【正文】 形式和重迭系數(shù)，而且它們還對潤滑狀態(tài)、壓力大小、相對運動速度以及磨損量等都有影響。有些試樣試驗機規(guī)定了試樣的形狀和尺寸。 試樣中的固定件與運動材料不同時，一般不宜倒轉(zhuǎn)裝配，特別是在干摩 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 共 37 頁 擦或固體潤滑的情況下。 運動形式：試樣相對運動所形成的滑動、滾動或復(fù)合摩擦形式不同，對潤滑狀態(tài)或破壞特征等都有影響。 速度：速度對磨損影響比較復(fù)雜，速度改變摩擦系數(shù)一般發(fā)生變化；摩擦材料變形速度 和接觸區(qū)的溫度也發(fā)生變化，甚至改變了磨損形式和潤滑狀態(tài)。 溫度： 溫度是影響摩擦過程的一個重要參數(shù)。當摩擦副相互滑動時，溫度的變化使表面材料的性質(zhì)發(fā)生變化，從而影響摩擦系數(shù)，并隨摩擦副工作條件的不同而變化。 溫度與速度一樣，對磨損影響同樣是比較復(fù)雜的。溫度升高到一定程度，材料的摩擦系數(shù)和磨損量都將變化；溫度升高，潤滑油的 黏度 下降 ，嚴重時甚至破壞油膜，改變潤滑狀態(tài)。 壓力：壓力改變，摩擦副的摩擦磨損特性隨之改變，潤滑狀態(tài)也隨之改變。 周圍環(huán)境介質(zhì)：周圍環(huán)境的水汽、空氣、灰塵以及其它氣體的改變 ，對摩擦副 材料和潤滑材料都有影響。摩擦表面的狀態(tài)控制不嚴，將引起摩擦磨損測量結(jié)果無規(guī)律的變化。因此，試驗過程應(yīng)防止摩擦表面被異物污染，防止微粒侵入，以及在裝卸試件時保證重裝的位置精度。 潤滑方式：不僅潤滑劑種類和數(shù)量有影響，而且潤滑條件（全浸、滴油、飛濺）以及給油方式（ 開式、閉式、有否過濾器等 ） 對摩擦副都有直接影響。 試驗時間：在一定的試驗條件下，要確定試驗時間時，應(yīng)注意不同材料在不同磨損階段所發(fā)生的急劇改變，不能片面地強化試驗條件，以求縮短試驗時間，否則有可能改變破壞狀態(tài)。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 共 37 頁 第 2 章 結(jié)構(gòu)介紹 試驗機原理以及測試方法 （一）試驗機原理 選用可調(diào)速 電動機 ，經(jīng)聯(lián)軸器帶動主軸旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動 載物盤回轉(zhuǎn)， 試件安裝在 載物盤 中并隨 載物盤 一起回轉(zhuǎn)， 摩擦球裝在夾具 中。載荷由 砝碼添加到加載盤中，由傳感器直接測的摩擦副所受的正壓力，摩擦力由 另一傳感器經(jīng)計算后得出。工作時，可在下試件表面上滴潤滑油（邊界潤滑），也可不加潤滑油（干摩擦）。 （二）測試方法 磨損量的測量通過加 載荷 的變化來確定，同時摩擦力的測定采用壓力傳感器來實現(xiàn)，并且通過改變加 載荷 的大小，可以調(diào)節(jié)摩擦副的接觸正壓力。根據(jù)庫侖定律計算摩擦系數(shù)： μ =F/N 式中：μ —— 摩擦系數(shù)； F—— 摩擦力； N—— 摩擦副承受的正壓力。 圖 3 試驗機原理 圖 電動機 聯(lián)軸器 摩擦球 式樣 夾具 彈簧 加力桿 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 共 37 頁 總體設(shè)計 驅(qū)動部分和傳動部分 （一）驅(qū)動部分 （ 1）選擇原理 電動機是一種標準系列產(chǎn)品，使用時只需合理選擇其類型和參數(shù)即可。電動機的類型有交流電動機、直流電動機、步進電動機和伺服電動機等。直流電動機和伺服電動機造價高，多用于一些有特殊需求的場合；步進電動機常用于數(shù)控設(shè)備中。由于交流異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作穩(wěn)定可靠、容易維護，且交 流電源易于獲得，故是機械設(shè)備最常用的原動機。一般工程上常用三相異步交流電動機，其中 Y 系列為全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，電源電壓 380V，用于非易燃、易暴、腐蝕性工作環(huán)境，無特殊要求的機械設(shè)備，也適用于某些起動轉(zhuǎn)矩有較高要求的機械，如壓縮機等 ， 廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟各部門，作為機床、風(fēng)機、水泵、壓縮機、起重運輸機械、建筑機械、食品機械、農(nóng)業(yè)機械、冶金機械、化工機械等的動力。在各類時機中，異步電動機應(yīng)用最廣。 （ 2）具體計算 電動機功率選擇是否合適，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。功率選小了不能保證工 作機的正常工作，或使電動機因超載而過早損壞；功率選的過大則電動機的價格高，能力又不能充分發(fā)揮，由于經(jīng)常不在滿載下運轉(zhuǎn)，效率和功率因素都較低，即所謂“大馬拉小車”，造成浪費。 由交流可調(diào)速電動機實現(xiàn)無級變速轉(zhuǎn)動，選擇電動機： 已知 :d=30 ㎜ =， n=750r/min 設(shè)μ =～ 承受最大扭矩： T=50 ㎏ ㎏μ = 額定功率： P=9550T n= 750= 所以選擇 YCTD1124B調(diào)速電動機，結(jié)構(gòu)示意圖 4如下： 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 共 37 頁 圖 4 電動機結(jié)構(gòu)示意圖 （二）傳動部分 （ 1）選擇原則 根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被聯(lián)接兩部件的安裝精度等，參考各類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇時可考慮以下幾點： 1）所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對緩沖減振功能的要求。例如，對大功率的重載傳動，可選用齒式聯(lián)軸器；對嚴重沖擊載荷或要求消除軸系扭轉(zhuǎn)振動的傳動，可選用輪胎式聯(lián)軸器等具有高彈性的聯(lián)軸器。 2）聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。對于高速傳動軸，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸 器，例如膜片聯(lián)軸器等，而不宜選用存在 偏心的滑塊聯(lián)軸器等。 3）兩軸相對位移的大小和方向。當安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴格精確對中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對位移時，應(yīng)選用擾性聯(lián)軸器。例如當徑向位移較大時，可選滑塊聯(lián)軸器，角位移較大或相交兩軸的聯(lián)接可選用萬向聯(lián)軸器等。 4）聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。通常由金屬元件制成的不需潤滑的聯(lián)軸器比較可靠；需要潤滑的聯(lián)軸器，其性能易受潤滑完善程度的影響，且可能污染環(huán)境。含有橡膠等非金屬元件的聯(lián)軸器對溫度、腐蝕性介質(zhì)及強光等比較敏感，而且容易老化。 5）聯(lián)軸器的制造 、安裝、維護和成本。在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護簡單、成本低的聯(lián)軸器 。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡單，而且裝 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 11 頁 共 37 頁 拆簡單，可用于低速、剛性大的傳動軸。一般的非金屬彈性元件聯(lián)軸器（例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器等），由于具有良好的綜合性能，廣泛適用于一般的中小功率傳動。 （ 2）具體選用 由 聯(lián)軸器連接 軸 2 和電動機，查《機械零件設(shè)計手冊》由軸徑和轉(zhuǎn)速等條件選擇 HL1Y24 型號的彈性柱銷聯(lián)軸器， 機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離，只有在機器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。 工作時是通過主 動軸上的鍵、半聯(lián)軸器、柱銷、另一半聯(lián)軸器及鍵而傳到從動軸上 去 的。 為了防止柱銷脫落，在半聯(lián)軸器的外側(cè)，用螺釘固定了擋板。 它的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，裝拆和更換彈性元件較方便，不需沿軸向移動兩半聯(lián)軸器。柱銷為尼龍，耐磨性較好，使用壽命超過橡膠彈性套。缺點是：尼龍柱銷彈性不及橡膠，有吸水性，尺寸穩(wěn)定性較差。補償兩軸相對位移量小。應(yīng)用：主要用于載荷較平穩(wěn)，起動頻繁，軸向竄動量較大，對緩沖要求不高的傳動軸系。工作溫度為 20～ +70℃。 鍵槽柱銷圖 5 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖 加載試驗部分 （一） 彈簧 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 共 37 頁 彈簧的 應(yīng)用 ： 彈簧是一種彈性元件，它可以在載荷作用下產(chǎn)生較大的彈性變形。彈簧在各類機械中應(yīng)用十分廣泛，主要用于： 1）控制機構(gòu)的運動，如制動器、離合器中的控制彈簧，內(nèi)燃機氣缸的閥門彈簧等。 2）減振和緩沖，如汽車、火車車廂下的減振彈簧，以及各種緩沖 器用的彈簧等。 3）儲存及輸出能量，如鐘表彈簧、槍閂彈簧等。 4）測量力的大小，如測力器和彈簧秤中的彈簧等。 彈簧的作用： 當加載時以及免沖擊破壞被測材料表面，影響其摩擦性能的測定，彈簧的設(shè)計要保證其上部分落在套筒上， 避免重心不穩(wěn)。彈簧的成品表面質(zhì)量要求光滑，不允許有裂紋、氧化皮、銹蝕等缺陷；有工作極限負荷要求的壓縮、拉伸、扭轉(zhuǎn)時彈簧不允許有永久變形。 彈簧的設(shè)計： 為防止載入時沖擊過大而損壞試件，設(shè)計帶有彈簧承載件，彈簧的選擇要保證加載后載物圓盤落至彈簧周圍的套筒上。 壓縮次數(shù)： N＜ 105 壓縮量： h=30 ㎜ 載荷 1P =3 ㎏ 所需彈簧剛度： P? = 30310? = 材料：碳系彈簧鋼絲 材料強度系數(shù)： 1b? =250 ㎏ /㎜ 2 材料指數(shù)： s= 許用應(yīng)力系數(shù)： a= ∴12 baP ??= ? = 查表得： M= 采用試算法： 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 13 頁 共 37 頁 取 c=，∴ d==≈ 2 否 取 c=10， D? =， d? = ∴ d=M d? = =≈ 2 2D =d c= 10=≈ 20 ∴彈簧外徑： D=20+2=22 單圈剛度： ?1P =34208 28000?? =2 工作圈數(shù)： n= ≈ 9 取支承圈數(shù)為 總?cè)?shù)： 1n =n+= 在 2P 作用下圈的間隙： tV = 210 =≥ = 彈簧圈距： t=?12PP+d+tV =210 +2+= 極限載荷： 3P = 2P = ㎏ 1P 作用下的變形量： 1F =1P ?1Pn =9 23 = ㎜ 2P 作用下的變形量： 2F = 2P ?1Pn =10 29 =45 ㎜ 彈簧的自由長度： H=（ td） n+（ 1n ） d= ㎜ 彈簧絲展開長度： L≈ 12nD? ≈ 20 = ㎜ 勁度系數(shù)： k=11FP =22FP =4510 = = ㎏ /㎜ 彈簧 的制造 螺旋彈簧的制造工藝包括： a）卷制； b）掛鉤的制作或端面圈的精加工； c）熱處理； d）工藝試驗及強壓處理。 對于重要的壓縮彈簧，為了保證兩端的承壓面與其軸線垂直，應(yīng)將端面圈在專用的磨床上磨平；對于拉伸及扭轉(zhuǎn)彈簧，為了便于聯(lián)接、固著及加載，兩端應(yīng) 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 14 頁 共 37 頁 制有掛鉤或桿臂。 彈簧在完成上述工序后，均應(yīng)進行熱處理。冷卷后的彈簧只作回火處理，以消除卷制時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。熱卷的須經(jīng)淬火及中溫回火處理。熱處理后的彈簧，表面不應(yīng)出現(xiàn)顯著的脫碳層。 此外，彈簧還須進行工藝試驗和根據(jù)彈簧的技術(shù)條件的規(guī)定進行精度、沖擊、疲勞等試驗，以 檢驗彈簧是否符合技術(shù)要求。要特別指出的是，彈簧的持久強度和抗沖擊強度，在很大程度上取決于彈簧絲的表面狀況，所以彈簧絲表面必