【正文】 通過(guò)本次立式高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)，我對(duì)試驗(yàn)機(jī)的工作原理及設(shè)計(jì)過(guò)程有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。該設(shè)計(jì)只是針對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行了相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算和仿真，而電氣控制系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的補(bǔ)充。此外，摩擦銷、摩擦盤(pán)的設(shè)計(jì)都很靈活，可以適用于尺寸、結(jié)構(gòu)都不同的摩擦副的試驗(yàn)，例如尺寸不同的摩擦球，不同形狀的摩擦盤(pán)。該設(shè)計(jì)在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低廉，沒(méi)有一味地追求高精度，適合進(jìn)行實(shí)際的生產(chǎn)。5 結(jié) 論高溫高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)是進(jìn)行高溫高速摩擦磨損試驗(yàn)的有效設(shè)備，廣泛運(yùn)用于對(duì)各種高速刀具的高溫摩擦磨損性能進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)，是高速切削和新型刀具材料研制開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的必備設(shè)備。在摩擦盤(pán)外面用一個(gè)盤(pán)蓋定位，用螺栓緊固夾緊。 用螺紋副將摩擦盤(pán)夾持器固定在主軸上，使之隨主軸一起旋轉(zhuǎn)。 摩擦盤(pán)夾持器設(shè)計(jì)由于摩擦盤(pán)尺寸相對(duì)較小，對(duì)于脆性材料摩擦盤(pán)進(jìn)行試驗(yàn)，摩擦盤(pán)的加工尤其是鉆中心孔難度很大，因此采用螺栓直接固定不適合。 夾持器中間為中空結(jié)構(gòu)，后面有螺紋，只需將測(cè)試球從夾具的后端放入并應(yīng)用配套的零件旋緊即可。 摩擦銷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適合于高溫摩擦磨損測(cè)試儀的測(cè)試球尺寸有 毫米、3 毫米、6 毫米、10 毫米（均為直徑） 。橫梁的兩個(gè)臂上開(kāi)的槽是為了提高測(cè)量的靈敏度；橫梁兩側(cè)與支架相連的部分有個(gè)5 mm 的凸起，是為了使橫梁的杠桿部分與其他零件分隔開(kāi)，測(cè)量過(guò)程中減少部件之間的摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。橫梁的設(shè)計(jì)如圖 （）： 圖 橫梁在橫梁的兩側(cè)可以加上線性差分位移傳感器。 圖 支架 橫梁設(shè)計(jì)將球安裝在一支倔強(qiáng)系數(shù)很大的杠桿上，該杠桿被設(shè)計(jì)為無(wú)摩擦切向力傳感器，當(dāng)盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓頭和樣品間產(chǎn)生的摩擦力會(huì)使杠桿發(fā)生輕微的彎曲，該形變程度可被固定在一起的線性差分位移傳感器檢測(cè)，并由此計(jì)算摩擦力的具體數(shù)值。支架上的橫桿是用來(lái)防止其支撐的橫梁發(fā)生側(cè)翻。圖 裝配圖（正視圖）圖 裝配圖（左視圖）圖 裝配圖（俯視圖） 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)計(jì)算所得的尺寸來(lái)看，為了能夠是整體結(jié)構(gòu)緊湊美觀設(shè)計(jì)箱體如圖（）所示圖 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 支架設(shè)計(jì)此試驗(yàn)機(jī)用到的的支架有三種形式，它們受的力都很小，滿足結(jié)構(gòu)要求的支架就能夠滿足受力的要求。為了保證自鎖，螺紋升角: ??039。下面對(duì)絲杠螺母副進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校核可以不計(jì)。 絲杠螺母副的相關(guān)計(jì)算該絲杠螺母副主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)，來(lái)控制摩擦銷沿摩擦盤(pán)的徑向位移。（二）推力球軸承壽命校核（同上） 橫梁的強(qiáng)度校核由于橫梁受到的軸向和切向力最大均為 20 N，而且摩擦銷與橫梁不是緊密接觸，橫梁所受的沖擊也很小。下面對(duì)主軸上的深溝球軸承和推力球軸承進(jìn)行壽命校核：（一） 、深溝球軸承壽命校核1 根據(jù)主軸設(shè)計(jì)可知： mNnPTm .????由帶輪計(jì)算可知： ?o0?則 NdTFt ??? NFntr ?????tan?則 0?tF查機(jī)械設(shè)計(jì)得深溝球軸承的最小 e 值為 ，故此時(shí)0eta?初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P，根據(jù)式（） )(arpYFXf??（）查機(jī)械設(shè)計(jì)得 ，取 ；~0pf ,?則 ???根據(jù)公式（） ，求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷： ?639。后兩處軸承均不用于承受載荷，僅僅起到支撐作用，受到的力很小，可以忽略不計(jì)；而且其轉(zhuǎn)速均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于軸承的極限轉(zhuǎn)速。L32727?（3） 、軸的強(qiáng)度校核：按鈕局強(qiáng)度條件計(jì)算，公式如下 ??TTdnPW?????（）已知 ，??25min,/30,??TmrnKWP?則 ??根據(jù)設(shè)計(jì)軸的最小直徑為 ，d276???TT ?????則其他各段也符合要求。因軸承受有徑向力和軸向力的作用，故選取深溝球軸承和推力球軸承，初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承 6206 和推力球軸承51206，其尺寸分別為 、mBDd16230???，故 ， 。 ： 20齒根圓角半徑 rf: 齒頂圓角半徑 ra: (+,0)節(jié)頂距 2δ: 外圓直徑 da: da＝ d2δ外圓節(jié)距 pa: pa＝ π50maxvmax?初定軸間距：根據(jù)機(jī)械手冊(cè)知 )(2)(???（）即 ，取 a= =（mm）?a21d?計(jì)算帶長(zhǎng)及齒數(shù)：帶長(zhǎng) ：0L ??0212104)(2addaL????（） （mm）??查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 (mm） ，齒數(shù) ；?pL64?Z實(shí)際軸間距計(jì)算：實(shí)際軸間距計(jì)算分為兩種情況，軸間距可調(diào)整時(shí) 200Lap??（）軸間距不可調(diào)時(shí) ??2cos12?da??（） 1211tan2dLivp???(）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，軸間距可調(diào)則 （mm） ??????Lap1小帶輪嚙合齒數(shù)： ??????????1211ZaPZentbm?（） 02?m1基本額定功率： ??100vTPa??（）基本額定功率是個(gè)帶型基準(zhǔn)寬度 的額定功率， (摘自 GB/T 113621989)0sb0sb——寬度為 的帶的需用工作拉力（N） ，查機(jī)械手冊(cè)aT0sb——寬度為 的帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量（ ） ，查機(jī)械手冊(cè)ms mkg/則 ????)(.. KWvmTPa ?????1計(jì)算帶寬： （）——嚙合齒數(shù)系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)zK應(yīng)按表 選取標(biāo)準(zhǔn)值，一般小于sb 1d則 （mm） ???ozsPKb式中： （mm） ?按照以上設(shè)計(jì)要求要求確定公稱帶寬 ，代號(hào) 0501作用在軸上的力： vPFdr10?（）NvPFdr ???1帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸：圖 直邊齒帶輪的尺寸和公差根據(jù)直邊齒帶輪的尺寸和公差(摘自 GB/T 113611989)如圖 查的槽型: L齒槽底寬 bw: 177。: 40齒根厚 s: 齒高 ht: 帶高②hs: 齒根圓角半徑 rr: 齒頂圓角半徑 ra: 圖 齒形圖小帶輪齒數(shù) Z1：根據(jù)國(guó)標(biāo)(JB/T ),查取 Zmin=20 根據(jù)設(shè)計(jì)方案 Z1＝25；min1Z?小帶輪節(jié)圓直徑：何以由公式 （）?bPZd1?計(jì)算，也可查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。安裝尺寸及公差|S②|基本尺寸: 12mm安裝尺寸及公差|S②|極限偏差: (+,0)mm安裝尺寸及公差|S②|位置度公差:安裝尺寸及公差|T|基本尺寸: 安裝尺寸及公差|T|極限偏差: (0,)mm安裝尺寸及公差|凸緣孔數(shù): 4mm外形尺寸|AB: 165mm外形尺寸|AC: 175mm外形尺寸|AD: 145mm外形尺寸|HD: 220mm外形尺寸|L: 370mm 同步帶傳動(dòng)計(jì)算計(jì)算功率： Pｄ＝ ( )Ak?Pｄ= =).(4.?式中： 是同步帶傳動(dòng)的工作情況系數(shù)，據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可取 選擇帶型和節(jié)距：根據(jù)計(jì)算功率 Pd 和 n1,選擇 L 型同步帶。安裝尺寸及公差|D|基本尺寸: 19mm安裝尺寸及公差|D|極限偏差: (+,)mm安裝尺寸及公差|E|基本尺寸: 40mm安裝尺寸及公差|E|極限偏差: 177。結(jié)構(gòu)圖如圖 、 所示圖 圖 機(jī)座號(hào): 80M凸緣號(hào): FF165安裝尺寸及公差|A|基本尺寸: 125mm安裝尺寸及公差|A/2|基本尺寸: 安裝尺寸及公差|A/2|極限偏差: 177。因此該試驗(yàn)機(jī)的主傳動(dòng)路線為：變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)→同步帶和帶輪→主軸→摩擦盤(pán)夾持器→摩擦盤(pán)。3 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算 試驗(yàn)機(jī)性能指標(biāo)確定參考第一章中的各種試驗(yàn)機(jī)的參數(shù)，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，確定該試驗(yàn)機(jī)的主要性能指標(biāo)如下：主軸轉(zhuǎn)速范圍：0~3000 r/min，無(wú)級(jí)變速；工作最高溫度：1000 ℃；加載力的范圍：0~20 N,采用砝碼加載；摩擦球尺寸：Ф3 mm~Ф6 mm；摩擦盤(pán)尺寸：最大直徑 d=80 mm,最大厚度 h=10 mm 。設(shè)計(jì)方案的確定通過(guò)上面對(duì)三種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)的分析比較，可以得出結(jié)論：方案三是這三種設(shè)計(jì)方案中比較合理的一種方案。左邊立柱和橫梁是相對(duì)固定的，可以繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)一定的角度，使