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皖西学院本科毕业论文,设计,
皖西学院
本科毕业论文,设计,
论文题目定扭矩电动扳手扭矩测量
检验台设计姓名,学号,许正祥(2004023233)系别机械与电子工程系专业机械设计制造及其自动化导师姓名李鸿宾
二〇〇八年六月
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目录
1、毕业论文(设计)计算说明书正文
2、皖西学院本科毕业论文(设计)任务书
3、皖西学院本科毕业论文(设计)开题报告
4、皖西学院本科毕业论文(设计)中期检查表
5、皖西学院本科毕业论文(设计)指导教师意见表
6、皖西学院本科毕业论文(设计)评阅教师意见表
7、皖西学院本科毕业论文(设计)答辩记录表
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目录
摘要..........................................................................1Abstract......................................................................11、前言.......................................................................22、定扭矩扳手测量检验台总体设计...............................................2
.....................................................2
.....................................................23、定扭矩扳手测量检验台机械结构设计...........................................3
..................................................3
.............................................................4
.....................................................4
.....................................................4
.....................................................4
...............................................5
.................................................5
.................................................5
.....................................................6
.................................................7
..............................................................7
.................................................8
....................................................10
..............................................10
................................................124、检验台测试系统设计........................................................13
..........................................................13
........................................................14
..................................................16
....................................................19
...................................................21
..........................................................255、小结......................................................................27
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致谢......................................................................27
参考文献..................................................................28
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定扭矩电动扳手扭矩测量检验台设计
作者许正祥
指导教师李鸿宾
摘要:近年来,随着技术的发展越来越多的技术设备被用在生产的各个领域。这些先进的设备不但减轻了
人类的劳动,而且提高了生产效率。其中在机械行业,定扭矩电动扳手就是减轻人类劳动、提高生产效率
的先进设备之一。
本文是通过对某一额定扭矩的电动扳手而专门设计的一种检验装置。此检验装置是通过将待检验的电
动定扭矩扳手放入检验台上,启动扳手通过扳手的转动,带动检验台上安放的一根检验棒转动,然后由检
验棒上安装的应变片将检验棒因扭转而引起的变化信号经过一定的信号处理,将信号传递给A/D转换器,
由A/D转换器将模拟量转换成数字量通过数字显示装置显示出来,由显示出来的数据与电动定扭矩扳手的
额定参数进行比较来检验此电动定扭矩扳手是否满足要求。
关键词:检验棒、检验台、应变片、放大器、滤波电路、A/D转换
,thecheckoutstandoftheelectrictorquewrenchsdesign
AuthorXuzhengxiang
TheinstructorLihongbin
Abstract:Withthedevelopmentoftechnology,,,theelectrictorquewrenchisoneoftheadvancedequipmenttoreducelaborintensityandimprovetheefficiencyofproduction.
,astherotationofelectricwrenchesdrivesthetestrods’,filteringprocessed,thesignalwillbetransmittedtotheA/,thetorque
,comparethetorqueratedtorquetonumerical
.
Keywords:Testwand,Straingauge,Thecheckoutstand,Amplifiers,Filtercircuit,A/Dconverter
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1、前言
随着工业的迅猛发展,定扭矩扳手对保证车辆及机械的维修质量等起着至关重要的作用,在铁路机务、车辆、维修部门的应用愈来愈广泛。定扭矩电动扳手就是通过扳手扭动物体,当扭动达到所设定的扭矩值时翻转体不会转动,说明此时被紧固的物体像螺栓之类所受的旋转力矩为实际施加力矩。但是当电动定扭矩扳手的额定扭矩值超过了被紧固物体所需的扭矩时,就会导致紧固物体的破坏。因此为保证工厂里生产的每一台定扭矩扳手都合格,就需要定扭矩扳手检测装置来检测定扭矩扳手的额定扭矩是否达到所设定的扭矩值,从而使产品的合格率提高。
本次任务是设计一种电动定扭矩扳手的检验装置,同时在达到设计任务的前提下,也要考虑到所设计的检验装置的检验数值准确可靠、整体占地面积小、价格低廉等特点。
在具体设计过程中,通过翻阅大量书籍,对扭矩测量并检验有了一定了解,同时积累了大量的设计资料,再加上查指导老师和同学门的热情帮助,基本上完成设计任务。由于设计内容为定扭矩电动扳手检验台设计,所以设计论文的重点内容为检验台机械结构设计与测试系统设计以及牵涉到其他的设计只作了理论上的简略设计说明。
2、定扭矩扳手测量检验台总体设计
本设计选用P18D—24型定扭矩电动扳手,其额定扭矩为150Nm,控制精度为?5%,电动扳手方头尺寸为14×14mm,外形尺寸为375×90×135mm。
因为本设计是关于机械测试方面,因此可以将检验台总体设计分为检验台机械结构设计和检验台测试系统设计。
、检验台机械结构设计
从材料的经济性、满足零件的使用性、满足零件的工艺性等要求选择各零件的材料。根据电动扳手的外形尺寸初步设定检验台基体的总体尺寸,同时检测电动扳手时,为了防止电动扳手的振动还需设计一些防振措施。检验棒的设计不仅要选择合适的材料还要进行一些必要强度和刚度校核。
、检验台测试系统设计
检验台测试系统的原理就是将应变片粘贴在检验棒上,通过电动扳手的扭转将产生的应变信号经过放大、滤波后,传递给A/D转换器,由A/D转换器将模拟量转换成数字量通过一种数字显示装置显示出来。通过显示出来的扭矩值与电动扳手的额定扭矩值进行比较判断此电动扳手是否合格。
因为在市场上都可以买到放大器、A/D转换芯片、LED数码显示装置,因此在设计测试系统时只需要根据工作原理从适用性和经济性等要求选择合适的装置,同时还进行一些必要的
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计算,用来判断所选装置的合理性。
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3、定扭矩扳手测量检验台机械结构设计
、零部件材料的选择依据
机械零部件所用的材料是各种各样的,即使同一种零部件也可以选择不同的材料。因此,选择合适的零部件材料是零件设计的重要一环。
(1)满足零件的使用要求。其中包括零件承受工作载荷的能力,主要从载荷的特点、强度及刚度等方面考虑;零件的工作条件(运动速度等)及工作环境(温度、潮湿、腐蚀等);耐磨性、寿命、可靠性等要求;零件尺寸和质量的要求。
(2)满足零件的工艺性要求。在熟悉材料的工艺性的前提下,根据零部件的结构复杂程度、尺寸大小、生产批量的大小、毛坯制造及机械加工的特点,分析比较,合理选择机械零部件的材料。对于结构复杂、尺寸大的零件,因难以锻造,宜采用铸造或焊接,所选的材料必须具有良好的铸造工艺性(液态流动性、收缩率、偏析及缩孔等),或焊接工艺性(焊接性、焊缝裂纹的倾向性等),同时零件的结构要适应铸造或焊接的要求。需要锻造的零件必须考虑材料的延展性、热脆性等。铸造、模锻、冲压等适用于零件的大批量生产,焊接、自由锻适用于单件或小批量生产。对于需切削加工的零件要考虑材料的宜切削性能及已切削表面的粗糙度等。热处理对改善材料的力学性能有很大的作用,必须根据零件的使用要求、尺寸大小、结构复杂程度及工艺要求,合理选择材料及热处理工艺。
(3)材料的经济性。材料的经济性主要包括:材料的相对价格,同样能满足使用要求的前提下,应采用价格相对低的材料;考虑不同材料的加工(毛坯制造、机械加工及热处理等)成本;采用局部品质的原则,如蜗轮的齿圈用铜合金,轮芯采用铸铁或碳钢;材料的利用率,如采用无切削或少切削的材料及工艺;考虑材料的供应状况及储运成本。
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、底座的设计
、底座材料选择
本设计需要电动扳手放在检验台上,这就要求底座具有承受较大的压力和具有一定的消震作用,因此可采用抗压强度大,消震能力比钢大10倍的灰铸铁(选HT200)作为底座的材料。、底座外形尺寸
考虑到电动扳手的外形尺寸为375×90×135,当电动扳手放在检验台上时,为了保证扳手尾部不与底座产生干涉,同时综合考虑了检验台上其他部件尺寸,因此取底座的厚度为60mm,底座的长度和宽度是根据检验台上其他零件的尺寸最后确定的。
因底座上设有固定电动扳手的V型块、电动扳手支座、支撑检验棒的支撑板,因此不易将这些部件与底座一同铸造出来,为了便于铸造可以单独铸造底座,同时可以在底座上开有大型槽,用沉孔螺钉将导向块固定在底座的槽中,导向块与槽之间采用小过赢配合,底座上的各个部件可以沿着导向块作轴向移动,然后将底座上的各个部件通过螺钉将其固定。这样各个部件不但易于装配,也保证了支撑检验棒的两支撑板之间具有良好的同轴度,提高了检测的精度。
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、电动扳手支撑座设计
由于在检测电动扳手的时候,电动扳手会因为电机的转动而产生振动,就会导致检测结果的不准确,这时就需要一种固定装置将电动扳手固定。根据电动扳手的形状,可设计两个V型块将电动扳手放入其中,并用一块压板将两V形块压紧。同时为了避免电动扳手尾部过重导致电动扳手的失稳,可以设计一个凸台将电动扳手的尾部托起,它们均用螺栓固定于底座上。根据电动扳手的外形尺寸确定V型块与尾部凸台之间的具体尺寸。
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