【正文】 往復式摩擦磨損實驗臺的設計畢業(yè)論文目 錄 CONTENT第 1 章 緒論.............................................................................................1 課題研究的現(xiàn)狀 .................................................................................................1 摩擦磨損實驗的目的...........................................................................................3 發(fā)展趨勢...............................................................................................................3 摩擦磨損試驗機測控技術及其發(fā)展...................................................................4 小結......................................................................................................................5第 2 章 摩擦磨損試驗機的影響因素.....................................................6 試驗條件的影響...................................................................................................6 測量參數(shù)的影響...................................................................................................6第 3 章 摩擦磨損實驗臺結構設計的相關計算....................................7 往復式摩擦磨損試驗臺的工作原理..................................................................7 傳動的計算..........................................................................................................7 主要零部件的分析和校核..................................................................................8 電機和減速器的選擇及其主要參數(shù)............................................................8 齒輪 1 和齒輪 2 的分析和校核....................................................................8 同步帶的傳送和計算....................................................................................9 主軸的計算....................................................................................................11 主軸的強度校核............................................................................................11 主軸上鍵的強度校核....................................................................................12 摩擦銷的結構設計...........................................................................................................12.第 4 章磨損量的測量...............................................................................12 ..............................................................................12 摩擦系數(shù)測試部分............................................................................................................13小結...........................................................................................................................15致謝...........................................................................................................................16參考文獻...................................................................................................................17附錄一 外文原文...................................................................................................................281 附錄二 中文翻譯....................................................................................................342往復式摩擦磨損試驗臺的設計第 1 章 緒論 課題研究的現(xiàn)狀 1910 年第一臺磨料磨損試驗機問世，1975 年美國潤滑工程學會（ALSE）編著的“摩擦磨損裝置”一書中所公布的不同類型摩擦磨損試驗機已有上百種，僅幾十年來，摩擦磨損試驗機和試驗方法有了較大發(fā)展，但價格都比較昂貴。80 年代初美國的 Soemantei S 等人 [1]最早從事高溫磨損試驗機的研究，共研制了三臺高溫磨料磨損試驗機。并在這些試驗機上研究了純鋁和純銅在室溫到 400℃范圍內(nèi)大氣氣氛下磨料磨損的特性。80 年代末德國的 Fischer A 等人 [2]在總結前人對試驗機研究的基礎上，研制一臺氣氛可控的高溫三體磨損試驗機。該機最大的優(yōu)點是氣氛可控、嚴格保證試驗的主要因素（溫度、磨料、再喝等）恒定，實驗數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好。主要缺點是：耐高溫工作部位未設冷卻系統(tǒng)，影響設備精度；同時由于該機未考慮高溫氧化對磨損的影響，在該機測定高溫氧化與磨損的交互作用時誤差較大。90 年代西交大的邢建東等人 [3](研制的高溫磨損試驗機在電阻爐中的磨損室內(nèi)裝有一水平放置的砂輪，砂輪上有一定的松散磨料。試樣夾上相同成分的 3 個試樣受載荷作用于表面鋪有松散磨料的砂輪上，由于試樣和砂輪及其松散磨料間的相對運動而產(chǎn)生兩體和三體混合磨料磨損。該機即可嚴格控制溫度，一次 3 個試樣可減少重復試驗次數(shù)。但其主要不足是：(1) 試樣總在同一軌跡上反復磨損，摩屑潛入砂輪間隙，使砂輪研磨能力逐漸下降；（2）氣氛不易控制；（3）這種混合磨損與實際工礦相差較遠。近年來，西交大吳文忠、邢建東等人在 Fischer A 的高溫氧化磨損試驗機的基礎上，研制一臺高溫氧化三體磨損試驗機，該機的主要優(yōu)點是：摩擦學系統(tǒng)設計合理；氣氛可控，溫度可控；關鍵部件設有冷卻系統(tǒng)。主要不足是：密封還存在一些問題；冷卻系統(tǒng)還不夠完善；氣氛成分不能定量測定等。太原理工大學的楊學軍等研制了一臺高溫銷盤磨損試驗機，該機結構簡單，操作方便，加熱溫度可控，能在 1000℃范圍內(nèi)對各種金屬材料的摩擦磨損特性進行研究，摩擦速度可調(diào)，所加載荷穩(wěn)定，試驗磨損均勻，對試驗參數(shù)的變化反應敏感 [4]。北方交大的李霞等 [5]研制的高速摩擦磨損試驗機，其最大滑動速度可達 70m∕s，可以測量高速狀態(tài)下的摩擦學參數(shù)；可以模擬高速列車制動；可以實現(xiàn)多個測試數(shù)據(jù)的顯示與同步記錄。崔周平等人 [6]研制的 M1 型真空摩擦磨損試驗機。該機可以提供從大氣 103Pa 的壓力環(huán)境；測量的參數(shù)較多，除了測力和速度等參數(shù)外，還可以測量溫度和摩擦引起的震動頻率等；同時具有較為完善的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)；只須改變夾具及其附件，便可實現(xiàn)多種接觸形勢和相對運動形式，以及不同的系統(tǒng)剛度和震度特性，拓寬了試驗機的應用范圍。3哈工大的宋寶玉等人 [7]研究的 SYⅠ型真空摩擦磨損試驗機，可以提供 4103Pa的壓力環(huán)境，速度在 0~2800r／min 范圍內(nèi)可調(diào)，并且可以自動進行數(shù)據(jù)采集和處理。該機可以在真空、不同氣候環(huán)境、加熱及冷卻等多種條件下測定材料的摩擦性能。北方交大的徐雙滿等人 [8]為了研究機車柴油機缸套活塞環(huán)材料的摩擦學性能研制一臺往復式銷塊摩擦磨損試驗機，該試驗機可以在一定范圍內(nèi)實行載荷、速度、潤滑脂的單因素控制，但該試驗機磨損量的測量采用的是不連續(xù)的稱重法。以上這些摩擦試驗機多采用靜態(tài)選位法觀察試件，雖然簡單易行，但不能獲得摩擦過程的動態(tài)信息，更不能對磨損（摩擦）過程進行動態(tài)觀測及動態(tài)數(shù)據(jù)記錄。參考文獻：[1]S. Soemantri, at al. Some aspects of abrasive wear at elevated temperatures[J].Wear. 1985, 104(1):77–91. [2]Tischer A. Construction of a new tester for elevated temperatures and First Result of Sliding Abrasion Test.）,Wear .(2):729734.[3]邢建東等，含碳量對 20%de Cr 合金氧化和高溫磨損性能的影響[J].機械工程學報，2022，28(6):3137.[4]楊學軍，趙浩峰，趙昕月，高溫銷盤磨損試驗機的研制[J].太原理工大學學報，2022，36(4):477499.[5]李霞，許志慶，楊勇，高速摩擦磨損試驗臺的總體設計[J].中國儀器儀，2022, 10（3）：2233.[6]崔周平，宋期，MT1 型真空摩擦磨損試驗機的研制[J].固體潤滑，2022，10（1）：6162.[7]宋寶玉，吉樂，張峰等，SY1 型摩擦磨損試驗機的研制[J].潤滑與密封，2022,1,6164.[8]楊雙滿，往復式摩擦磨損試驗機的研制[J].機車車輛工藝，2022，6,2224. 摩擦磨損實驗的目的摩擦磨損試驗的目的是為了對摩擦磨損現(xiàn)象及其本質(zhì)進行研究，正確的評價各種因素對摩擦磨損性能的影響，從而確定符合使用要求的摩擦副元件的最優(yōu)參數(shù)。摩擦磨損試驗研究的內(nèi)容非常廣泛，如討論摩擦、磨損個潤滑機理以及影響摩擦、磨損的諸因素，對新的耐磨、減摩及摩擦材料和潤滑劑進行評定等。由于摩擦磨損現(xiàn)象十分復雜，摩擦磨損條件不同，試驗方法和裝置種類繁多，如何準確地獲取摩擦磨損過程中的參數(shù)變化成為一個十分重要的研究課題。為了探索和驗證機械工程中摩擦磨損問題的機理以及有關影響因素，在摩擦學研究中展開摩擦磨損測試技術和數(shù)據(jù)分析研究具有非常重要的作用。 發(fā)展趨勢 隨著現(xiàn)代科學技術的進步，摩擦磨損測試技術呈快速發(fā)展之勢，摩擦磨損試驗機呈一下發(fā)展趨勢：4以高性能的電機系統(tǒng)取代機械變速系統(tǒng)目前，高性能的電機系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟，調(diào)速比可以達到一比幾百、幾千甚至更高。利用這種系統(tǒng)既可以實現(xiàn)轉動，也可以實現(xiàn)擺動和直線運動。由高性能電機直接驅動主軸，不僅能使機械結構大大簡化，而且還能降低試驗機的摩擦損耗，提高整機的壽命和可靠性。但高性能電機系統(tǒng)價格比較昂貴。在摩擦磨損試驗機上應用微型計算機微型計算機的價格低廉，操作簡單，性能穩(wěn)定，不僅可以取代以往的二次儀表對試驗機進行控制，而且還可以對測試參數(shù)進行自動采集和數(shù)據(jù)處理，因而能使試驗機的功能大大加強。改進測試手段提高穩(wěn)定性，提高測試精度提高試驗機的穩(wěn)定性，以使試驗結果具有更好的重復性和再現(xiàn)性 摩擦磨損試驗機測控技術及其發(fā)展摩擦磨損測試技術的發(fā)展與測試技術和測量儀器儀表的發(fā)展密不可分。在現(xiàn)代儀器儀表高度自動化和信息管理現(xiàn)代化的過程中，大量涌現(xiàn)出以計算機為核心的信息處理與控制相結合的實用系統(tǒng)，同時由于計算機網(wǎng)絡技術和通信技術的迅猛發(fā)展，控制網(wǎng)絡技術已成為自動化測控領域的發(fā)展熱點。這些技術的出現(xiàn)與發(fā)展有力的促進了摩擦磨損試驗技術和智能化摩擦磨損試驗機的發(fā)展。傳統(tǒng)的摩擦磨損