【正文】 清機(jī)理，定量計(jì)算，預(yù) 測(cè)和控制摩擦磨損的目的，這些都對(duì)測(cè)試設(shè)備和測(cè)試技術(shù)提出了更高的要求。 關(guān)鍵詞： 試驗(yàn) 機(jī)、摩擦磨損、滑動(dòng) Sliding friction and wear test machine Abstract： The friction and wear test machine will be used in tribology research products related fields, at present, there is only the United States、 Britain、 Japan and a few countries have friction and wear test machine professional production enterprises, much of the information available shows the friction and wear test machine for testing the format almost slider, the diskbased, but in a certain range within load, speed, lubrication, temperature control and other factors. And the contact wire to wire more style, and mainly to achieve electrical contact under the conditions of the load, sliding speed, current, voltage singleand multifactor control. Therefore, to ensure that point contact wire in the research, experiment, development, development of a novel, simple, reliable performance, lower cost of sliding friction and wear test machine. Keywords： testing machine, friction and wear, sliding . 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁 共 37 頁 目 錄 序言 ………………………………………………………… ………… … 3 第 1 章 試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)和選擇原則 ………………………… … ……… 4 試驗(yàn)機(jī)的的基本原則 ………………………………………… ………………… 4 試驗(yàn)參數(shù)的選擇 ………………………………………… ……………………… 5 試驗(yàn)條件及影響因素 ………………………………………… ……………… … 6 第 2 章 結(jié)構(gòu)介紹 ………………………………… …………………… 7 試驗(yàn)機(jī)原理以及測(cè)試方法………………………………………… …………… 7 總體設(shè)計(jì)……………………………………… ……………………………… … 9 驅(qū)動(dòng)部分 和傳動(dòng)部分 ????????????????? ? ??? … 9 加載試驗(yàn)部分 ??????????????? ????????? 11 試驗(yàn)件夾裝部分 ??????????????? ???????? 17 零件 的 設(shè)計(jì) ……………………………………… …………………………… 18 軸的設(shè)計(jì) ??????????????? ??????????? 18 箱體 ??????????????? ????????????? 23 軸承的選擇 ??????????????? ?????????? 28 傳感器 ???????? ??????? ???????????? 30 計(jì)算方法 ??????????????? ??????????? 34 參考文獻(xiàn) ……………………………………………… ……………… 35 附錄 …………………………………………………………… …… … 36 致謝 …………………………………………………………… ……… 37 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 3 頁 共 37 頁 滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) 序言 運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦，由摩擦引起的磨損、潤(rùn)滑、材料與能源消耗等一系列摩擦學(xué)問題普遍存在，并對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 1 頁 共 37 頁 滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) 摘 要： 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)主要應(yīng)用于研究摩擦學(xué)產(chǎn)品的相關(guān)領(lǐng)域，目前，世界上只有美國、 英國、日本等少數(shù)幾個(gè)國家有摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，許多資料表明現(xiàn)有的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)所測(cè)試的式樣幾乎以滑塊、圓盤為主，而且可在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)載荷、速度、潤(rùn)滑量、溫度等因素控制。由于摩擦學(xué)科學(xué)所涉及的問題與節(jié)約能源、節(jié)約材料 、減少磨損、提高資源的利用率和保護(hù)環(huán)境等密切相關(guān)，成為我國走新興工業(yè)化道路和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)必須面對(duì)的科學(xué)問題，已經(jīng)受到了科技界的高度重視。 摩擦磨損是受多種非線性、強(qiáng)耦合因素作用的過程。 由于設(shè)計(jì)者水平有限，設(shè)計(jì)中難免有誤漏欠妥之處，敬請(qǐng)廣大讀者斧正。一般性的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)已傾向標(biāo)準(zhǔn)化，但看法還不完全一致，一般必須遵守的基本原則如下： （一）原則 1 磨損試件的接觸條件和運(yùn)動(dòng)形式要與實(shí)際零件工作情況相同。首先，試驗(yàn)設(shè)備必須具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性，這是由于在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定摩擦系數(shù)時(shí)，由于機(jī)構(gòu)內(nèi)的摩阻，常常導(dǎo)致數(shù)值不穩(wěn)定 。我們提出當(dāng)轉(zhuǎn)速、溫度、介質(zhì)、載荷不同情況下，結(jié)果有不同的變化。應(yīng)先做出時(shí)間與磨損的關(guān)系曲線，作為正確確定試驗(yàn)時(shí)間的根據(jù)， 其中要注意：考慮測(cè)量?jī)x器的精確度，為了 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 6 頁 共 37 頁 使測(cè)定磨損的精度在允許范圍內(nèi)，從試驗(yàn)獲得的磨損量應(yīng)該比可能的測(cè)量誤差要大得多。在潤(rùn)滑條件試驗(yàn)時(shí)一般很少在“混合潤(rùn)滑”情況下進(jìn)行。 試驗(yàn)條件及影響因素 （一）試驗(yàn)條件： 載荷： 1050 公斤 主軸轉(zhuǎn)速： 750r/min 試件直徑： 3050 ㎜ 厚度： 10 ㎜ 載荷固定在摩擦圓盤上，摩擦圓盤由主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 試樣中的固定件與運(yùn)動(dòng)材料不同時(shí)，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(jì)說明書（論文） 第 7 頁 共 37 頁 擦或固體潤(rùn)滑的情況下。當(dāng)摩擦副相互滑動(dòng)時(shí)，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。 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(duì)摩擦副材料和潤(rùn)滑材料 都有影響。 試驗(yàn)時(shí)間：在一定的試驗(yàn)條件下，要確定試驗(yàn)時(shí)間時(shí)，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(qiáng)化試驗(yàn)條件，以求縮短試驗(yàn)時(shí)間，否則有可能改變破壞狀態(tài)。 （二）測(cè)試方法 磨損量的測(cè)量通過加 載荷 的變化來確定，同時(shí)摩擦力的測(cè)定采用壓力傳感器來實(shí)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。直流電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)造價(jià)高，多用于一些有特殊需求的場(chǎng)合；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用于數(shù)控設(shè)備中。 （ 2）具體計(jì)算 電動(dòng)機(jī)功率選擇是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。例如，對(duì)大功率的重載傳動(dòng)，可選用齒式聯(lián)軸器；對(duì)嚴(yán)重沖擊載荷或要求消除軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的傳動(dòng)，可選用輪胎式聯(lián)軸器等具有高彈性的聯(lián)軸器。當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對(duì)中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)選用擾性聯(lián)軸器。含有橡膠等非金屬元件的聯(lián)軸器對(duì)溫度、腐蝕性介質(zhì)及強(qiáng)光等比較敏感，而且容易老化。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(dòng)。 它的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆和更換彈性元件較方便，不需沿軸向移動(dòng)兩半聯(lián)軸器。應(yīng)用：主要用于載荷較平穩(wěn)，起動(dòng)頻繁，軸向竄動(dòng)量較大，對(duì)緩沖要求不高的傳動(dòng)軸系。 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。 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(shí)彈簧不允許有永久變形。 彈簧在完成上述工序后，均應(yīng)進(jìn)行熱處理。 此外，彈簧還須進(jìn)行工藝試驗(yàn)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(yàn)，以檢驗(yàn)彈簧是否符 合技術(shù)要求。強(qiáng)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(shí)的最大應(yīng)力下降，從而提高彈簧的承載能力。 圖 7給出了碳素彈簧鋼絲的抗拉強(qiáng)度極限 。 4） 軋制鋼材的機(jī)械性能與鋼絲相同。所以說杠桿不論處于怎樣的靜止，都可以理解成平衡狀態(tài)。如：手推車， 瓶蓋起子。如：天平 。 增大加載力度。上試件為球體，可直接選用不同材料的標(biāo)準(zhǔn)軸承球；下試件為圓盤，可選用不同材料經(jīng)車削加工而成。 軸徑可按下式初定： d≥ ? ?3 T ??， ㎜ 式中， ??T? —— 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 MPa，查表得 ??T? =25? 45MPa，它是考慮了彎矩影響而降低了的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。 當(dāng)軸的變斷面是為了得到軸上零件的軸向定位面時(shí)，變斷面的位置應(yīng)與輪轂端面平齊；用軸套等零件來傳遞軸向載荷及軸向定位時(shí)，軸徑變化的 端面與軸套或輪轂端面間應(yīng)留有一小段距離，以保證零件可靠的定位。 （二）軸上零件的定位 為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。常用的周向定位零件有鍵、花鍵、銷、緊定螺釘以及過盈配合等，其中緊定螺釘只用在傳力 不大之處。 對(duì)于有剛度要求的軸（如機(jī)床主軸、跨度大的蝸桿軸等），應(yīng)進(jìn)行剛度計(jì)算。 （ 四 ） 軸的 計(jì)算 軸的直徑的計(jì)算 材料： 45 鋼 正火 硬度： 170? 217HBS 采用計(jì)算法：設(shè)傳遞的功率為 ，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件粗估軸徑 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 20 頁 共 37 頁 由公式 ? ?TTT d nPWT ?? ???? 9 5 5 0 0 0 0，得出 d≥ ? ?3 T ??? = 3 ?? ?≈ ㎜ （圓整，取 mind =12㎜ ） 又∵軸上有一個(gè)鍵槽