小型環(huán)塊式磨損試驗機(jī)設(shè)計初探畢業(yè)設(shè)計說明書(編輯修改稿)
2025-08-31 00:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 里面的試驗情況。高溫試驗時，不銹鋼腔體門上裝有加熱器用于加熱試驗油，裝于腔體下面的鉑電阻傳感器（2）用于測量試驗油溫，并通過溫控表實現(xiàn)溫度的自動閉環(huán)控制。 摩擦力測量測量裝置 當(dāng)試環(huán)隨主軸旋轉(zhuǎn)時，試環(huán)與試塊之間產(chǎn)生摩擦力，通過頂桿（10）壓迫摩擦力傳感器(8)，并在摩擦力儀表上顯示出來。6 環(huán)塊式摩擦實驗機(jī) 試驗機(jī)機(jī)械部分的總體設(shè)計本文設(shè)計的小型環(huán)塊式摩擦磨損實驗機(jī)主要有幾個部分組成：試驗機(jī)傳動部分設(shè)計，摩擦副的結(jié)構(gòu)尺寸和裝配設(shè)計，試驗機(jī)加載及平衡裝置設(shè)計等。調(diào)節(jié)平衡螺母來平衡杠桿，然后通過砝碼加載來改變接觸部分的正壓力，由調(diào)速電機(jī)帶動軸轉(zhuǎn)動，使軸上旋轉(zhuǎn)圓環(huán)和矩形試塊摩擦，通過測量被動試件矩形塊上出現(xiàn)的條狀磨痕寬度，評定潤滑劑或矩形試件材料的摩擦磨損性能?？傮w設(shè)計要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：（1） 環(huán)塊接觸，塊的尺寸：10mmx10mmx20 mm；環(huán)的外徑：40mm。（2）轉(zhuǎn)速：500～1000 r/min。（3）最大正壓力：200N。圖61 試驗機(jī)原理圖根據(jù)原理圖，設(shè)想總體方案圖，如下圖32圖62 總體方案圖 試驗機(jī)電機(jī)選擇 電機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式選擇考慮到速度的多級變化，故在滿足其機(jī)械性能情況下選擇可以速度變化的電機(jī)。 選擇電機(jī)功率 （1）試環(huán)所需功率 試環(huán)所需功率由工作阻力和摩擦系數(shù)計算確定。由任務(wù)書所給最大正壓力:200N；轉(zhuǎn)速:500～1000r/min；試環(huán)的最大直徑：40mm。故轉(zhuǎn)盤所需功率： (31)①其中為電機(jī)的計算轉(zhuǎn)矩根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊①》—6，：~，由于本試驗機(jī)是對普通材料進(jìn)行摩擦磨損實驗，故取常用值=由古典摩擦公式： f = N 其中N =200N (32) f = N =200 =120 N則加載于電機(jī)上的扭矩最大值為： = f R (33) = 120 =② 估算軸承阻尼對電機(jī)的扭矩的影響由原理圖知，軸為水平安裝，故徑向載荷為其主要載荷，選角接觸系列軸承，有《機(jī)械設(shè)計手冊④》：～，由軸承摩擦力矩近似計算公式:= 估算得→0 可忽略不計。故電機(jī)計算轉(zhuǎn)矩 = + (34) = 電機(jī)轉(zhuǎn)速為1000 r / min(2)電機(jī)的輸出功率則電機(jī)所需功率為： = kw = kw。(3)確定電機(jī)的額定功率則取電機(jī)額定功率: (35) 選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)任務(wù)書給定的試環(huán)速為500～1000r／min，由于聯(lián)軸器不具有調(diào)速作用，故選取轉(zhuǎn)速大于等于1000r／min的可調(diào)速電機(jī)。 選擇電機(jī)型號根據(jù)電機(jī)類型，結(jié)構(gòu)形式，功率和轉(zhuǎn)速，選取JX7112型單相電容異步運(yùn)轉(zhuǎn)電動機(jī)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便等特點，有良好的起動和運(yùn)行性能，性能指標(biāo)高、體積小、噪音低。表61 電機(jī)參數(shù)型號輸出功率(w)電壓(v)轉(zhuǎn)速(r/min)電流效率電容器JX71123702202800728 電機(jī)的安裝根據(jù)系統(tǒng)原理圖，軸為水平安裝，為了安裝方便，結(jié)構(gòu)盡可能的緊湊，電機(jī)采用臥式安裝（如圖33A），安裝尺寸見下表。A B圖63 電機(jī)安裝類型表62電機(jī)安裝尺寸機(jī)座號安裝尺寸（mm)ABCDEFGHKPMNeSLJ711129045φ1640571φ1014485701M625592A是IMB3型機(jī)座有底腳,端蓋上無凸緣,即臥式安裝。B是IMB14型機(jī)座有底腳,端蓋上無凸緣,軸伸在凸緣端,即小法蘭立式安裝。選取JX7112型單相電容異步運(yùn)轉(zhuǎn)電動機(jī)：2極數(shù)：表示2極1鐵心長度代號：表示1號鐵心71機(jī)座號：表示中心高71毫米JX(YYT)系列代號：單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動機(jī) 主軸設(shè)計，校核以及聯(lián)軸器選擇 主軸材料選擇由于試驗機(jī)的小尺寸以及未振動特性，軸材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。有《機(jī)械設(shè)計手冊④》： 抗拉強(qiáng)度： = 650 Mpa 屈服強(qiáng)度： = 360 Mpa 彎曲疲勞極限： = 270 Mpa 扭轉(zhuǎn)疲勞極限： = 155 Mpa 估算軸徑和選擇聯(lián)軸器 1）初步估算軸徑由于材料為45鋼，則軸最小直徑為： (36)由《機(jī)械設(shè)計手冊④》，取 A = 115其中 P = N = 1000 r/min = mm= mm因軸上有鍵槽和聯(lián)軸器相連，且徑向力較大，需要將軸徑增加，則取 d = 16 mm。2）聯(lián)軸器的選擇考慮到試驗機(jī)加載情況的變化，由《機(jī)械設(shè)計手冊④》表 ，聯(lián)軸器的工作情況系數(shù) K = ，則其計算轉(zhuǎn)矩為： = k T (37)= = 由于主軸和電機(jī)是水平安裝且試驗機(jī)工作狀態(tài)為微振動狀態(tài)，故在選取連軸器時應(yīng)考慮其減振和補(bǔ)償兩相對偏移性能。綜上因素，選擇LT型彈性套柱銷聯(lián)軸器。彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)緊湊，裝配方便，具有一定的彈性和緩沖性能，補(bǔ)償兩軸相對位移。 根據(jù)主軸轉(zhuǎn)矩以及電機(jī)的尺寸選擇聯(lián)軸器型號為：LT2聯(lián)軸器 軸承的選擇及潤滑由于軸為水平安裝，故其徑向力為主要受力，故初選7006C型圓錐滾子軸承，其主要尺寸參數(shù)有：d = 30mm ；D = 55 mm ；B = 13 mm。因為在無潤滑磨損實驗中，要求環(huán)上絕對不能帶有油類物質(zhì)，若選用潤滑油來潤滑軸承，就可能濺到試環(huán)上，而且若進(jìn)行潤滑油性能測試極易干擾實驗結(jié)果，故此處選用潤滑脂潤滑[10]。 軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計
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