速度試驗、加速度試驗）一般可分為兩類：第I類為性能試驗，用以驗證設(shè)備功能適應使用加速度環(huán)境的能力；第II類為結(jié)構(gòu)試驗，用以驗證設(shè)備結(jié)構(gòu)承受使用加速度環(huán)境的能力。如無明確規(guī)定，設(shè)備一般應進行這兩類試驗，在通過所規(guī)定各方向的性能試驗考核后，再作各方向結(jié)構(gòu)試驗的考核。
1.3論文的主要內(nèi)容
設(shè)計一個測量離心加速度的立式轉(zhuǎn)臺，待測件重量15kg，直徑90-120mm，長度
900-1200 mm，最大離心加速度70g。要求轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并進行相應的強度計算。
第一步，查閱資料，熟悉離心機原理，了解離心實驗臺在國內(nèi)外的發(fā)展狀況和存在的問題。了解轉(zhuǎn)臂式離心加速度過載模擬實驗裝置的特點以及在日常生產(chǎn)生活中的用途。根據(jù)其運用場合不同，適當選擇合適的方案，以達到實用、經(jīng)濟、可靠的目的。
第二步，在對所選課題有個初步的了解之后，再確定轉(zhuǎn)臂式離心加速度過載模擬實驗的研究內(nèi)容及實驗方案。
第三步，試驗臺的總體方案設(shè)計，進行系統(tǒng)方案的設(shè)計、比較與確定,依據(jù)對選擇的傳動方案,查閱相關(guān)參考文獻，從而完成，聯(lián)軸器的設(shè)計. 裝配圖及其各零件的設(shè)計，設(shè)計好了之后再對各主要零部件進行強度校核，最后確定整體方案。
第四步，根據(jù)方案，畫出裝配圖,裝配圖畫好后,從裝配圖中設(shè)計計算選擇各零件以及完成對零件圖的初步繪制。
第五步，對工件的夾緊方案進行設(shè)計、比較與確定，最后選擇合適的潤滑劑。
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