【正文】 件旋緊即可。5623.??p?p 摩擦銷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適合摩擦磨損試驗(yàn)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) 。.9??WTr ? 主軸上鍵的強(qiáng)度校核 根據(jù)主軸的設(shè)計(jì)，鍵所在軸 1 的直徑為 155mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （摘自GB/T10962022）選取鍵的尺寸為 ，普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為：024?，式中 d 是軸的直徑，l 是鍵的工作長(zhǎng)度，h 是鍵的高度??ppkldT?????3102則 ，故鍵 1 的強(qiáng)度滿足要求。r?5?13 軸 2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，已知 。195??z 實(shí)際軸間距 a 此結(jié)構(gòu)的軸間距可調(diào)整 ?????? 1小帶輪嚙合齒數(shù) mz ???????)(2121zazentb?12 11? 1基本額定功率 0P ??102vmTa?? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查的 ? =???P 13 、所需帶寬 sb ? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查的 XH =， =1 z 由表 查的，應(yīng)選帶寬代號(hào)為 770 的 XH 型號(hào) 1帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸 小帶輪： 251? 大帶輪： 093 主軸計(jì)算：主軸 1 的最小直徑計(jì)算：主軸的材料為 40 ，查《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得rC25， ,16???r?0A則 155mm13246?d?主軸 2 的最小直徑： 250mm 軸的強(qiáng)度校核 軸 1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，公式如下。 傳動(dòng)功率為 p=24kw 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 得接觸疲勞極限 =710MPa， =580MPa1limH?2limH?10初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力 ????= 710=639MPa，? = 580=522MPa2li2 齒輪 1 轉(zhuǎn)速為 =13（r/min)1n 齒輪 2 轉(zhuǎn)速為 =4(r/min)2 齒輪 1 齒數(shù) =19，齒寬 =145z1B 齒輪 2 齒數(shù) =62，齒輪 =130mm2 使用系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì) 》表 得 = 動(dòng)載系數(shù) 查,《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 得 = V a?= =?????????????? = =? 齒向載荷分布系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 得 =A+B 2+c =?HK??????1db14503???C 載荷系數(shù) K= = =??接觸壽命系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 得NZ 1=， = 許用接觸應(yīng)力 = = =798Mpa??1H? = = =690MPa2in2? 驗(yàn)算 =H?ZE?21??bdKT = ???.? =??2H? 計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無(wú)需調(diào)整。故小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度 241386HB，平均取 260HB，大齒用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 229HB286HB，平均取 240HB。確定減速器類型為 ZSY 型齒輪減速器。故選擇ZXY 型（低速級(jí)） 要零部件的分析和校核 電機(jī)和減速器的選擇及其主要參數(shù) 電機(jī)的選擇,根據(jù)主動(dòng)齒輪 1 所需的功率 24kw，選定電機(jī)為 Y2 系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y2—200L1—2 型號(hào)。 由 得出方形連桿邊長(zhǎng) a=21mmsAF??? （4）根據(jù)輸出齒輪 1 所需的功率選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》電動(dòng)機(jī)選 200L1 型，功率 30kw，轉(zhuǎn)速 1000r/min.。連桿設(shè)計(jì)成方形桿。四桿機(jī)構(gòu)中曲柄長(zhǎng) 345mm。擬定齒條長(zhǎng) 1200mm，擬定齒條行程為790mm。齒輪 6 的功率為 （2）齒條長(zhǎng)度不得小于 790mm，為了保證齒條在極限位置不與齒輪 2 接觸發(fā)生碰撞。 最終算的通過(guò)減速器傳給齒輪 1 的扭矩為 。則可知齒輪 1 的扭矩為。 傳動(dòng)的計(jì)算 （1）輸出齒輪扭矩 T=,模數(shù) m=14，查《齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè)》齒數(shù) z=18，9其分度圓直徑 D=252mm，齒條受水平方向的力 F=T/(D/2)= 經(jīng)計(jì)算得連桿在齒輪最大最小與水平方向夾角為 和 。圖 1 往復(fù)運(yùn)動(dòng)偏心齒條—齒輪的復(fù)合機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 結(jié)構(gòu)組成—1 主動(dòng)齒輪、2 從動(dòng)齒輪、3 連桿、4 齒條、5 滾動(dòng)軸承、6 齒輪組成。第 3 章 摩擦磨損試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算 往復(fù)式摩擦磨損試驗(yàn)臺(tái)的工作原理 主動(dòng)齒輪 1 通過(guò)聯(lián)軸器，減速器與驅(qū)動(dòng)機(jī)相連進(jìn)行動(dòng)力輸入，當(dāng)從動(dòng)齒輪 2 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿 3 帶動(dòng)齒條 4 水平運(yùn)動(dòng)，此時(shí)齒條四便帶動(dòng)齒輪 6 運(yùn)動(dòng)，齒條的水平運(yùn)動(dòng)由軸承 5 支撐控制。此外，合理的摩擦副接觸形式也是取得較好的重復(fù)性和再現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要因素之一。西德公司的srv 型標(biāo)準(zhǔn)化激動(dòng)式摩擦磨損測(cè)試機(jī)之所以能夠給說(shuō)較好的重復(fù)性和再現(xiàn)性的試驗(yàn)結(jié)果，就是因?yàn)樗年P(guān)鍵部位一震動(dòng)系統(tǒng)和力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)非常穩(wěn)定。現(xiàn)在，有人采用電測(cè)量法或光8柵對(duì)摩擦副在磨損過(guò)程中的相對(duì)位移進(jìn)行測(cè)量，以此實(shí)現(xiàn)磨損量的在線檢測(cè)。 (4) 磨損量的影響磨損量是磨損試驗(yàn)機(jī)中都要測(cè)量的一個(gè)參數(shù)。(3) 速度的影響在有些試驗(yàn)機(jī)上還要求對(duì)速度進(jìn)行測(cè)量，可以采用的測(cè)速裝置有測(cè)速發(fā)電機(jī)和光電傳感器等。當(dāng)把扭矩傳感器安裝在運(yùn)動(dòng)軸上時(shí)，需要確保傳感器的信號(hào)輸出良好。在采用第二種測(cè)量方法測(cè)量摩擦力時(shí)，由于固定件在沿摩擦力方向自由運(yùn)動(dòng)時(shí)必然要傳遞法向力，所以當(dāng)其安裝在滾動(dòng)軸承之類的低摩擦裝置上，以使附加的摩擦力盡可能的減小，從而保證摩擦力的測(cè)量精度。這可以PF??利用微機(jī)或者數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)運(yùn)算處理。（2) 摩擦力摩擦系數(shù)的影響在試驗(yàn)機(jī)上，摩擦力或摩擦力矩和摩擦系數(shù)一般只測(cè)一項(xiàng)。都可以利用負(fù)荷傳感器直接測(cè)量到負(fù)荷值。機(jī)械式杠桿一瑪法加載可以直接根據(jù)砝碼得到負(fù)荷值，機(jī)械式彈簧加載可以根據(jù)游標(biāo)顯示的彈簧變形確定負(fù)荷值，液壓加載可以通過(guò)加載油缸的壓力換算得到負(fù)荷值。這種控制方法是對(duì)試驗(yàn)機(jī)也起著過(guò)載保護(hù)作用。（4) 試驗(yàn)時(shí)間的影響試驗(yàn)時(shí)間一般是依據(jù)具體情況而定，大多數(shù)試驗(yàn)機(jī)沒(méi)有配備定時(shí)裝置。無(wú)極調(diào)速可通過(guò)兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種是機(jī)械式無(wú)極調(diào)速（如摩擦輪和差動(dòng)輪系） ，但其調(diào)速范圍不大，另一種是使用無(wú)極調(diào)速電機(jī)進(jìn)行，這種方式的調(diào)速范圍很大，如直流伺7服電機(jī)的調(diào)速范圍可達(dá) 12022 人 r/min（下限還可以更低） 。往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)通常是用曲柄滑塊等往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。往復(fù)式可以分為兩種分別為擺動(dòng)式和往復(fù)直線式。（3） 滑動(dòng)速度的影響滑動(dòng)速度的大小對(duì)摩擦磨損往往具有關(guān)鍵性的意義。液壓式加載包括動(dòng)壓加載和靜壓加載兩種，但液壓加載很難保持負(fù)荷穩(wěn)定。目前摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)比較常用的加載方式有機(jī)械式、液壓式、和電磁式三種。（2） 負(fù)荷的影響 負(fù)荷是摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，其在試驗(yàn)過(guò)程中一般應(yīng)保持穩(wěn)定。試驗(yàn)機(jī)上摩擦副的最基本運(yùn)動(dòng)形式一般有以下 4 種，即滑動(dòng)、滾動(dòng)、自旋和沖擊。 試驗(yàn)條件的影響(1) 運(yùn)動(dòng)形式的影響運(yùn)動(dòng)形式與試驗(yàn)機(jī)的摩擦副結(jié)構(gòu)有關(guān)，二者都是由所要模擬的摩擦副決定的，試驗(yàn)機(jī)的摩擦副結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式均可通過(guò)添加附件面而加以改變。6第 2 章 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的影響因素進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的目的是模擬實(shí)際的摩擦系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)摩擦磨損現(xiàn)象及規(guī)律，以便通過(guò)選定參數(shù)的測(cè)量所示的工作運(yùn)轉(zhuǎn)變量，潤(rùn)滑變量和氣氛變量等對(duì)特定摩擦磨損元素的影響。選用小功率、可連續(xù)工作及速度可調(diào)的電機(jī)。 小結(jié)本設(shè)計(jì)主要是對(duì)往復(fù)式摩擦磨損實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)及二維圖的繪畫(huà)。由于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，許多傳統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)和方法被替代，信息利用率大大提高，從繁重的試驗(yàn)工作中解放出來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)人工最少參與的情況下，按預(yù)先編制好的測(cè)試程序，完成摩擦磨損測(cè)試、分析處理、顯示或輸出結(jié)果。邏輯控制方面出現(xiàn)了以微處理器為核心的可編程控制器。但由5于模擬信號(hào)傳輸速度快，采用這種形式的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)在速度要求極高的場(chǎng)合，往往是必須的選擇。來(lái)著傳感器的微弱信號(hào)經(jīng)過(guò)后面配接的信號(hào)調(diào)理電路的放大和預(yù)慮后輸出標(biāo)準(zhǔn)的模擬電壓或電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)輸導(dǎo)線送入計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)采集卡采樣、A/D 轉(zhuǎn)換后，存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算分析與處理，以適當(dāng)?shù)男问捷敵觥@示或記錄測(cè)量結(jié)果。人們根據(jù)摩擦磨損的特點(diǎn)制造了具有通用意義的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，用來(lái)研究不同狀態(tài)下摩擦磨損過(guò)程中的速度、溫度、摩擦力、摩擦系數(shù)、磨損量等參數(shù)的變化，根據(jù)參數(shù)的變化判斷實(shí)驗(yàn)材料、潤(rùn)滑劑等性能。邏輯控制部分，最初采用按鈕和開(kāi)關(guān)進(jìn)行手動(dòng)控制，后來(lái)出現(xiàn)了繼電器、接觸器及其控制系統(tǒng)，用于控制試驗(yàn)機(jī)的啟動(dòng)、停止和有級(jí)變速，由于這種控制裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀易懂、維護(hù)方便、價(jià)格低廉，所以在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)控制上得以廣泛應(yīng)用，但控制系統(tǒng)難以改變控制程序，由機(jī)械觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)開(kāi)、關(guān)控制，觸點(diǎn)容易出現(xiàn)松動(dòng)和電磨損，可靠性較低。傳統(tǒng)的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的測(cè)試原理是基于傳統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)理論，測(cè)試方法采用不連續(xù)測(cè)定法，如試驗(yàn)前后稱量試樣的重量，測(cè)定體積變化等等，即使采用了一定的測(cè)試設(shè)備，如模擬技術(shù)的記錄儀等，但測(cè)量?jī)x器多采用基于系統(tǒng)抗干擾性能較差，摩擦磨損測(cè)試往往不能體現(xiàn)摩擦學(xué)的系統(tǒng)性和時(shí)變性，其測(cè)量結(jié)果也無(wú)法反映極短周期內(nèi)發(fā)生的變化（例如動(dòng)靜摩擦系數(shù)過(guò)渡變化、擦傷、咬死等） 。在現(xiàn)代儀器儀表高度自動(dòng)化和信息管理現(xiàn)代化的過(guò)程中，大量涌現(xiàn)出以計(jì)算機(jī)為核心的信息處理與控制相結(jié)合的實(shí)用系統(tǒng)，同時(shí)由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為自動(dòng)化測(cè)控領(lǐng)域的發(fā)展熱點(diǎn)。在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)的價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，不僅可以取代以往的二次儀表對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行控制，而且還可以對(duì)測(cè)試參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)采集和數(shù)據(jù)處理，因而能使試驗(yàn)機(jī)的功能大大加強(qiáng)。由高性能電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸，不僅能使機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，而且還能降低試驗(yàn)機(jī)的摩擦損耗，提高整機(jī)的壽命和可靠性。 發(fā)展趨勢(shì) 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，摩擦磨損測(cè)試技術(shù)呈快速發(fā)展之勢(shì)，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)呈一下發(fā)展趨勢(shì)：4以高性能的電機(jī)系統(tǒng)取代機(jī)械變速系統(tǒng)目前，高性能的電機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟，調(diào)速比可以達(dá)到一比幾百、幾千甚至更高。由于摩擦磨損現(xiàn)象十分復(fù)雜，摩擦磨損條件不同，試驗(yàn)方法和裝置種類繁多，如何準(zhǔn)確地獲取摩擦磨損過(guò)程中的參數(shù)變化成為一個(gè)十分重要的研究課題。參考文獻(xiàn)：[1]S. 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Construction of a new tester for elevated temperatures and First Result of Sliding Abrasion Test.）,Wear .(2):729734.[3]邢建東等，含碳量對(duì) 20%de Cr 合金氧化和高溫磨損性能的影響[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2022，28(6):3137.[4]楊學(xué)軍，趙浩峰，趙昕月，高溫銷盤(pán)磨損試驗(yàn)機(jī)的研制[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2022，36(4):477499.[5]李霞，許志慶，楊勇，高速摩擦磨損試驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)[J].中國(guó)儀器儀，2022, 10（3）：2233.[6]崔周平，宋期，MT1 型真空摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制[J].固體潤(rùn)滑，2022，10（1）：6162.[7]宋寶玉，吉樂(lè)，張峰等，SY1 型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制[J].潤(rùn)滑與密封，2022,1,6164.[8]楊雙滿，往復(fù)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制[J].機(jī)車車輛工藝，2022，6,2224. 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的目的摩擦磨損試驗(yàn)的目的是為了對(duì)摩擦磨損現(xiàn)象及其本質(zhì)進(jìn)行研究，正確的評(píng)價(jià)各種因素對(duì)摩擦磨損性能的影響，從而確定符合使用要求的摩擦副元件的最優(yōu)參數(shù)。北方交大的徐雙滿等人 [8]為了研究機(jī)車柴油機(jī)缸套活塞環(huán)材料的摩擦學(xué)性能研制一臺(tái)往復(fù)式銷塊摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)可以在一定范圍內(nèi)實(shí)行載荷、速度、潤(rùn)滑脂的單因素控制，但該試驗(yàn)機(jī)磨損量的測(cè)量采用的是不連續(xù)的稱重法。3哈工大的宋寶玉等人 [7]研究的 SYⅠ型真空摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，可以提供 4103Pa的壓力環(huán)境，速度在 0~2800r／min 范圍內(nèi)可調(diào)，并且可以自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。崔周平等人 [6]研制的 M1 型真空摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。太原理工大學(xué)的楊學(xué)軍等研制了一臺(tái)高溫銷盤(pán)磨損試驗(yàn)機(jī)，該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，加熱溫度可控，能在 1000℃范圍內(nèi)對(duì)各種金屬材料的摩擦磨損特性進(jìn)行研究，摩擦速度可調(diào)，所加載荷穩(wěn)定，試驗(yàn)?zāi)p均勻，對(duì)試驗(yàn)參數(shù)的變化反應(yīng)敏感 [4]。近年來(lái)，西交大吳文忠、邢建東等人在 Fischer A 的高溫氧化磨損試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)上，研制一臺(tái)高溫氧化三體磨損試驗(yàn)機(jī)，該機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是