【正文】 ……………………2 選題的國內研究現(xiàn)狀 ……………………………………………………2 選題的國外發(fā)展趨勢 ……………………………………………………3 ………………………………………………5 ……………………………………………………………5第2章 摩擦磨損試驗原理與方法 …………………………………………………6 材料摩擦磨損的評定方法 ………………………………………………………6 摩擦的概念及類型 ………………………………………………………6 摩損的類型及評定方法 …………………………………………………6 摩擦磨損試驗方法分類 …………………………………………………………8 常用的幾種磨損試驗機 …………………………………………………………9 教學用磨損試驗機的功能需求…………………………………………………11 本章小結…………………………………………………………………………11第3章 磨損試驗機測試方案比較與分析 ………………………………………12 簡易環(huán)塊式方案…………………………………………………………………12 結構特點及工作原理 ………………………………………………… 12 主要組件 ……………………………………………………………… 13 設計啟示 ……………………………………………………………… 15 球盤式方案 …………………………………………………………………… 15 試驗機工作原理…………………………………………………………15 試驗機傳動方案…………………………………………………………16 試驗機機械部分特點……………………………………………………17 試驗機應用范圍…………………………………………………………18 設計啟示 ……………………………………………………………… 18 多用途型方案……………………………………………………………………18 試驗原理 ……………………………………………………………… 18 試驗機結構組成及其主要性能指標……………………………………19 設計啟示 ……………………………………………………………… 21 CJS106型試驗機……………………………………………………………… 21 基本結構及工作原理……………………………………………………21 設計啟示…………………………………………………………………23 本章小結…………………………………………………………………………24第4章 小型磨損試驗機試驗執(zhí)行部件的結構設計……………………………25…………………………………………………………… 25 ………………………………………………………… 27 試驗力加載組件設計……………………………………………………………27 本章小結…………………………………………………………………………28第5章 小型磨損試驗機整體結構設計……………………………………………29…………………………………………………………………… 29 …………………………………………………………………… 29 本章小結…………………………………………………………………………31第6章 試驗機零部件的設計與校核………………………………………………32…………………………………………………………………… 32 …………………………………………………………… 33 ………………………………………………………… 33 ……………………………………………………… 34………………………………………………………… 35………………………………………………………………………… 36 本章小結…………………………………………………………………………37結論 ………………………………………………………………………………………38參考文獻 …………………………………………………………………………………39致謝 ………………………………………………………………………………………40 學習好幫手. . . .. .第1章 緒 論 選題的目的及意義運動產生摩擦。該機可以進行滾動和滑動兩種摩擦試驗，試驗所用上試件可以是方的或圓的柱體，機械加工非常方便；試驗所用下試件為圓盤，它對任何材料都可采用車削加工，加工成本低，便于不同材料的摩擦學性能測試，能夠很好的滿足實驗室的教學試驗要求。摩擦材料的研究和攻關是工程科技前沿的重點。具體如下：商品化的摩擦試驗機主要用于試驗室試件試驗，國內的模擬性臺架摩擦試驗機僅僅限于幾類特殊的產品(如汽車離合器)，其余的還鮮有商品出售，這類試驗機多由使用廠家自制，自制產品的性能一般較差。正是對現(xiàn)場工況進行了盡可能的模擬，因而，模擬性臺架試驗機的大小差距很大，小的只有幾公斤重可以便攜，而大的有數(shù)百噸重。目前生物摩擦學的研究目標是研制摩擦磨損低、病理反應小的人工器官，主要集中在人工關節(jié)和心臟瓣膜的研究，現(xiàn)在人工關節(jié)已經大量地應用于關節(jié)晚期、外傷致殘，或骨瘤切除病人的關節(jié)置換。為了滿足以上要求，設計的小型摩擦磨損試驗機不采用液壓加載組件件，使用其他較緊湊，加載穩(wěn)定的加載組件；測力組件盡量少，測量簡單直接，減少中間環(huán)節(jié)誤差；另外還要求加工制作簡單，工作可靠，成本低廉。磨損是多種因素相互影響的復雜過程，而磨損的結果將給摩擦面帶來多種型式的損傷和破壞，因而磨損的類型也就相應地有所不同。（3）體積磨損：指磨損表面的體積損失（mm3 或μm3）。（4）花費大量的人力物力。根據(jù)摩擦磨損試驗以及實驗教學的要求，教學用磨損摩擦試驗機主要用于測試在不同速度、較小載荷下各種材料的摩擦性能以及演示摩擦磨損機理、一般規(guī)律。該機用靜液壓加載，負荷可在240 ~ 24000N范圍內變化（ ~ 2MPa）。第3章 磨損試驗機測試方案比較與分析摩擦磨損試驗機根據(jù)試驗所測試的參數(shù)不同，試驗機的結構和測試原理也不一樣。 磨損組件磨損組件包括摩擦環(huán)塊、磨塊、固定塊、加力杠桿及砝碼。螺母8擰進，壓縮彈簧5將磨塊壓4緊在環(huán)塊1上。試驗所用上試件可利用滾動軸承的標準球體，這種球體價格低，可以直接在市場購買；試驗所用下試件為圓盤，它對任何材料都可采用車削加工，加工成本低，便于不同材料的摩擦學性能測試，這是球盤式摩擦磨損試驗機的最大特點。采用帶傳動，傳動較平穩(wěn)，能緩沖震動，并起到過載保護作用。設計的機座質量較大，以減小試驗時震動對試驗數(shù)據(jù)的影響。加載桿通過萬向聯(lián)軸節(jié)固定在基座上， 外載荷通過加載桿放大后施加到試樣上。試樣隨主軸旋轉， 帶動軸承在試樣表面滾動。立軸通過直線軸承10，其上端可加試驗載荷。圓柱試件蓋板圓柱試件圓柱試件夾 圓柱試件裝夾模塊示意圖方柱試件方柱試件夾方柱試件蓋板 方柱試件裝夾模塊示意圖夾頭靠緊固螺釘和連接桿與試驗機測力部件相連，更換時只需放松緊固螺釘，取下夾頭即可，這樣較少的更換模塊實現(xiàn)較多的功能，而且對機型的測試精度影響很小，是比較可取的設計方案。 本章小結本章通過分析了幾種其他磨損摩擦試驗機的測試原理，與結構方式，找到其不足的地方與不適合自己設計要求的部分，然后想辦法改進，將其應用到自己的設計之中，創(chuàng)造性的完成了小型磨損試驗機功能部件的優(yōu)化設計。軸的安裝方式是立式的，并且承載300N左右的軸向力，因此采用角接觸球軸承。 （） （） 軸的計算簡圖(4)按彎扭合成應力校核軸的強度核算軸上受最大彎矩處剖面強度由參考文獻[6]式（） （）校核結果：[] ——軸的許用彎曲應力（MPa），已知轉軸和傳動軸[]=[]=75MPaeq []，所以合格。該試驗機運轉平穩(wěn)、機械震動小，易于不同配副材料的更換和不同參數(shù)的調節(jié)。不奮斗就是每天都很容易，可一年一年越來越難。 小型摩擦磨損試驗機三維實體圖截圖 通過三維實體不僅能夠非常直觀的看出小型摩擦磨損試驗機的工作狀況，而且在設計過程中很容易的發(fā)現(xiàn)設計過程中存在的不足。 （） （）：d. 經計算MH=413 N現(xiàn)在的變頻調速電機不僅價格越來越便宜，而且調速精度也比較高，如果單件小批量生產，采用自主設計的變速器的價格甚至比采用高精度變頻調速電機的造價高很多，所以采用變頻調速電機進行調速。 小型摩擦磨損試驗機功能部件示意圖大型的摩擦磨損試驗機廣泛采用液壓系統(tǒng)作為加載組件，該系統(tǒng)具有加載力大，加載效率高，加載較大試驗力時比較簡單易操作的優(yōu)點，但液壓系統(tǒng)比較復雜，尤其實現(xiàn)邊加載力邊旋轉測力時，結構更復雜，不容易設計制造，并且成本很高，所以不便于使用。通過對比發(fā)現(xiàn)了各種設計的優(yōu)缺點，并為自己的設計選型提供了很好的參考依據(jù)。 CJS106型試驗機 基本結構及工作原理該機為了適應不同狀態(tài)下的試驗，也是采用的拼裝組合式模塊化結構。如活塞環(huán)和缸體摩擦性能的評價， 活塞環(huán)為上試樣， 缸體為下試樣， 所用試驗材料直接取材于試驗對象。測定接觸疲勞壽命是利用滾輪在試樣表面滾動， 滾輪每滾動一圈， 試樣承受一次交變載荷。（6）杠桿上設計有專用刻度，用于調節(jié)摩擦半徑的大小，以及杠桿平衡塊和傳感器的定位。 試驗機傳動方案 所示，本試驗機采用調壓調速電機作為原動機，電機通過齒輪減速器和帶傳動帶動轉杯和下試件回轉進行摩擦試驗。 設計啟示本試驗機采用常見的零部件及材料制作，無液壓件，加載組件緊湊，加載穩(wěn)定，測力組件零件少，測量簡單直接，減少了中間環(huán)節(jié)誤差，加工制作簡單，工作可靠，成本低廉。普通45 號鋼，質量為4kg/個，表面防銹處理。由指示力臂轉過的角度就可換算出拉力彈簧的伸長量，從而計算出摩擦力Μ的大小。這就要求我們動手制作一臺能夠滿足摩擦學試驗和試驗教學的基本要求，易于不同配副材料的更換和不同參數(shù)調節(jié)的磨損摩擦試驗機。a）盤銷式 b）銷筒式 c）往復運動式 d）MM型 e）砂紙磨損試驗 f）快速磨損試驗 常用的幾種磨損試驗機原理圖夾緊塊壓敏電阻承力臂上試件摩擦盤砝碼：1N、2N、5N或10N 環(huán)環(huán)磨損試驗機原理圖（2）ML10型固定磨料磨損試驗機 ML10圓盤型干式固定磨損試驗機用于測定金屬耐磨性，該試驗機負荷為2100N。因這種試驗被理想化了，其結果常與實際有相當?shù)牟顒e。但是，這種方法有許多缺點，有時甚至使試驗不可以實現(xiàn)。材料耐磨性的定義及評定方法材料耐磨性是指某種材料在一定的摩擦學條件下抵抗磨損的能力，通常以磨損率的倒數(shù)來表示，即 （）式中 —— 材料耐磨性； W——磨損率（單位時間或單位運動距離的磨損量）。如滾動軸承的摩擦、齒輪之間的摩擦等。主要研究方法是從磨損摩擦測試的基本原理出發(fā)，找出簡單、易用、小巧的傳動，調速，加載和測力的結構方案，替代其他大型試驗機的相應結構，從而使研制的試驗機結構小巧，造價低廉，功能完善。納米摩擦學主要包括從納米尺度上研究納米材料的摩擦、磨損和潤滑現(xiàn)象的本質和研究納米材料的摩擦學特性及其與材料結構特性的關系等，與納米技術相關檢測產品的開發(fā)將帶來摩擦磨損測試技術的革命。產品更加專業(yè)化，試驗機種類更加細化。另外，摩擦磨損試驗機能很簡單明了的演示摩擦磨損機理，對于摩擦磨損的教學有很好的促進作用，因此，摩擦磨損試驗機也廣泛應用于教學實驗室，用于摩擦學的教學試驗使用。摩擦學是多學科交叉科學，融基礎知識和應用技術于一體，是包括大家都熟悉的摩擦、磨損、潤滑在內的一個寬廣的科技領域。磨損摩擦試驗機是能夠定量的演示摩擦磨損機理的試驗設備。中國機械工程學會摩擦學分會上世紀末的全國調查顯示：我國每年制造汽車消耗的鋼材與制造汽車配件消耗的相比大致相等。隨著經濟體制的變革，在激烈的市場競爭下，摩擦學已經成為一個充滿高科技的研究領域，遠離了過去書本或手冊中那些陳舊的概念或者認為“潤滑”只是加加油的傳統(tǒng)概念。上述問題嚴重影響了廠家對材料性能的準確測定及摩擦學科技工作者對摩擦學的研究。試驗機的使用也非常簡單，有的試驗機只要用鼠標點擊計算機的操作界面即可。生態(tài)摩擦學(Ecotribology)，人類為了可持續(xù)發(fā)展面臨著資源和環(huán)境兩個重大問題。 摩擦的概念及類型摩擦概念兩個相互接觸的物體或物體與介質之間在外力作用下，發(fā)生相對運動，或者具有相對運動的趨勢時，在接觸表面上