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轉臂式加速度過載模擬實驗臺結構設計分析

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更新時間：2016-02-24
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轉臂式加速度過載模擬實驗臺結構設計與分析.rar
目錄
1 前言
1.1選題的依據及意義 …………………………………………… (1)
1.2 試驗臺的簡要介紹與國內外發展概況 ………………………… (1)
1.3 論文的主要內容 ………………………………………………… (3)
2 試驗臺的總體方案設計
2.1試驗臺各零件參數設計 ………………………………………… (3)
2.2總體方案的提出以及特點 ……………………………………… (4)
2.3確定方案 ………………………………………………………… (8)
3 試驗臺的結構設計
3.1 電動機的選擇 …………………………………………………… (9)
3.2 聯軸器的設計 …………………………………………………… (12)
3.3 潤滑的選擇 ……………………………………………………… (14)
4　裝配圖及其各零件的設計
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軸的設計 ………………………………………………………… (23)
4.4箱體的設計 ……………………………………………………… (27)
4.5套杯的設計 ……………………………………………………… (29)
4.6軸承蓋的設計 …………………………………………………… (30)

結論 ………………………………………………………………… （32）
參考文獻 …………………………………………………………… （33）
致謝 ………………………………………………………………… (34)轉臂式加速度過載模擬實驗臺結構設計與分析

1 前言

1.1選題的依據及意義：
現代軍事、國防領域對火工品飛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。
為保證火工品的產品的質量和可靠性，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，用于指導產品設計與質量控制。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系，質量大的飛機由于有受力極限角加速度就不能太大，而質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，也就是說可以轉的更快，轉彎半徑更小，水平機動性能更好。
離心試驗臺是由電機驅動帶動實驗臺轉動，從而通過測算軸的轉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，廣泛應用干生物醫學、石油化工、農業、食品衛生、航空工業等領域，它利用不同物質在離心力場中沉淀速度的差異，實現樣品的分析分離。
1.2國內外研究概況及發展趨勢（含文獻綜述）：
　　轉臂式離心過載模擬實驗臺是通過傳動系統使固定在旋轉架上的發動機轉動而產生離心力，在過載情況下測試其某些性能參數的變化情況，主要用于航天航空等領域的科學研究。普通的離心機裝置是靠不同物質的沉降系數的不同，在一定的離心力的作用下，將不同的物質分離出來。即它是通過離心運動中不同比重的物質所受離心力不同，因而被分離開來，在工業生產中，離心機基本上屬于后處理設備，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，它是隨著各工業部門的發展而相應發展起來的。
至目前為止,在加速度對發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生的加速度效應研究,即燃速增加導致發動機內彈道性能發生畸變,影響發動機的正常工作。這方面,國內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，某飛行試驗的結果發現，由自旋產生的橫向加速度與由導彈機動飛行產生的橫向加速度對發動機工作產生影響的側重面是有較大差別的，后者對發動機內絕熱層燒蝕的影響最為突出，而且長期被人們所忽視，國內外至今缺乏對其的研究資料
已有專家設計了實驗發動機與實驗裝置,進行了一系列飛行固體火箭發動機橫向過載模擬試驗,獲得了不同加速度下發動機內絕熱層燒蝕率定量化的試驗數據。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,此種結果是由于橫向加速度作用下燃氣中Al2O3液態粒子偏離發動機中心線,沿離心力方向大量沉積所致。此項研究為相關的工程設計提供了基礎性的依據。
離心試驗臺不僅在調速技術方面取得進展，而且隨著制造和應用技術的發展，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用、儀器狀態的自動診斷、要求盡可能全的顯示離心機的參數和狀態信息、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帶離心效果和縮短離心時間等。
從離心試驗臺制造業整體來看，不可否認的是，我國離心試驗臺制造行業的整體水平與國外的離心試驗臺的制造、新技術研發、尤其在整機可靠性、穩定性、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已經有部分廠家、在某些技術、性能方面，已經達到了國際先進水平，在某些專項技術上甚至已經超過了部分國外品牌。目前國內離心試驗臺制造商主要從多方面考慮進行設計、改進，使我國的臥螺離心試驗臺新技術應用、生產技術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，用以驗證設備功能適應使用加速度環境的能力；第II類為結構試驗，用以驗證設備結構承受使用加速度環境的能力。如無明確規定，設備一般應進行這兩類試驗，在通過所規定各方向的性能試驗考核后，再作各方向結構試驗的考核。
1.3論文的主要內容
設計一個測量離心加速度的立式轉臺，待測件重量15kg，直徑90-120mm，長度
900-1200 mm，最大離心加速度70g。要求轉臺的結構設計，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外的發展狀況和存在的問題。了解轉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生活中的用途。根據其運用場合不同，適當選擇合適的方案，以達到實用、經濟、可靠的目的。
第二步，在對所選課題有個初步的了解之后，再確定轉臂式離心加速度過載模擬實驗的研究內容及實驗方案。
第三步，試驗臺的總體方案設計，進行系統方案的設計、比較與確定,依據對選擇的傳動方案,查閱相關參考文獻，從而完成，聯軸器的設計. 裝配圖及其各零件的設計，設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，根據方案，畫出裝配圖,裝配圖畫好后,從裝配圖中設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計、比較與確定，最后選擇合適的潤滑劑。

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