【正文】 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(cè)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(cè)量...............................................................................12 ..............................................................................12 摩擦系數(shù)測(cè)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(guó)潤(rùn)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(lái)，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 年代末德國(guó)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)。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。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(cè)定等。該機(jī)可以提供從大氣 103Pa 的壓力環(huán)境；測(cè)量的參數(shù)較多，除了測(cè)力和速度等參數(shù)外，還可以測(cè)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(shì)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。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(jiǎn)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(cè)及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄。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(cè)試技術(shù)和數(shù)據(jù)分析研究具有非常重要的作用。但高性能電機(jī)系統(tǒng)價(jià)格比較昂貴。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。隨著摩擦學(xué)研究的不斷深入，對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的要求也越來(lái)越高。但由于試驗(yàn)機(jī)的拖動(dòng)設(shè)備電動(dòng)機(jī)和交流變頻調(diào)速設(shè)備一般為交流強(qiáng)電設(shè)備，易產(chǎn)生強(qiáng)大的內(nèi)部干擾，同時(shí)工業(yè)環(huán)境、供電系統(tǒng)也會(huì)帶來(lái)各種外部干擾，雖可采用各種軟硬件抗干擾措施在一定程度上抑制這些干擾，但這些干擾扔會(huì)使以模擬形式傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生不穩(wěn)定的非正常波動(dòng)，甚至?xí)疠^大的跳躍，影響摩擦學(xué)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，同時(shí)這種形式的試驗(yàn)系統(tǒng)，信號(hào)經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換，會(huì)帶來(lái)一定的轉(zhuǎn)換誤差。自動(dòng)控制理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域正成為不可缺少和不可替代的強(qiáng)有力的控制工具。所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)機(jī)滿足下面的性能要求:試樣的尺寸：Φ 504。因此摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)就是要依據(jù)這種目的和既定的具體任務(wù)要求。在試驗(yàn)機(jī)上，對(duì)運(yùn)動(dòng)形式都有明確的規(guī)定，但對(duì)運(yùn)動(dòng)的位置精度卻要求不高，因此這方面可以忽略。其中機(jī)械式加載又可以分為杠桿加載、彈簧加載和重物直接加載或以上三種加載形式的組合，杠桿加載和重物加載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，載荷穩(wěn)定，不存在負(fù)荷保持的問題，加載精度高，但當(dāng)摩擦副運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定時(shí)卻會(huì)引起振動(dòng)和沖擊；彈簧加載產(chǎn)生的振動(dòng)較小，但是，彈簧加載精度不高，難于實(shí)現(xiàn)負(fù)荷精度調(diào)整。因而也是摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要參數(shù)。試驗(yàn)機(jī)的速度大小一般都要求可調(diào)，所能采用的方式有級(jí)調(diào)速和無(wú)極調(diào)速兩種。要在試驗(yàn)機(jī)上實(shí)現(xiàn)時(shí)間的控制，可以采用定時(shí)器控制動(dòng)力源，也有的是根據(jù)摩擦力或摩擦力矩的極限值來(lái)控制停機(jī)。然而，不論在哪種加載方式下。例如，在已知負(fù)荷 p的情況下，只要測(cè)出摩擦力 F，就可以根據(jù)公式 求出摩擦系數(shù)的數(shù)值。摩擦扭矩可以采用扭矩傳感器進(jìn)行測(cè)量，其安裝位置既可以作用在運(yùn)動(dòng)軸上，也可以是在固定軸上。記錄轉(zhuǎn)數(shù)最長(zhǎng)用的是機(jī)械式計(jì)數(shù)器。(5) 重復(fù)性和再現(xiàn)性摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)能否給出重復(fù)性和再現(xiàn)性都比較好的試驗(yàn)結(jié)果，取決于每次試驗(yàn)用的試桿和試驗(yàn)環(huán)境條件（包括儀器的工作狀態(tài)）是否都能保持一致。一般說(shuō)來(lái)，點(diǎn)接觸比面接觸受外界的影響較小，因而在相同條件下，點(diǎn)線接觸有利于再現(xiàn)摩擦副的接觸狀態(tài)。 條件—輸出齒輪 6 的扭矩為 。 根據(jù)查表得知，齒輪間的傳動(dòng)效率為 ?？紤]齒輪 2 與齒輪 6 的水平距離。連桿長(zhǎng)1150mm。減速器比 1000/13=77。 齒輪 1 和齒輪 2 的分析和校核 因傳動(dòng)尺寸無(wú)嚴(yán)格要求。 分度圓直徑：d =14 =266mm，d =14 =868 19?26 同步帶的傳送和計(jì)算 設(shè)計(jì)功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 查的 ， 是同步帶 dp ?AKA傳動(dòng)的工作情況系數(shù)，11 ??? 選定帶型和節(jié)距 根據(jù) 和轉(zhuǎn)速 ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)36min/1rn手冊(cè)》圖 確定為 XH 型，節(jié)距 mm 小帶輪齒數(shù) 根據(jù)帶型 XH 和帶輪轉(zhuǎn)速 ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查的小帶輪的最小齒數(shù) =24min 此處取 =25z 小帶輪節(jié)圓直徑 1d .???? 由表 查的外徑 大帶輪齒數(shù) 2z 2iz 大帶輪節(jié)圓直徑 d ???? 帶速 ??nv 初定軸間距 a ??2121)(. dad??? ?? 0 取 .21??da 帶長(zhǎng)及其齒數(shù) ??02121042aL??? = ??? =1908mm 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查的應(yīng)選用帶長(zhǎng)代號(hào)為 770 的 XH 型的同步帶，其節(jié)線長(zhǎng) ，節(jié)線長(zhǎng)上的齒數(shù) 。公式如下：??25,??rnP? = ，則符合要求。可以為不同直徑的摩擦球配備不同的內(nèi)徑夾持器。第 4 章 磨損量的測(cè)量 常用的磨損量的測(cè)量方法機(jī)械零件的磨損量通常用磨損件的質(zhì)量，體積減少量或者磨去厚度來(lái)表示。由于測(cè)量范圍的限制，稱量法僅適用于較小的試件。表面輪廓法可以記錄表面輪廓在磨損過程中的變化和磨損分布，但是輪廓法測(cè)量手續(xù)復(fù)雜，被測(cè)零件的形狀和尺寸受量程范圍限制。5 沉淀法或化學(xué)分析法沉淀法是將潤(rùn)滑油中所含的磨屑經(jīng)過過濾或者沉淀分離出來(lái)，再由稱重法測(cè)量磨屑質(zhì)量。摩擦力是兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，是一個(gè)變化值，可通過測(cè)量求得。設(shè)計(jì)中采用了較為簡(jiǎn)單的方法實(shí)現(xiàn)了相同的功能。在翻閱書本的過程中，此過程的應(yīng)用到了我在大三時(shí)所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)和互換性等課程。同時(shí)，我也掌握了一門畫圖軟件。感謝我的家人對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持；感謝我的母校太原理工大學(xué)給了我在大學(xué)四年深造的機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝老師和同學(xué)們四年來(lái)的關(guān)心和鼓勵(lì)。老師平日里工作繁多，但我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。[2]陳海燕，[J].材料導(dǎo)報(bào)，2022，12:1011.介紹了分形的概念以及分形維數(shù)的計(jì)算方法,重點(diǎn)討論了分形理論在摩擦學(xué)研究,如摩擦表面分析、摩擦磨損問題研究和滑動(dòng)摩擦溫度分布的分形模型等方面的應(yīng)用。作者認(rèn)為在繼續(xù)開展摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的同時(shí)，須大力推進(jìn)理論研究，非平衡態(tài)熱力學(xué)可做為該研究的基礎(chǔ)，熵可用作為表征量。第三公理——摩擦學(xué)行為是多個(gè)學(xué)科行為之間強(qiáng)耦合的結(jié)果 .由這些公理可以推導(dǎo)出一系列定理和相應(yīng)的系 .同時(shí)還討論了用系統(tǒng)的狀態(tài)方程和輸出方程描述含有摩擦副的系統(tǒng)的特性的方法 ,并給出了應(yīng)用舉例 [6]桂長(zhǎng)林， Ⅱ.固體潤(rùn)滑[J]，2022，1:58. 本講介紹采用設(shè)計(jì)方法學(xué)的方法對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究的結(jié)果,建立了摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的要求明細(xì)表,功能結(jié)構(gòu)圖、設(shè)計(jì)模幅箱和方案評(píng)價(jià)目標(biāo)樹。1215.將設(shè)計(jì)方法學(xué)的一般方法應(yīng)用于摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì),這對(duì)確定設(shè)計(jì)方案是科學(xué)的和行之有效的。1416.介紹了在 LabVIEW 開發(fā)平臺(tái)下 ,摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 ,實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、歷史曲線繪制和試驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)生成等功能。[11]劉毅斌，王毅 .摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)在線檢測(cè)系統(tǒng)[J].儀器標(biāo)準(zhǔn)化與測(cè)量， 2022，6:1719.現(xiàn)代摩擦學(xué)的試驗(yàn)研究對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)提出了更高的要求。通過對(duì)聚四氟乙烯材料的摩擦磨損性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證明該試驗(yàn)機(jī)性能穩(wěn)定,測(cè)試系統(tǒng)準(zhǔn)確可靠