【正文】 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)。第2章 結(jié)構(gòu)介紹（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。電動機聯(lián)軸器摩擦球式樣夾具彈簧加力桿圖3 試驗機原理圖（一）驅(qū)動部分（1）選擇原理電動機是一種標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(hù)，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(jì)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(jì)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=n=750=所以選擇YCTD1124B調(diào)速電動機，結(jié)構(gòu)示意圖4如下：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(yán)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(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)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(dāng)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(hù)和成本。在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)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℃。圖5 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖（一）彈簧彈簧的應(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(dāng)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(fù)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＜壓縮量：h=30㎜載荷=3㎏所需彈簧剛度：==材料：碳系彈簧鋼絲材料強度系數(shù)：=250㎏/㎜材料指數(shù)：s=許用應(yīng)力系數(shù)：a=∴==查表得：M=采用試算法：取c=，∴d==≈2 否取c=10，=，=∴d=M==≈2 =dc=10=≈20∴彈簧外徑：D=20+2=22單圈剛度：==2工作圈數(shù)：n=≈9總?cè)?shù)：=n+=在作用下圈的間隙：==≥=彈簧圈距：t=+d+=+2+=極限載荷：==㎏作用下的變形量：==9=㎜作用下的變形量：==10=45㎜彈簧的自由長度：H=（td）n+（）d=㎜彈簧絲展開長度：L≈≈20=㎜勁度系數(shù)：k=====㎏/㎜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)制有掛鉤或桿臂。彈簧在完成上述工序后，均應(yīng)進(jìn)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(jìn)行工藝試驗和根據(jù)彈簧的技術(shù)條件的規(guī)定進(jìn)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，所以彈簧絲表面必須光潔，沒有裂紋和傷痕等缺陷。表面脫碳會嚴(yán)重影響材料的持久強度和抗沖擊性能。為了提高承載能力，還可在彈簧制成后進(jìn)行強壓處理或噴丸處理。強壓處理是使彈簧在超過極限載荷作用下持續(xù)6?48h，以便在彈簧絲截面的表層高應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生塑性變形和有益的與工作應(yīng)力反向的殘余應(yīng)力，使彈簧在工作時的最大應(yīng)力下降，從而提高彈簧的承載能力。但由于長期振動、高溫或腐蝕性介質(zhì)中的彈簧，不宜進(jìn)行強壓處理。圖6 承載件結(jié)構(gòu)示意圖彈簧的材料及許用應(yīng)力為了使彈簧能夠可靠地工作，彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限，同時應(yīng)具有足夠的韌性和塑性，以及良好的可熱處理性。在這次設(shè)計中，我們所采用的是碳素彈簧鋼絲，它的強度高，加工性能好，適用于小尺寸彈簧。圖7給出了碳素彈簧鋼絲的抗拉強度極限。圖7 碳素彈簧鋼絲的抗拉強度極限在圖7中要注意以下幾點：1）按受力循環(huán)次數(shù)N不同，彈簧分為三類：Ⅰ類N106；Ⅱ類N=103～105以及受沖擊載荷的場合；Ⅲ類N103