【正文】 往復(fù)式摩擦磨損實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)的目的...........................................................................................3 發(fā)展趨勢...............................................................................................................3 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測控技術(shù)及其發(fā)展...................................................................4 小結(jié)......................................................................................................................5第 2 章 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的影響因素.....................................................6 試驗(yàn)條件的影響...................................................................................................6 測量參數(shù)的影響...................................................................................................6第 3 章 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算....................................7 往復(fù)式摩擦磨損試驗(yàn)臺(tái)的工作原理..................................................................7 傳動(dòng)的計(jì)算..........................................................................................................7 主要零部件的分析和校核..................................................................................8 電機(jī)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(jì)算....................................................................................9 主軸的計(jì)算....................................................................................................11 主軸的強(qiáng)度校核............................................................................................11 主軸上鍵的強(qiáng)度校核....................................................................................12 摩擦銷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)...........................................................................................................12.第 4 章磨損量的測量...............................................................................12 ..............................................................................12 摩擦系數(shù)測試部分............................................................................................................13小結(jié)...........................................................................................................................15致謝...........................................................................................................................16參考文獻(xiàn)...................................................................................................................17附錄一 外文原文...................................................................................................................281 附錄二 中文翻譯....................................................................................................342往復(fù)式摩擦磨損試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)第 1 章 緒論 課題研究的現(xiàn)狀 1910 年第一臺(tái)磨料磨損試驗(yàn)機(jī)問世，1975 年美國潤滑工程學(xué)會(huì)（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(yàn)機(jī)已有上百種，僅幾十年來，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)和試驗(yàn)方法有了較大發(fā)展，但價(jià)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(yàn)機(jī)的研究，共研制了三臺(tái)高溫磨料磨損試驗(yàn)機(jī)。并在這些試驗(yàn)機(jī)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(jié)前人對(duì)試驗(yàn)機(jī)研究的基礎(chǔ)上，研制一臺(tái)氣氛可控的高溫三體磨損試驗(yàn)機(jī)。該機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是氣氛可控、嚴(yán)格保證試驗(yàn)的主要因素（溫度、磨料、再喝等）恒定，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好。主要缺點(diǎn)是：耐高溫工作部位未設(shè)冷卻系統(tǒng)，影響設(shè)備精度；同時(shí)由于該機(jī)未考慮高溫氧化對(duì)磨損的影響，在該機(jī)測定高溫氧化與磨損的交互作用時(shí)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(yàn)機(jī)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(gè)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(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生兩體和三體混合磨料磨損。該機(jī)即可嚴(yán)格控制溫度，一次 3 個(gè)試樣可減少重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)。但其主要不足是：(1) 試樣總在同一軌跡上反復(fù)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(shí)際工礦相差較遠(yuǎn)。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(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)上，研制一臺(tái)高溫氧化三體磨損試驗(yàn)機(jī)，該機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：摩擦學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理；氣氛可控，溫度可控；關(guān)鍵部件設(shè)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(xué)的楊學(xué)軍等研制了一臺(tái)高溫銷盤磨損試驗(yàn)機(jī)，該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，加熱溫度可控，能在 1000℃范圍內(nèi)對(duì)各種金屬材料的摩擦磨損特性進(jìn)行研究，摩擦速度可調(diào)，所加載荷穩(wěn)定，試驗(yàn)?zāi)p均勻，對(duì)試驗(yàn)參數(shù)的變化反應(yīng)敏感 [4]。北方交大的李霞等 [5]研制的高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其最大滑動(dòng)速度可達(dá) 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(dòng)；可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)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(yàn)機(jī)。該機(jī)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(dòng)頻率等；同時(shí)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(shí)現(xiàn)多種接觸形勢和相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式，以及不同的系統(tǒng)剛度和震度特性，拓寬了試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)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(yàn)機(jī)，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(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。該機(jī)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(jī)車柴油機(jī)缸套活塞環(huán)材料的摩擦學(xué)性能研制一臺(tái)往復(fù)式銷塊摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)可以在一定范圍內(nèi)實(shí)行載荷、速度、潤滑脂的單因素控制，但該試驗(yàn)機(jī)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(yàn)機(jī)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(dòng)態(tài)信息，更不能對(duì)磨損（摩擦）過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄。參考文獻(xiàn)：[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(duì) 20%de Cr 合金氧化和高溫磨損性能的影響[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2022，28(6):3137.[4]楊學(xué)軍，趙浩峰，趙昕月，高溫銷盤磨損試驗(yàn)機(jī)的研制[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2022，36(4):477499.[5]李霞，許志慶，楊勇，高速摩擦磨損試驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)[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(yàn)機(jī)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(yàn)機(jī)的研制[J].潤滑與密封，2022,1,6164.[8]楊雙滿，往復(fù)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制[J].機(jī)車車輛工藝，2022，6,2224. 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的目的摩擦磨損試驗(yàn)的目的是為了對(duì)摩擦磨損現(xiàn)象及其本質(zhì)進(jìn)行研究，正確的評(píng)價(jià)各種因素對(duì)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(yàn)研究的內(nèi)容非常廣泛，如討論摩擦、磨損個(gè)潤滑機(jī)理以及影響摩擦、磨損的諸因素，對(duì)新的耐磨、減摩及摩擦材料和潤滑劑進(jìn)行評(píng)定等。由于摩擦磨損現(xiàn)象十分復(fù)雜，摩擦磨損條件不同，試驗(yàn)方法和裝置種類繁多，如何準(zhǔn)確地獲取摩擦磨損過程中的參數(shù)變化成為一個(gè)十分重要的研究課題。為了探索和驗(yàn)證機(jī)械工程中摩擦磨損問題的機(jī)理以及有關(guān)影響因素，在摩擦學(xué)研究中展開摩擦磨損測試技術(shù)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(xué)技術(shù)的進(jìn)步，摩擦磨損測試技術(shù)呈快速發(fā)展之勢，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)呈一下發(fā)展趨勢：4以高性能的電機(jī)系統(tǒng)取代機(jī)械變速系統(tǒng)目前，高性能的電機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟，調(diào)速比可以達(dá)到一比幾百、幾千甚至更高。利用這種系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)。由高性能電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸，不僅能使機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，而且還能降低試驗(yàn)機(jī)的摩擦損耗，提高整機(jī)的壽命和可靠性。但高性能電機(jī)系統(tǒng)價(jià)格比較昂貴。在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)的價(jià)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(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行控制，而且還可以對(duì)測試參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)采集和數(shù)據(jù)處理，因而能使試驗(yàn)機(jī)的功能大大加強(qiáng)。改進(jìn)測試手段提高穩(wěn)定性，提高測試精度提高試驗(yàn)機(jī)的穩(wěn)定性，以使試驗(yàn)結(jié)果具有更好的重復(fù)性和再現(xiàn)性 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測控技術(shù)及其發(fā)展摩擦磨損測試技術(shù)的發(fā)展與測試技術(shù)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(dòng)化和信息管理現(xiàn)代化的過程中，大量涌現(xiàn)出以計(jì)算機(jī)為核心的信息處理與控制相結(jié)合的實(shí)用系統(tǒng)，同時(shí)由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為自動(dòng)化測控領(lǐng)域的發(fā)展熱點(diǎn)。這些技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展有力的促進(jìn)了摩擦磨損試驗(yàn)技術(shù)和智能化摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展。傳統(tǒng)的摩擦磨損