一種摩擦磨損試驗機的機械機構(gòu)設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要 摘要： 在涉及到摩擦學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)方面，摩擦磨損試驗機的應(yīng)用越發(fā)普遍。目前，世界上只有幾個少數(shù)國家像美國、英國、日本等擁有專業(yè)的企業(yè)來生產(chǎn)摩擦磨損試驗機，有很多資料表明目前世界上大部分的摩擦磨損試驗機的式樣都以滑塊和圓盤為主，在一定的范圍之內(nèi)可以控制載荷、溫度、速度、潤滑量等因素的變化。本次課題是一種摩擦磨損試驗機的機械機構(gòu)設(shè)計，采用的實驗方法是在相同的模擬工況下，進行對比實驗，對摩擦材料副、潤滑油的摩擦性能等進行實驗。這款試驗機的結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、制作費 用低廉還具有一定的靈活性。主要用來測定摩擦力、摩擦系數(shù)和摩擦力矩等參數(shù)的大小。 關(guān)鍵詞： 摩擦磨損 實驗機 結(jié)構(gòu)設(shè)計 摩擦系數(shù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 業(yè)設(shè)計說明書（論文）英文摘要 of a n of to a s a of of in in a of be of In a is of to of of 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 前 言 . 1 第一章 緒論 . 2 擦的應(yīng)用 . 2 擦力在生活中應(yīng)用的必要性 . 2 擦力在生活中應(yīng)用的合理性 . 3 擦磨損試驗機的功能與特點 . 4 擦磨損試驗機的發(fā)展趨勢 . 5 內(nèi)外摩擦磨損試驗機的典型 . 6 球摩擦 磨損試驗機 . 6 面摩擦磨損試驗機 . 7 復(fù)式摩擦磨損試驗機 . 8 塊摩擦磨損試驗機 . 8 動摩擦磨損試驗機 . 9 擦磨損試驗機在發(fā)展中存在的問題 . 9 第二章 總體方案設(shè)計 . 11 擦磨損試驗機的設(shè)計及要求 . 11 擦磨損試驗機的結(jié)構(gòu)及組成 . 11 載組件 . 11 力組件 . 13 擦磨損試驗機的工作原理 . 13 第三章 零部件設(shè)計 . 15 機的選取 . 15 箱設(shè)計 . 15 動軸設(shè)計 . 16 塊與摩擦環(huán)塊的選擇 . 17 第四章 摩擦磨損試驗機的參數(shù)計算 . 18 壓力計算 . 18 擦力計算 . 18 簧的拉伸長度計算 . 18 擦力與擺角關(guān)系 . 20 擦系數(shù)計算 . 21 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 動軸的受力分析 . 21 機功率的選取 . 22 第五章 摩擦磨損試驗機技術(shù)經(jīng)濟分析 . 23 術(shù)經(jīng)濟分析 的目的與意義 . 23 本材料分析 . 23 標(biāo)準(zhǔn)件 . 23 準(zhǔn)件 . 24 題技術(shù)經(jīng)濟成本計算依據(jù) . 25 本計算依據(jù) . 25 題技術(shù)經(jīng)濟成本計算 . 26 第六章 結(jié)論 . 28 致謝 . 30 參考文獻 . 31 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 前 言 摩擦力對我們生活的影響是不可忽視 的，然而這種影響在工業(yè)生產(chǎn)中卻尤為明顯。在工業(yè)生產(chǎn)中，機械零部件主要的三種失效形式之一便是摩擦產(chǎn)生的磨損，由其導(dǎo)致的經(jīng)濟損失極為龐大。每一年，由于各種原因的磨損致使約有百分之八十的機械零部件失效。從本質(zhì)上來說，減少摩擦磨損的目的是節(jié)省能量消耗和提高材料的利用率。摩擦磨損試驗機的出現(xiàn)對于摩擦學(xué)來說是一個巨大的進步，現(xiàn)在越來越多的摩擦磨損試驗機用來評定潤滑油的極壓特性、抗磨損性能并且計算摩擦系數(shù)從而運用于工業(yè)生產(chǎn)中。 機械設(shè)備中各個零部件之間的摩擦磨損和零部件的材質(zhì)、工況環(huán)境（壓力、沖擊、溫度和潤滑）等因素密切 相關(guān)。機械零部件通過摩擦引發(fā)的一系列摩擦學(xué)的問題，諸如磨損、潤滑、材料和能源的消耗，這些普遍存在的問題極大地影響了社會經(jīng)濟的發(fā)展。特別是隨著社會環(huán)境的進步和工業(yè)技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展，機械設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用普遍趨于高速、重載、高效率化，在機械系統(tǒng)中，機械構(gòu)件的運行是最基本也是最重要的功能。機械構(gòu)件之間的相對運動和接觸作用大都是通過摩擦來實現(xiàn)的，同時也在摩擦副的表面產(chǎn)生摩擦、磨損和潤滑等物理現(xiàn)象。機械中任何一個摩擦出現(xiàn)問題，都會導(dǎo)致機械的相關(guān)部件或全部功能的失效?，F(xiàn)代機械類技術(shù)人員尤為關(guān)注的問題便是如何控制和改善機械的 摩擦磨損狀態(tài)，提高機械的使用壽命和工作可靠性，這也是促使人們研究進步的不竭動力。 伴隨著材料科學(xué)的不斷發(fā)展與完善，雖然摩擦磨損試驗機的研發(fā)在近些年得到迅猛發(fā)展，但是人們也越來越提高了對摩擦磨損試驗機的要求，今后的摩擦磨損試驗機的應(yīng)用范圍和實驗要求也會逐漸提高。開始向著高性能、高精度、高轉(zhuǎn)速等方面發(fā)展，相信今后的摩擦磨損試驗機的機械機構(gòu)自動化程度更高，運行更加穩(wěn)定，模擬環(huán)境更為真實，處理速度也會更快。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 第一章 緒 論 摩擦的應(yīng)用 在物理學(xué)中，摩擦力是任意兩個相互接觸的物體發(fā)生相對運動時 ，在它們的接觸面上出現(xiàn)的一種互相阻礙的力。摩擦學(xué)就是針對摩擦力的研究。 1966年 ,一篇著名有關(guān)摩擦學(xué)的學(xué)術(shù)著作潤滑 (摩擦學(xué) )、教育和研究得以發(fā)表。這份著作得到了人們普遍的關(guān)注，它清晰的解釋了 “ 摩擦學(xué) ” 的定義及它在社會經(jīng)濟學(xué)中的重大影響。而此時的摩擦學(xué)已然發(fā)展成為對國民經(jīng)濟有重要影響的科學(xué) 1。 在人們平時生活中摩擦是一種很普遍的現(xiàn)象，應(yīng)用在生活中的例子也有很多，比如鞋子就是鞋底和路面產(chǎn)生摩擦；吃飯喝水就是手跟碗盤、水杯的摩擦；而穿衣就是人體和衣物的摩擦等等，這些都是有利的一面 2。但任何事都應(yīng)該從正 反兩面來看，摩擦力在我們生活中也不都是有利的，它同樣也有它自己的弊端，比如鞋底跟地面的摩擦?xí)斐尚椎哪p；機械的運行也需要摩擦，但同時摩擦也會造成內(nèi)部零件的磨損、機械的發(fā)熱，也會消耗不少動力，縮短機械內(nèi)部零部件的使用壽命等。 據(jù)資料表明，通過各種途徑消耗在摩擦上的能源大約占全世界的二分之一。工業(yè)生產(chǎn)里面，如果要大量減少能源消耗，就必須根據(jù)摩擦學(xué)知識采取正確的措施。所以我們在利用摩擦來為我們生活服務(wù)的同時，也要盡可能的選用正確的方法來減少摩擦給我們帶來的損害，合理的利用摩擦力。 擦力在生活中應(yīng) 用的必要性 有摩擦才可以安全出行。人類在幾千年前，就已經(jīng)發(fā)明了鞋子，細心的人們會發(fā)現(xiàn)，不管什么鞋子，在它的底面都會有很多條紋，這些條紋均勻地分布在鞋底，它們的存在可不僅僅是為了美化鞋子，而是含有一定的物理知識的，那就是用來增大鞋底和地面之間的摩擦力。正是靠著鞋底和地面的摩擦力，人們才能在地面上奔跑、先走、跳躍，而鞋底一旦過度磨損或地面過于光滑就會減少兩者之間的摩擦，就會容易跌倒，所以如果沒有摩擦，人們將“寸步難行”；還有我們大多數(shù)人用過的交通工具 自行車，如果沒有摩擦力的存在，自行車就不會出現(xiàn)，也談不上為 人類服務(wù)，利用輪胎和地面的摩擦人們才可以在路面上安全行駛。沒有摩擦汽車無法正常開動，飛機無法正常啟動，這將嚴(yán)重影響人們的生活。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 有摩擦才可以拿放東西。生活中刷牙洗臉，人類大多通過手與其他物品接觸。日常生活中人們拿放餐具，如果沒有摩擦，餐具將一次次從手中滑落，人類將無法吃飯補充營養(yǎng)；生產(chǎn)勞動時人們拿放工具，如果沒有摩擦，工具將一次次從手中滑落，人們將無法正常的完成工作。 有摩擦才可以做運動。跑步是校內(nèi)體育活動中深受學(xué)生喜愛的一項集體運動。跑步時穿上釘子鞋，可加大鞋底與地面的阻力 , 防止鞋掌與地面多余的摩擦，減 少做功才有可能贏得比賽；像籃球、足球、排球、乒乓球等運動，都需要物體和人體相應(yīng)部位之間的摩擦，沒有摩擦這些運動將無法進行，同學(xué)們也享受不到運動的樂趣。 圖 行 圖 行 擦力在生活中應(yīng)用的合理性 通過一些實際例子，我們知道不管事在日常生活中還是在工作中，我們都離不開摩擦力，沒有摩擦力的生活簡直難以想象。人們在利用其為人類服務(wù)的同時，也在盡可能的減少其所帶來的損害。例如人們在設(shè)計自行車時合理的給前軸、 中軸、后軸加上滾珠，或者給自行車加潤滑油來減小摩擦，保證鏈條正常運轉(zhuǎn)，以免帶來不必要的麻煩。在機械的運行過程中，工人師傅會在轉(zhuǎn)帶和機械滑輪之間、機械的各個零部件之間抹上潤滑油來盡可能減少磨損，同時也有著冷卻的作用，將機械的發(fā)熱程度降到最低，維持機械的正常運行，這樣也可以延長機械的使用壽命。 摩擦力在人們的生活中起著舉足輕重的作用。而如何增大或減小摩擦力使其更好地服務(wù)于人類呢？這就需要運用相關(guān)的物理知識。若想增大摩擦，則需增大壓力和加大接觸面的粗糙程度；而減小摩擦則需要減小正壓力、減小接觸面的粗糙程度、用滾動 代替滑動，使接觸面分開等。只有了解這些相關(guān)的物理知識，才能在日常生活工作中更好的利用摩擦力為人們服務(wù)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 摩擦磨損試驗機的功能與特點 開展摩擦磨損試驗是為了知曉摩擦磨損現(xiàn)象和它的本質(zhì)，正確評估影響摩擦磨損性能的各類客觀因素，從而抉擇出符合要求的摩擦副元件最優(yōu)參數(shù)。摩擦磨損試驗可以用來測量摩擦、磨損性能，評定不同介質(zhì)潤滑油的作用 3。由于摩擦磨損實驗環(huán)境的多樣化，對摩擦磨損試驗機的要求也逐步提高。摩擦磨損試驗數(shù)據(jù)受諸多因素的制約，往往難以進行權(quán)衡比較，不過隨著人們的不斷研究，很快就有人提出通過建立 標(biāo)準(zhǔn)化的摩擦磨損試驗來規(guī)范摩擦磨損試驗的方法。最近幾年，越來越多的國家開始實現(xiàn)摩擦磨損試驗方法的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。機械零部件摩擦磨損性能是影響實驗結(jié)果的關(guān)鍵因素，為了獲得準(zhǔn)確的試驗結(jié)論，必須嚴(yán)格規(guī)范試驗的過程，控制試驗的環(huán)境。 當(dāng)前摩擦磨損試驗機采用的試驗方法可以概括為兩類 : (1) 實驗室試件試驗 (2) 模擬性臺架試驗 世界上第一臺磨擦磨損試驗機于 1910年問世，由此摩擦磨損試驗機拉開了序幕。而在 1975年，美國潤華工程學(xué)會 (其編寫的摩擦磨損裝置一書中就已經(jīng)公布了上百種不同類型的摩擦磨損試驗機。由此可見， 摩擦磨損試驗機和試驗方法在短短的幾十年里迅猛發(fā)展，不過生產(chǎn)成本較高依舊是困擾人們的一個重要問題。 早在 80年代初期，就有人開始高溫磨損試驗機的研究，這些人一共研發(fā)了三臺高溫磨擦磨損試驗機，并且利用該試驗機研究了純鋁和純銅在 400 的固定室溫范圍內(nèi)，在空氣中的摩擦磨損的性能。 到了 80年代末期，德國 等人在歸納總結(jié)以往人們對試驗機研究的基礎(chǔ)上，發(fā)明了一臺可以操控溫度變化的試驗機：高溫三體磨損試驗機。它可以控制氣溫變化，并且嚴(yán)格保證了溫度、磨料、載荷等因素的固定。但是它仍然存在一些問題 ,如容易發(fā) 生粘著磨損、缺乏冷卻系統(tǒng)、設(shè)備精度低等。 90年代，西安交通大學(xué)的邢建東教授等人研制的高溫磨損試驗機在電阻爐內(nèi)的磨損室內(nèi)置一水平端放的砂輪，砂輪上裝有些許松散磨料。在試樣夾上，同樣材料的三種試品在受到載荷的情況下則會作用于表面鋪有松散磨料的砂輪上，試樣和砂輪以及松散磨料之間的相對運動會產(chǎn)生兩體和三體混合磨料磨損。該款摩擦磨損實驗機可以進行有效的控制溫度，并且一次三個試樣則可以減少重復(fù)試驗的次數(shù)。不過它并不是完美的，一個是試樣總是在同一個相同軌跡上反復(fù)磨損，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 磨損屑料會掉入砂輪的間隙中，致使砂輪研磨能力逐漸下降 ；二是氣溫不容易控制；三是這種混合磨損與實際的工礦相差較遠。我國西安交大的幾位教授在原有的高溫氧化磨損試驗機的基礎(chǔ)上，研制出一種高溫氧化三體磨損試驗機。該試驗機機主要的優(yōu)點為：一是摩擦學(xué)系統(tǒng)設(shè)計合理；二是溫度可控；三是關(guān)鍵零部件處設(shè)有冷卻系統(tǒng)。主要不足之處是：一是密封還存在一些問題；二是雖然有冷卻系統(tǒng)不夠完善；三是不能定量測定氣溫的成分。 北方交通大學(xué)的李霞教授研究制造了高速摩擦磨損試驗機。它最大滑動速度可達 70m/s，可以測量高速狀態(tài)下的摩擦學(xué)參數(shù)；可以模擬高速列車制動；可以實現(xiàn)多個測試數(shù)掘的顯示和同步紀(jì) 錄。 另外，我國的宋寶玉教授等人一同研究制造出一款真空摩擦磨損試驗機，該試驗機可提供 410以在 0 2800r/且可以進行自動數(shù)據(jù)采集和處理。此外，該試驗機機可以在等多種條件下測量材料的磨擦性能，諸如真空、不同氣體環(huán)境、加熱及冷卻等。 現(xiàn)在，越來越多的摩擦磨損試驗機開始運用在工業(yè)生產(chǎn)中，以期評定潤滑油的極壓特性、抗磨損性能以及計算摩擦系數(shù)。在一定的接觸壓力下，摩擦磨損試驗機可以通過模擬滑動、滾動或者兩者的復(fù)合運動，來完成點、線、面的摩擦模擬試驗。由此可以用來評定潤 滑劑（潤滑油、潤滑脂）、塑料、涂層、陶瓷等材料的摩擦磨損性能。并且實驗人員可以按照不同的工況或者實驗要求來選擇不同的機型繼續(xù)進行摩擦模擬實驗。 摩擦磨損試驗機的發(fā)展趨勢 摩擦磨損試驗機依據(jù)摩擦的運動方式、摩擦副、載荷范圍等不同的分類方式，據(jù)統(tǒng)計目前最少有兩百多種分類方式。 美國的潤滑工程師協(xié)會把摩擦磨損試驗機分為 12類基于摩擦副的幾何形狀，前蘇聯(lián)學(xué)者克拉蓋爾斯基基于模擬摩擦面的破壞形式的分類方法，把摩擦磨損試驗機分為 8類。而在我國，合肥工業(yè)大學(xué)的教授桂長林等提出了把摩擦磨損試驗機根據(jù)試驗機的內(nèi)部結(jié) 構(gòu)和運動副的相對運動形分為五類。 較早時候，摩擦磨損試驗機是由純粹的機械組成的結(jié)構(gòu)。它為了測試被測材料以及潤滑脂的性能 ,通過依靠電機來帶動運動副的反復(fù)運動。但是這類摩擦磨損試驗機還存在一些缺點，它不能進行較為復(fù)雜的加載，并且實驗溫度和電機扭買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 矩參數(shù)變化幅度較大，很不穩(wěn)定。因此在和實際情況進行比對參考時存在一定難度。 而在 90 年代以后，隨著摩擦磨損試驗機的應(yīng)用不斷推廣，試驗機本身的結(jié)構(gòu)趨于完美。不僅如此，還從國外引入進來一些測控系統(tǒng)來完善試驗機?？墒羌词惯@樣 ， 這些試驗機還是只能控制單一的參數(shù)，且仍需要通 過人工來處理大量數(shù)據(jù)和運算結(jié)果，因此這些試驗機在性能的檢測方面以及自動化程度方面依舊存在著不足，而這些不足已經(jīng)不再適應(yīng)經(jīng)濟時代發(fā)展的需求。 目前有很多摩擦磨損試驗機開始利用虛擬儀器開發(fā)平臺 進行開發(fā)。利用 發(fā)的多功能摩擦磨損試驗機智能測控系統(tǒng)以工控機為核心，集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、波形顯示和試驗環(huán)境控制等功能為一體，實現(xiàn)了溫度、速度、壓力、力矩和摩擦系數(shù)的實時檢測。利用 嵌的 C 語言子程序可以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，使其更為強大和靈活。 隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)在的摩擦磨 損試驗機相較以前已經(jīng)有了很大發(fā)展，不過還沒有達到完美無缺的程度，在很多方面仍然有著發(fā)展的空間。比如在某些真空狀態(tài)下、極限的超高溫度下或者是超高轉(zhuǎn)速的高強度工作負(fù)荷下，這些惡劣的環(huán)境都比較難模擬，所以很難進行摩擦磨損實驗，不過也不是毫無建樹，目前我們國家也研制出了一些專門針對特殊環(huán)境下的特種摩擦磨損試驗機，不過這些試驗機由于新近研發(fā)，仍有許多問題，無法形成經(jīng)濟價值。 國內(nèi)外摩擦磨損試驗機的典型 在這里我們簡單介紹幾個國內(nèi)外常用的摩擦磨損試驗機的結(jié)構(gòu)及工作原理。 球摩擦磨損試驗機 四球 摩擦磨損試驗機由一個與之壓緊的旋轉(zhuǎn)球和三個固定球組成的運動副，該試驗機可以研究在滑動情況下和轉(zhuǎn)動情況下潤滑油的潤滑性能。被測潤滑油的性能則是通過實驗之后產(chǎn)生的磨損痕跡大小或者膠合時載荷的大小來評定。 我國最早研制和生產(chǎn)四球摩擦試驗機的廠家是濟南試驗機廠，它根據(jù)我國在石油和材料工業(yè)的需求，研發(fā)了一款四球摩擦試驗機。不過該試驗機的體積較為龐大、沒有良好的穩(wěn)定性。 的加載載荷最大可達到 5000N，并且可以實現(xiàn)無級變速，室溫在 0100 內(nèi)試驗油的溫 度可以進行調(diào)節(jié)，該試驗機在我國石油化工行業(yè)算是較為先進的檢測設(shè)備，有買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 較高程度的自動化、能夠進行較為精密的測量。 大多數(shù)國家使用的 的加載系統(tǒng)較其他試驗機比較精密，此款試驗機分為兩種：可變驅(qū)動四球試驗機和標(biāo)準(zhǔn)四球試驗機。此外，此款實驗機最多可以將室溫自動加熱至232 左右?，F(xiàn)在很多國家已經(jīng)把四球試驗機定為標(biāo)準(zhǔn)試驗機。 圖 球摩擦試驗機摩擦學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成 面摩擦磨損試驗機 模擬和檢測面接觸的運動副可以通過端 面摩擦磨損試驗機來進行，端面摩擦磨損試驗機為了實現(xiàn)試樣間的相對轉(zhuǎn)動，通過旋轉(zhuǎn)運動裝置帶動上試樣，用加載盤來保持上、下試樣間的壓力，如果需要獲得在相應(yīng)工況下摩擦副之間的摩擦系數(shù)，可以將通過試驗測得到的正壓力、摩擦扭矩、端面摩擦副外徑和內(nèi)徑代入公式進行計算求得摩擦系數(shù)。 濟南一家試驗機廠研究制造的 著靈活的控制方式、極廣的調(diào)速范圍、高程度的自動化等優(yōu)點，因此被很多國內(nèi)的科研院校列為首選對象。而國外只有缺少專門的端面摩擦磨損試驗機，因此進行端面摩擦磨損試驗大多數(shù)都使用多功能的摩擦磨 損試驗機來替代。 圖 面摩擦磨損試驗機摩擦學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成 旋轉(zhuǎn)球 錐形體 固定球 軸 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 復(fù)式摩擦磨損試驗機 往復(fù)式摩擦磨損試驗機分為幾類，主要是運用于往復(fù)運動的零件材料的實驗研究。 試驗機的在連桿帶動下作往復(fù)運動，具備微機控制和全平衡式等特點。日本的一款往復(fù)摩擦試驗機通過齒輪齒條機構(gòu)來進行往復(fù)運動，轉(zhuǎn)速高，行程大 4。主要用于試驗各種平板類材料或者涂層表面的實驗，另外還可以避免一些因操作者失誤時而產(chǎn)生的誤差，不過這需 要操作者用摩擦磨損解析軟件運算平均動摩擦來完成。 圖 復(fù)式摩擦磨損試驗機結(jié)構(gòu)示意圖 塊摩擦磨損試驗機 在測量線接觸摩擦副方面，環(huán)塊摩擦磨損試驗機就是典型的測量機構(gòu)。通過轉(zhuǎn)動的標(biāo)準(zhǔn)圓環(huán)和受壓緊的矩形塊兩個方面，組成了這個機構(gòu)的摩擦副，在這個試驗機里面，加載結(jié)構(gòu)和橫桿是要連接在一起的，這樣才可以進行摩擦系數(shù)的測量。當(dāng)矩形塊受到載荷時，在矩形塊的上方會出現(xiàn)高低不平的條形摩痕寬度，同樣，摩擦副之間受到載荷會改變摩擦力和摩擦系數(shù)，通過這兩 個方面的測量，摩擦系數(shù)的改變就會一目了然，這也是判斷潤滑劑承受載荷的能力和判斷摩擦副材料的摩擦磨損性能是否良好的一個檢測方法 5。 最早的一款環(huán)塊實驗機叫做 過加載機構(gòu)、冷卻潤滑系統(tǒng)以及一臺可以工作需求可調(diào)整的變速馬達等一系列結(jié)構(gòu)組成了這個試驗機，主軸轉(zhuǎn)速最高可達到 3400轉(zhuǎn)每分鐘，并且可以承受 500個試驗機是通過 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 圖 塊摩擦磨損試驗機 圖 動摩擦磨損試驗機 用于研究摩擦副接觸面間產(chǎn)生的微小振幅，而在進行相對滑動時摩擦副材料或者潤滑材料的摩擦學(xué)性能的是微動摩擦磨損試驗機。該款試驗機可以從獲得微動位移幅度以及交變應(yīng)力的動力源角度進行分類，一共分為電磁、機械以及電液伺服三種驅(qū)動方式。 類試驗機可以評定材料的微動磨損特性，擁有兩種不同控制方式：手動及自動。有著操作便捷，自動化程度高等優(yōu)點。 圖 動摩擦磨損試驗機 摩擦磨損試驗機在發(fā)展中存在的問題 隨著社會的發(fā)展，雖然現(xiàn)在的摩擦 磨損試驗機相較以前已經(jīng)有了很大發(fā)展，不過還沒有達到完美無缺的程度，在很多方面仍然有著發(fā)展的空間。比如在某些真空狀態(tài)下、極限的超高溫度下或者是超高轉(zhuǎn)速的高強度工作負(fù)荷下，這些惡劣載荷 塊 潤滑油 試件 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 的環(huán)境都比較難模擬，所以很難進行摩擦磨損實驗，不過也不是毫無建樹，目前我們國家也研制出了一些專門針對特殊環(huán)境下的特種摩擦磨損試驗機，不過這些試驗機由于新近研發(fā)，仍有許多問題，無法形成經(jīng)濟價值。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 第二章 總體方案設(shè)計 摩擦磨損試驗機的設(shè)計及要求 大學(xué)四年，悄然逝去。這四年里，不僅是學(xué)習(xí)的過程，也是一段提高期， 學(xué)到了很多，可畢竟只是書本上的理論知識，和實際的仍然有很大的差別，通過此次畢業(yè)設(shè)計，我可以更好的總結(jié)所學(xué)的理論知識并進行實踐，從而鍛煉自己，也是為以后的職業(yè)生涯積累經(jīng)驗。 設(shè)計也是教育的一個重要組成部分，在這次畢業(yè)設(shè)計中，我需要靈活運用所學(xué)的知識體系，提高自己的分析能力，養(yǎng)成解決問題的認(rèn)真態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格，在老師的指導(dǎo)下，更快更好的完成并且完善自己的摩擦磨損試驗機。同時也要學(xué)習(xí)更快更好的查閱文獻資料和所需文檔，學(xué)會參考資料，收集和比較有價值的數(shù)據(jù)，盡可能吸收其他試驗機的優(yōu)點，在原有基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新，并且因為條 件有限，所以設(shè)計的試驗機需要結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定可靠，制作費用低廉，具有更好的使用價值和良好的經(jīng)濟效益 。 在潤滑油的摩擦磨損性能試驗中，需要測定摩擦力、摩擦系數(shù)、摩擦力矩、磨損量及磨損率等具體參數(shù)。通常的試驗方法有兩種 :一種是按試驗規(guī)范或者標(biāo)準(zhǔn)進行，如潤滑劑承載能力測定法（如四球法）；一種是在相同的模擬工作條件下，進行對比試驗。前一種方法試驗規(guī)范、得到的數(shù)據(jù)較為可靠。但對實驗條件要求高，而且標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備價格昂貴；后一種方法試驗在設(shè)計方面就比較靈活，試驗的環(huán)境和設(shè)備的選擇有一定的自主性，可以根據(jù)具體實驗要求，模擬不 同的工作條件，自己研制儀器設(shè)備 6。因為考慮到成本等問題，所有選取第二種實驗方法，要求設(shè)計出來的摩擦磨損試驗機結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠， 制作費用低廉， 能夠測出材料副相對運動的摩擦力大小，從而計算出摩擦系數(shù)和摩擦力矩。 摩擦磨損試驗機的結(jié)構(gòu)及組成 該試驗機主要測試組件由油箱、動力系統(tǒng)、磨損測試組件及摩擦組成。 其中，摩擦組件的兩部分構(gòu)成分別是加載組件以及測力組件 ，其結(jié)構(gòu) 原理如圖 示。 載組件 加載組件是 實現(xiàn)試驗機加載的部分，由于摩擦力是在一定壓力下產(chǎn)生的，所買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 以加載組件是必不可少的。 摩 擦磨損試驗機的重要參數(shù)之一是載荷，載荷在試驗過程中需要保證一定的穩(wěn)定性。試驗機對于載荷的精度要求較高，國內(nèi)試驗機載荷數(shù)值的相對誤差在正負(fù) 間。在摩擦磨損試驗機上減小加載系統(tǒng)的摩擦阻力可以滿足載荷的精度要求。目前機械式、液壓式和電磁式是摩擦磨損試驗機常用的三種加載方式。其中，機械式加載又分為四種加載形式：彈簧加載、杠桿加載和重物直接加載以及以上三種加載方式的組合形式 7。其中，杠桿加載以及重物直接加載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都相較簡單，加載精度高，但是在遇到摩擦副運動不穩(wěn)定的情況下卻會引發(fā)振動和沖擊；彈簧加載產(chǎn)生的振動相對較小，但是，彈簧加載的精度不高，難以實現(xiàn)載荷的精確調(diào)整。動壓加載和靜壓加載是液壓式加載的兩種形式，但液壓加載很難維持載荷的穩(wěn)定性。電磁加載相對來說容易實現(xiàn)負(fù)荷的自動控制，但它的弱點是控制部分的成本較高，并且在先有的摩擦磨損試驗機上應(yīng)用的較少。 加載組件的基本要求： (1)加載系統(tǒng)要可以穩(wěn)定地施加壓力并且為了保證試驗過程的需要，應(yīng)該便于操作和控制。便于操作包括可以較為簡 單地施加載荷并且保證施加載荷能夠控制在一定范圍內(nèi)，卸載時同樣應(yīng)該方便。 (2)加載組件的壓力應(yīng)該便于控制和測量，只有壓力便于控制，才能保證試驗測量的數(shù)據(jù)和結(jié)果的精確性和穩(wěn)定性。 因為考慮到設(shè)計的是較為簡單的摩擦磨損試驗機，對于精度要求不高，所以最終我選擇了通過螺母擰緊，推動彈簧加載的方式，這樣設(shè)計的優(yōu)點是彈簧加載產(chǎn)生的振動比較小，而且結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，成本經(jīng)濟實惠。缺點是加載的精度不高。 在本次設(shè)計中，加載組件是由調(diào)節(jié)套、擰緊螺母、端板 3 部分組成。調(diào)節(jié)套套在螺母上，調(diào)節(jié)套上攻有外螺紋和端板中心孔的內(nèi)螺紋組 成螺旋副，進行力的傳遞。在使用該加載組件在試驗機內(nèi)部進行加載時，采用人工手動加載，力的大小未知?？梢愿鶕?jù)胡克定律來計算摩擦力的大小。 設(shè)計參考如圖 1所示，用兩根圓鋼桿穿過固定塊 3，一端固定在滾動軸承 5上，另一端焊接在端板上，端板上攻有內(nèi)螺紋，使得擰緊螺母 1可以擰進擰出。擰緊螺母 1擰緊，由于螺旋副的作用，螺母同時在做直線運動，把力傳給壓縮彈簧 2推動固定塊 3，固定塊將磨塊壓緊在摩擦環(huán)塊 4上，兩者就產(chǎn)生摩擦。通過測量壓縮彈簧的壓縮長度，根據(jù)胡克定律 N=以求出正壓力 N，其中 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 數(shù)， 力組件 測力組件主要是通過觀察刻度盤來直觀的了解摩擦力的大小，它是由刻度盤、指示力臂和拉伸彈簧組成的。如圖 1所示，指示力臂固定連接在滾動軸承 5上，由于摩擦力的影響，指示力臂發(fā)生轉(zhuǎn)動，克服拉伸彈簧的彈力直至平衡 8。 摩擦磨損試驗機的工作原理 該機構(gòu)的受力簡圖如下： 圖 力簡圖 如圖 示，主要有如下零件組成： 這是油箱內(nèi)部機構(gòu)的一個受力簡圖。這里簡單介紹一下試驗機的工作原理及各零部件的作用： 加載組件的關(guān)鍵部件，產(chǎn)生正壓力。 用兩邊對稱的形式，保證兩邊通孔相對稱。兩邊通孔用來安裝導(dǎo)向桿。 到彈簧力會推動磨塊運動。固定塊通過兩邊的導(dǎo)向桿導(dǎo)向，順著導(dǎo)向桿做往復(fù)運動。 生向下的摩擦力。 一端與指示力臂一同固定在固定套上，可以繞著連接環(huán)塊的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 軸轉(zhuǎn)動。 過擰開放油螺釘實現(xiàn)放油。 為深溝球軸承主要受一個徑向力，它在理論上不受軸向力的作用或者只受輕微軸向力作用。此外它還具有一定的調(diào)心作用。 加一個拉力保證受力平衡。 摩擦環(huán)塊與磨塊形成摩擦，產(chǎn)生向下的摩擦力時，指示力臂受摩擦力影響發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 潤滑油，油箱上端設(shè)有進油口和觀察口，底部設(shè)有放油螺釘，可以根據(jù)實驗需要自行加油和放油。 且?guī)в袦囟扔嬁梢詼y量油液溫度。 工作原理：如圖 示，首先啟動電動機，電動機通過聯(lián)軸器與傳動軸連接，從而帶動傳動軸開始轉(zhuǎn)動，傳動軸上安裝一個摩擦環(huán)塊并且通過鍵連接固定。摩擦環(huán)塊繞傳動軸做逆時針轉(zhuǎn)動。我們通過擰緊螺母來壓縮彈簧產(chǎn)生正壓力，彈簧受到外力作用變形，從而產(chǎn)生彈簧力，彈簧力推動固定塊沿著導(dǎo)向桿向前運動。磨塊固定在固定塊上，一起向前運動，與摩擦環(huán)塊相接觸，產(chǎn)生正壓力，當(dāng)摩擦環(huán) 塊逆時針轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生一個向下的摩擦力。導(dǎo)向桿和指示力臂一同固定在固定套上，可以繞著傳動軸中心轉(zhuǎn)動，指示力臂與拉伸彈簧連接。當(dāng)受到向下的摩擦力作用時，指示力臂向左偏轉(zhuǎn)拉動拉伸彈簧伸長，直至摩擦力矩與拉伸彈簧對固定套產(chǎn)生的力矩達到平衡。這里正壓力等于擰緊壓縮彈簧產(chǎn)生的彈簧力，我們可以通過胡可定律 F=以計算出壓縮彈簧的彈簧力也就是正壓力以及拉伸彈簧的拉力，在求得正壓力和拉力的情況下通過力矩平衡公式又可以計算出摩擦力的大小，相應(yīng)地再通過摩擦力計算公式 F=及摩擦力矩的計算公式 T=可以得到相應(yīng)的摩擦 系數(shù)及摩擦力矩。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 第三章 零部件設(shè)計 電機的選取 動力系統(tǒng)是摩擦磨損試驗機的重要組成部分之一，而摩擦磨損試驗機的性能價格比在很大程度上要取決于驅(qū)動方法以及驅(qū)動裝置的選擇。根據(jù)驅(qū)動裝置的不同 , 摩擦磨損試驗機的驅(qū)動機構(gòu)可以大致分為四大類：液壓驅(qū)動、氣動驅(qū)動、電機驅(qū)動和機械驅(qū)動。而本次設(shè)計我們根據(jù)性能要求和經(jīng)濟實用等方面選用電動機來驅(qū)動摩擦磨損試驗機，這樣設(shè)計的試驗機有著結(jié)構(gòu)簡單、機構(gòu)緊湊、重量輕、工作穩(wěn)定和控制方便等優(yōu)點。因此，本次摩擦磨損試驗機選取電機驅(qū)動的驅(qū)動方式進行設(shè)計。 電動機是一 種標(biāo)準(zhǔn)部件，可以進行批量生產(chǎn)，主要通過結(jié)構(gòu)、類型、功率和轉(zhuǎn)速來選擇電動機。根據(jù)電源，工作條件和載荷特點來選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)型式。電動機選用變頻電機，可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)變速，可以進行不同的轉(zhuǎn)速對摩擦力影響的實驗。電機主要承受的負(fù)載為摩擦環(huán)塊產(chǎn)生的摩擦力，而傳動軸上滾動軸承、固定套的摩擦力由于油脂潤滑，可以忽略不計。電機的輸出扭矩要大于磨塊與摩擦環(huán)塊之間的摩擦力產(chǎn)生的扭矩，這里根據(jù)需要選擇了 電機，型號為伺服電機，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為機械能，轉(zhuǎn)速通過脈沖頻率控制最高為1360r/電動機。 圖 機 油箱設(shè)計 油箱的設(shè)計尺寸為 600*300*400箱的頂部部分采取封閉設(shè)計，這樣是為了避免油液飛濺 ，同時可以起到固定拉伸彈簧和刻度板以及作為加力杠桿的支買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 點的作用。在油箱的頂部設(shè)計有 一個觀察口，通過這個觀察口我們可以隨時觀察油箱內(nèi)部的摩擦磨損現(xiàn)象，而在油箱頂部左下角還設(shè)計有一個空氣過濾器，是作為加油口存在的，主要是起到一個加油排放空氣的作用。在油箱底部，有四個支架，支撐著油箱，另外在底部還有一個放油螺釘，通過球閥的擰開與擰緊控制，起到放油的作用。通過放油螺釘，可以進行對比實驗 ，例如在相同的材料及轉(zhuǎn)速下，不同介質(zhì)的潤滑油對于摩擦力的影響，也可以對比在相同的環(huán)境下，有無潤滑油對于摩擦力的影響 9。 圖 箱 傳動軸設(shè)計 傳動軸主要是用來連接電動機并且裝配一些零部件，因為在傳動軸中間需要固定摩擦環(huán)