臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)含6張CAD圖

臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)含6張CAD圖,臥式,端面,摩擦,磨擦,磨損,試驗(yàn),實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì),cad 臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì) 摘 要 摩擦學(xué)是一科充滿實(shí)踐性與試驗(yàn)性的學(xué)科，而要對摩擦磨損的認(rèn)識與把握則必不可免的要對其進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，因此，科學(xué)研究人員以及科學(xué)所需，對于摩擦磨損的試驗(yàn)在科研之路上必不可少，試驗(yàn)機(jī)的誕生也成為必然。在工業(yè)生產(chǎn)以及實(shí)驗(yàn)中，需要的是以高精度，高效率的試驗(yàn)機(jī)，從而得到最為精確的數(shù)據(jù)，方便相關(guān)的計(jì)算以及研究；而對于在學(xué)生來說重在掌握摩擦原理，一次就需要簡易且能表達(dá)原理的試驗(yàn)機(jī)，因此，本課題就最為簡易的試驗(yàn)機(jī)略作簡單設(shè)計(jì)以及說明。 而本課題所研究的臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)是對端面進(jìn)行有效的、快捷方便的試驗(yàn)，從而得出更加專業(yè)與精準(zhǔn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的專業(yè)試驗(yàn)設(shè)備。本文著重對臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對摩擦運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)，通過摩擦磨損原理、機(jī)械運(yùn)動以及實(shí)用性等各方面做一合理的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：摩擦；試驗(yàn)機(jī)；摩擦力分析；性能 Abstract Tribology is a subject full of practical and experimental, and the understanding and grasping of friction and wear must be unavoidable. Therefore, the scientific researchers and science need, the test of friction and wear is indispensable on the road of scientific research, and the birth of the test machine is also inevitable. In industrial production and experiments, a high precision, high efficiency test machine is needed to get the most accurate data, to facilitate the calculation and research, and for the students to master the principle of friction, a test machine that needs simple and able to express the principle at a time. Therefore, the subject is the most simple. The test machine is briefly designed and explained. And the horizontal end face friction and wear test machine studied by this subject is an effective and convenient test on the end face, so as to get professional and accurate test data of the professional test equipment. This paper focuses on the realization of the friction motion of the horizontal end face friction and wear testing machine, and makes a reasonable design through the principle of friction and wear, the mechanical movement and the practicality. Key words: friction, testing machine, friction analysis, performance 目 錄 引言 ··················································································1 第一章 緒論 ··········································································2 1.1摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義·········································2 1.2摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研究以及發(fā)展現(xiàn)狀······································2 1.2.1國內(nèi)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研究及發(fā)展現(xiàn)狀·································2 1.2.2 國外摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制及發(fā)展現(xiàn)狀································3 1.3摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的幾種類型·················································4 1.4臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研究以及重要方法··························· 6 1.5臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)的預(yù)期結(jié)果·································7 1.6摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展趨勢·················································7 1.7本課題的研究條件要求·······················································8 第二章 設(shè)計(jì)方案······································································8 2.1臥式端面試驗(yàn)機(jī)的基本系統(tǒng)·················································8 2.2實(shí)驗(yàn)條件的影響······························································8 2.2.1試驗(yàn)過程因素的影響······················································8 2.2.2載荷的影響································································9 2.2.3試驗(yàn)負(fù)載加載的影響····················································10 2.3設(shè)計(jì)方案·····································································11 2.3.1試驗(yàn)機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案··················································11 2.3.2設(shè)計(jì)方案的制定··························································11 2.3.1方案的分析與選擇·······················································15 第三章 試驗(yàn)機(jī)的主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算···············································16 3.1設(shè)計(jì)基本參數(shù)要求·························································16 3.2傳動路徑····································································16 3.3電動機(jī)參數(shù)·································································16 3.4帶傳動相關(guān)參數(shù)計(jì)算······················································17 3.5主軸相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算························································19 3.5.1主軸上鍵的強(qiáng)度校核···················································21 3.5.2軸承的校核······························································21 總結(jié)···················································································23 致謝···················································································24 參考文獻(xiàn)··············································································25 引 言 世間的物質(zhì)都是相互運(yùn)動的，摩擦自然也就伴就而生。在現(xiàn)實(shí)社會中，我們的生活環(huán)境中對于摩擦學(xué)的運(yùn)用可謂數(shù)不勝數(shù)，走路、拿東西、車子的行走、火車與導(dǎo)軌等等，摩擦在于生活中可謂利弊共存。有摩擦必然就存在磨損，以及對于材料的選擇與能源的消耗，結(jié)構(gòu)之間的潤滑等等，很多的生活現(xiàn)象都與摩擦學(xué)密不可分 摩擦學(xué)，涵蓋了材料學(xué)、工程學(xué)等多種學(xué)科，作為當(dāng)今各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的不可或缺的知識面，摩擦學(xué)是一科充滿實(shí)踐性與試驗(yàn)性的學(xué)科，而要對摩擦磨損的認(rèn)識與把握則必不可免的要對其進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn).我們需當(dāng)掌握最基本的摩擦磨損原理以方便我們在學(xué)習(xí)與工作當(dāng)中的熟練應(yīng)用。摩擦學(xué)所涉及科目之廣泛，研究對象之復(fù)雜，應(yīng)用領(lǐng)域之重要，致使我們需要非常注意摩擦學(xué)研究的發(fā)展以及相關(guān)試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展趨勢。我們需要摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，主要是方便我們對摩擦磨損這一現(xiàn)象更為真切實(shí)際的了解與解讀，進(jìn)而分析物質(zhì)本身的因素以及外界環(huán)境的因素對摩擦性能的影響，進(jìn)一步得出更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，選擇合理的試驗(yàn)報(bào)告，得出符合要求的最優(yōu)參數(shù)，從而提高生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。 在當(dāng)今社會中，人們對于物質(zhì)的探索已經(jīng)到了想到前沿的位置，對于一些高溫、高速、濕地等極限條件以及各種各樣的特殊工況下的耐磨性和耐實(shí)用性能提出了更高的要求。因此，對材料進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)要求更加嚴(yán)格，高精度、高效率、高品質(zhì)的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)如雨后春筍般的產(chǎn)生。 第一章 緒 論 1.1摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義 隨著人類社會的進(jìn)步，精神文明與物質(zhì)文明雙雙得到相應(yīng)的進(jìn)步，人類在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步也會是以已發(fā)不可收拾的速度向前邁進(jìn)著。在摩擦學(xué)方面，對于摩擦磨損的試驗(yàn)測試也在發(fā)生著潛移默化的影響，就在當(dāng)前世界的科學(xué)技術(shù)水平來看，實(shí)驗(yàn)機(jī)的發(fā)展趨勢如下顯示： （1）試驗(yàn)機(jī)的傳動系統(tǒng)由機(jī)械傳動過度到電機(jī)系統(tǒng)：現(xiàn)如今的科技水平，高性能的電機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)在技術(shù)上取得巨大的進(jìn)步，使用已經(jīng)趨于成熟，在以前的試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，主要是以回轉(zhuǎn)式運(yùn)動來試驗(yàn)試驗(yàn)的，有了這一高性能電機(jī)系統(tǒng)，就可以改變這單一的運(yùn)動系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、往復(fù)運(yùn)動、以及擺動運(yùn)動和直線運(yùn)動。使用高性能電機(jī)系統(tǒng)，在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，最大程度的簡化了以往的復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少了實(shí)驗(yàn)機(jī)的摩擦磨損損失，使用壽命提高，可靠性得到更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋Ｕ稀? （2）微機(jī)技術(shù)的成熟并應(yīng)用于試驗(yàn)機(jī)：微型智能型計(jì)算機(jī)相對來說，性能穩(wěn)定、操作簡單、且采集處理數(shù)據(jù)更為快捷有效，微機(jī)技術(shù)完全可以取代以前試驗(yàn)機(jī)的二次儀表，通過微機(jī)來全程智能型的控制試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，可以大大的提高試驗(yàn)效率，避免人工操作出現(xiàn)的非穩(wěn)定性因素所造成的實(shí)驗(yàn)誤差。 （3）試驗(yàn)機(jī)的穩(wěn)定性以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性有待提高，為避免各種因素所造成的實(shí)驗(yàn)誤差，我們雖然改進(jìn)了試驗(yàn)機(jī)的性能，但是，為了保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性以及穩(wěn)定性，我們必須多次重復(fù)試驗(yàn)，以消除實(shí)驗(yàn)誤差。 （4）測試方法：以往的人肉眼觀察，由于各種因素的影響，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不是特別的精確，因此，在實(shí)驗(yàn)機(jī)的研制上，我們在后來一直采用光電技術(shù)，利用各種設(shè)備進(jìn)行對數(shù)據(jù)的采集處理。 1.2摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研究以及發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1國內(nèi)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研究及發(fā)展現(xiàn)狀 在摩擦學(xué)的學(xué)習(xí)研究道路上，縱觀國內(nèi)外自古至今的歷史，不難看出，在我悠久偉大的擁有博大文明的中國歷史上，最先出現(xiàn)的是鉆木取火，而它所運(yùn)用的正是摩擦的最基本知識。隨后，在中國的歷史上，出現(xiàn)軸承、潤滑、能耗的多種直接與摩擦學(xué)相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。所以，在摩擦學(xué)的道路上，國人走的路不可謂少，體現(xiàn)了我國人在探索的道路上所走的路之艱辛。 但是，雖然我國科學(xué)家及學(xué)者對摩擦學(xué)的研究投入了不少的精力物力與財(cái)力，可在勞動成果上來看，效果并沒有那么如意，只因我國的機(jī)械設(shè)備以及材料應(yīng)用水平并沒有達(dá)到目前世界上最先進(jìn)的水平。因?yàn)?，我國在探索的道路上缺少了最?qiáng)有力的工具：摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。我們翻開歷史，發(fā)現(xiàn)我國對摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外最先進(jìn)的水平。但是，我們還是有值得國人自豪的事情，那就是在一九六五年，我國的第一臺摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)在濟(jì)南實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)基地誕生了，命名為：MQ-12型四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。 我中國在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制、設(shè)計(jì)方面雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外的先進(jìn)水平，但是，憑借我國人勤奮好學(xué)的態(tài)度，我們目前與國外大型知名科研團(tuán)隊(duì)合作，努力做出我們國人自己的產(chǎn)品，努力使自己的產(chǎn)品打造成世界一流的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，也讓那些國外的朋友們知道我國的強(qiáng)大。 就目前，我們從以下幾點(diǎn)分析我國內(nèi)的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研究現(xiàn)狀： 1.國內(nèi)的一些小型工廠，他們也致力于研究試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)，但由于一些實(shí)際問題，他們?nèi)狈ψ钣辛Φ目茖W(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的支持，所以主要依賴于一些小道，生產(chǎn)的大多數(shù)都是紡織品，自發(fā)研制的思維太少。 2.在上個(gè)世紀(jì)，我國的很多摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制都是借助國外上世紀(jì)初的最舊產(chǎn)品，我們自己借助他們的所研發(fā)出來的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品很多都是沒有自己的知識產(chǎn)權(quán)的，從實(shí)際效益上來看，這些過時(shí)的產(chǎn)品，它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且沒有實(shí)際效果，且面臨老化問題，從操作上來看，大多是采用手動操作，缺乏自動化設(shè)計(jì)，大大的降低了工作效率。 3.在國內(nèi)市場上，我們往往看到的是回轉(zhuǎn)式的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，在商品化的道路上，主要售以回轉(zhuǎn)式的 ，往復(fù)式的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)很少，沒有在市場上量產(chǎn)。 4.在數(shù)據(jù)處理方面，我國所研制的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)所采用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都是最落后的，我們所使用的的采用方法多以肉眼觀察為主，所采用的波形多數(shù)是以示波器顯示屏實(shí)現(xiàn)的，以手繪為輔，所以往往容易出錯(cuò)，且我們的工作人員的工作量也是很大。降低了生產(chǎn)效率。 1.2.2 國外摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制及發(fā)展現(xiàn)狀 在國外的科研歷史上，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等的發(fā)展可謂迅步可及，在最近及年的發(fā)展上，迅速的提高了各種問題，他們所研發(fā)的試驗(yàn)機(jī)在產(chǎn)品性能、實(shí)際應(yīng)用等各個(gè)領(lǐng)域有了大幅度的普遍提升，而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)種類上，也從以往的單形式向多樣化發(fā)展，做一下幾點(diǎn)論述： 1.摩擦磨損表面的溫度變化所采用的測量技術(shù)。摩擦磨損面的溫度是影響摩擦性和技術(shù)的最主要因素之一，摩擦磨損面的溫度場的布施與所接觸物體得表面形狀、摩擦副的材料，熱物理及物力性能、結(jié)構(gòu)的相關(guān)尺寸、工況的條件和散熱條件等各種因素有所關(guān)聯(lián)，它具有微觀，瞬時(shí)，動態(tài)的各種特點(diǎn)，測量的技術(shù)以及相關(guān)的事宜非常困難，致使摩擦磨損表面的溫度的測量將一定會是一個(gè)很重要的需要我們掌控的必須方向。只為提高我們的技術(shù)要求。 2.摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合的越發(fā)緊密起來，為了使摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的操作系統(tǒng)更加簡單方便，便于人們的使用，使研究設(shè)計(jì)的更加的功能化。就目前來看，現(xiàn)在在市場上所有的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)都至少裝配一臺小型智能型計(jì)算機(jī)，因此，試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)件的采樣、所得數(shù)據(jù)的處理以及打印、試驗(yàn)機(jī)的控制與操作、采樣所得的數(shù)據(jù)通過波形顯示屏由計(jì)算機(jī)完成，智能型計(jì)算機(jī)已經(jīng)能完全取代機(jī)器上的示波器從而進(jìn)行虛擬顯示模擬。在使用計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上，試驗(yàn)機(jī)的使用變得非常簡單，從而大大的提高了工作效率。 3.因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境的影響，很多的試驗(yàn)我們不能夠在正常情況下進(jìn)行試驗(yàn)，還有進(jìn)行多種多樣的材料試驗(yàn)，在國外的技術(shù)上，他們已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對各種摩擦副的不同工況進(jìn)行多樣化且逼真的模擬。 4.出除去美國、德國等工業(yè)大國外，在日本，他們的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)可以使用激光技術(shù)、超聲技術(shù)應(yīng)用于摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)之上，主要針對于薄層的，特殊材料的摩擦副進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)，且他們?nèi)〉昧司薮蟮某晒Α? 5.上世紀(jì)末，德國科學(xué)家Gleiter通過多年的不懈努力，研制出了新型材料，且該材料的特性不能通過現(xiàn)有的試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行對其試驗(yàn)，因此他們在納米技術(shù)這一領(lǐng)域內(nèi)，對于摩擦的試驗(yàn)又有新的想法，畢竟，納米技術(shù)已經(jīng)是目前世界上較為超前的技術(shù)水平，如若在納米技術(shù)與摩擦磨損試驗(yàn)之中取得一定的成績，那將回事摩擦學(xué)在這一領(lǐng)域的有一大重要突破。 6.我們前文就說，在世界之中，摩擦現(xiàn)象隨處可見，可見，摩擦學(xué)與我們的生活息息相關(guān)，就我們?nèi)祟惐旧矶?，我們的肌肉、骨骼也隨時(shí)都在發(fā)生摩擦現(xiàn)象，因此，生物摩擦學(xué)，將會成為人類進(jìn)步的一重要突破口，不論在疾病方面還是其他等方面，生物摩擦學(xué)是重中之重的，從而，探索生物摩擦學(xué)也將成為我們所及研究的重要課題，試驗(yàn)機(jī)的這一發(fā)展方向又會成為摩擦學(xué)的尖端技術(shù)，其測量也會是一個(gè)重大難題，試驗(yàn)機(jī)的研究也會是這一方面的重要目標(biāo)。 1.3摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的幾種類型 1.3.1 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)原理 對于試驗(yàn)機(jī)原理我們稍微先做一簡單了解，在后期的設(shè)計(jì)當(dāng)中，我主要是以臥式端面摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)的原理做一詳細(xì)說明 a）盤銷式 b）銷筒式 c）往復(fù)運(yùn)動式 d）MM型 e）砂紙磨損試驗(yàn) f）快速磨損試驗(yàn) 圖1.1用的幾種磨損試驗(yàn)機(jī)原理圖 每一種試驗(yàn)機(jī)它們的工作環(huán)境以及要求都不盡相同，主要的是一些試驗(yàn)機(jī)所針對的實(shí)驗(yàn)環(huán)境不一樣，所以在試驗(yàn)機(jī)的性能上，它們都不盡其然，各自有各自的優(yōu)劣所在。 1.3.2摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的分類 對于在摩擦學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行試驗(yàn)的相關(guān)研究時(shí)，根據(jù)對材料的基本性質(zhì)或者材料的耐磨性和潤化性進(jìn)行對本次試驗(yàn)的基本評定，由于試驗(yàn)的目的以及實(shí)驗(yàn)的基本條件的差異性，在此基礎(chǔ)之上我們=把試驗(yàn)機(jī)分為兩大類，即實(shí)際使用試驗(yàn)機(jī)何實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)機(jī)。 以下對兩種試驗(yàn)機(jī)做利弊分析： 一、 實(shí)際使用摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) 實(shí)際情況下的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，經(jīng)過實(shí)際的檢驗(yàn)與科學(xué)技術(shù)的再三測試，他的真實(shí)性與可信性的程度已經(jīng)深入人心，他的實(shí)際使用效果是摩擦磨損試驗(yàn)中檢驗(yàn)試驗(yàn)方案的最為有效準(zhǔn)確的試驗(yàn)機(jī)。但是，也有一定的缺點(diǎn)，諸如; ① 試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)周期過長 ② 試驗(yàn)機(jī)的使用條件的不穩(wěn)定性，有很多的自然因素、人為因素、以及試驗(yàn)機(jī)本身的偶然因素等影響試驗(yàn)結(jié)果。 ③ 由于摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)是高精密的機(jī)械儀器，因此，在設(shè)計(jì)制造的過程中花費(fèi)了大量的人力物力以及財(cái)力。 ④ 試驗(yàn)機(jī)是使用的局限性，在一些特殊工況下它是不能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行相關(guān)的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的。 二、 實(shí)驗(yàn)室使用的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) 在實(shí)驗(yàn)室里，試驗(yàn)機(jī)又分為式樣試驗(yàn)機(jī)和臺架試驗(yàn)機(jī) （1）試樣試驗(yàn)機(jī) 這類試驗(yàn)機(jī)所用的試驗(yàn)方法就是，將所需測量的試驗(yàn)材料處理成簡單的試驗(yàn)式樣，放在常規(guī)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)，這種試驗(yàn)機(jī)是進(jìn)行材料摩擦磨損試驗(yàn)的最為廣泛直接的使用方法。優(yōu)點(diǎn)：方便研究摩擦磨損的過程以及規(guī)律，可進(jìn)行控制偶然因素，比較適用于各種因素所對試驗(yàn)造成影響的摩擦磨損試驗(yàn)進(jìn)行研究。 ① 一般性質(zhì)的試驗(yàn)機(jī)：不用特別在意特種零件的實(shí)際工作狀況，因此，沒有太強(qiáng) 的針對性進(jìn)行特定的摩擦磨損試驗(yàn)。式樣形狀便于操作簡單，主要應(yīng)用于進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)理的研究。但是，這是一種理想化的試驗(yàn)機(jī)，因此試驗(yàn)測試結(jié)果與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有較大的差異性。 ②模擬性質(zhì)的試驗(yàn)機(jī)：它的設(shè)計(jì)與應(yīng)用主要適應(yīng)于某種特定零件的實(shí)際工作環(huán)境的實(shí)際工況，且其試驗(yàn)的針對性很強(qiáng)。進(jìn)行模擬摩擦磨損試驗(yàn)有兩種方法：其一，根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的摩擦副的形狀以及其磨損形狀的類型，使其和實(shí)際情況下的摩擦磨損試驗(yàn)完成重合，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比；其二，根據(jù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的摩擦副的摩擦條件，諸如：唯獨(dú)、速度、壓力、以及大氣濕度等環(huán)境因素的影響，使其和實(shí)際零件的工作環(huán)境一致，達(dá)到模擬的真實(shí)性。 （2）臺架試驗(yàn)機(jī) 在實(shí)驗(yàn)室里，有大量的零件組，實(shí)驗(yàn)室研究人員利用手頭的真實(shí)零件組，利用整機(jī)的試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)室里，這種試驗(yàn)最為接近實(shí)際的試驗(yàn)條件，許多的自然環(huán)境等因素可以通過人為的可調(diào)控性進(jìn)行定量定性的控制，這樣可以在很大程度的排除一些不必要的偶然因素。雖然此種試驗(yàn)機(jī)可以直接得到試驗(yàn)結(jié)果，但是，這種試驗(yàn)機(jī)不適用于研究摩擦磨損的最基礎(chǔ)的摩擦磨損機(jī)理；況且，次試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)周期也很常長，研究費(fèi)用也不低。 1.4臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研究以及重要方法 本課題的的研究內(nèi)容是臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)，形式為臥式，所測試的試件主要是以端面為主，設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)簡單、功能較為齊全的試驗(yàn)機(jī)。 研究方法：通過查閱大量的文獻(xiàn)資料以及知網(wǎng)好喝一些專業(yè)知識庫，查詢摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的工作原理，輔以本科所學(xué)最基礎(chǔ)的機(jī)械知識為引導(dǎo)，通過自己的導(dǎo)師尋求突破口，力求設(shè)計(jì)出一款簡單易行、經(jīng)濟(jì)適用的簡易摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。 1.5臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)的預(yù)期結(jié)果 在目前的市場上，端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的種類多種多樣，我們對于其性能的掌握也逐漸加深，在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，我們可以借鑒MM-200型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)原理，利用摩擦學(xué)最基本的知識理論，設(shè)計(jì)出一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單易懂、便于加工設(shè)計(jì)、實(shí)用性較強(qiáng)的臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，本試驗(yàn)機(jī)除了滿足學(xué)校試驗(yàn)需求外，應(yīng)該理應(yīng)具有市場營銷價(jià)值，能在市場上市，且為社會帶來一定的實(shí)際價(jià)值。 在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，我們理應(yīng)遵循機(jī)械設(shè)計(jì)手冊準(zhǔn)則，實(shí)際使用效益，等多種因素綜合考慮。 1.6摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展趨勢 1.7本課題的研究條件要求 我所設(shè)計(jì)的臥式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，對于其數(shù)據(jù)采集部分不做太多的說明，主要是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)件的運(yùn)動，也就是說，本課題主要是實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)部分，對于臥式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的性能要求做一下說明： （1） 主軸：要求無極調(diào)速，轉(zhuǎn)速范圍：0～3000r/min； （2） 溫度要求：最高可達(dá)1000℃； （3） 加載要求：采用彈簧加載； （4） 試件直徑的大小：對于端面來說，試件直徑要求在80mm以內(nèi)。 首先確定合理的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)計(jì)算得出零件的合理尺寸，進(jìn)行裝配圖、零件圖以及運(yùn)動簡體的繪制。選擇合適的材料進(jìn)行對零件的加工，請指導(dǎo)老師還有工程實(shí)訓(xùn)的老師對其進(jìn)行安全評估，制造所有零件，最后裝配零件，得到成品試驗(yàn)機(jī)，最后對其進(jìn)行性能檢測，以及對實(shí)驗(yàn)機(jī)的改進(jìn)。 第二章 設(shè)計(jì)方案 2.1摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的基本系統(tǒng) 設(shè)計(jì)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)我們要從多方面考慮，防止出現(xiàn)紕漏，可以通過下圖的 思維導(dǎo)圖構(gòu)思出試驗(yàn)機(jī)的基本設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)： 圖2.1摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的基本系統(tǒng) 1、2 ——摩擦元素 3——潤滑劑 4——?dú)夥? 2.2實(shí)驗(yàn)條件的影響 2.2.1試驗(yàn)過程因素的影響 （1）運(yùn)動形式影響 要實(shí)現(xiàn)試件之間的相對運(yùn)動，要么其中之一的試件運(yùn)動，要么二者都運(yùn)動，目前，在這一方面，幾乎所有的試驗(yàn)機(jī)都是一個(gè)相對靜止，一個(gè)運(yùn)動的，來實(shí)現(xiàn)試件的摩擦運(yùn)動。試件的運(yùn)動像是和試驗(yàn)機(jī)的摩擦副的結(jié)構(gòu)，他們所構(gòu)成的運(yùn)動體系通常都是一定的，并不是隨意變動的。只有一些少部分的多功能型試驗(yàn)機(jī)的試件與摩擦副之間的運(yùn)動是可以調(diào)節(jié)的。只有當(dāng)其中之一的試件靜止的時(shí)候，進(jìn)行試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)將會更加精確。 （2）載荷影響 試驗(yàn)機(jī)的附加載荷是摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測試的重要指標(biāo)參數(shù)，在進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)的測試過程中應(yīng)保持載荷的穩(wěn)定，以確保得到誤差最小的數(shù)據(jù)。摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對附加載荷的精度要求特別高。為了使試驗(yàn)機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到更為精確地?cái)?shù)據(jù)，在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)中就必須要考慮如何減小試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)的摩擦阻力以及外界因素隨其造成的影響。目前，試驗(yàn)機(jī)的加載體系主要包括三種負(fù)荷形式，分別是：杠桿負(fù)荷、彈簧負(fù)荷液壓負(fù)荷以及重負(fù)荷直接加載的負(fù)荷組合方式。以下對這四種負(fù)荷方式略作簡易說明： ①杠桿負(fù)荷：結(jié)構(gòu)簡單，負(fù)載穩(wěn)定，一般不需要負(fù)載的維護(hù)等各方面問題，加載的精度要求較高，但是有撞擊且會產(chǎn)生噪聲； ②中午加載結(jié)構(gòu)簡單，負(fù)載穩(wěn)定，精度較低，容易受外界環(huán)境的干擾，所以誤差較大； ③彈簧加載：彈簧加載所產(chǎn)生的震動較小，但是其加載精度不高，難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)的要求。 ④液壓負(fù)荷：可以將載荷的大小分的更為詳細(xì)，便于對載荷的精確要求，但是，液壓負(fù)荷的負(fù)荷穩(wěn)定性特別不容易掌控，且其制造成本太高，很難被接受。 （3）外界溫度的影響; 有些摩擦磨損試驗(yàn)的測試對周圍環(huán)境溫度持有一定特殊的要求，例如：高溫、高寒、地濕等特殊環(huán)境要求。外界溫度、濕度的稍微改變，則會給試驗(yàn)帶來相當(dāng)巨大的影響，可能就是因?yàn)橐粋€(gè)小小的水滴，或者溫度的變化則會導(dǎo)致事宜按結(jié)果的不穩(wěn)定和誤差。 （4）外界大氣的影響; 在摩擦學(xué)試驗(yàn)當(dāng)中，一些實(shí)驗(yàn)是需要在真空環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的，因此，對于的書環(huán)境的要求，譬如，真空環(huán)境，就需要控制大氣。在試驗(yàn)端添加一個(gè)密封盒子，里頭安裝濕度調(diào)節(jié)器 ，便于控制濕度要求。利用真空泵可實(shí)現(xiàn)真空。為了使真空度達(dá)到更高的要求，很大一部分的試驗(yàn)機(jī)使用的是磁力驅(qū)動進(jìn)行最小化或者，消除那種特殊的真空狀態(tài)。 （5）試驗(yàn)時(shí)間的控制 摩擦磨損試驗(yàn)的測試時(shí)間是根據(jù)某具體情況而定的，所有的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)都沒有裝配特制的定時(shí)器。為了將時(shí)間控制的最為合理，可以再控制電源電路上安裝計(jì)時(shí)裝置，利用電源的斷鏈來控制試驗(yàn)機(jī)的合理試驗(yàn)時(shí)間。 2.2.2載荷的影響 （1）載荷讀數(shù)： 試驗(yàn)的相關(guān)研究人員一般都需要將實(shí)驗(yàn)的負(fù)載載荷測量出來，對于不同類型的試驗(yàn)機(jī)，所使用的測量獲得得到載荷數(shù)據(jù)的方法不盡相同。一些試驗(yàn)機(jī)采用壓力傳感器直接讀取數(shù)據(jù)，一些試驗(yàn)機(jī)需要將載荷加載到一定程度之后通過指針讀取試驗(yàn)指數(shù)。一些試驗(yàn)機(jī)是通過液壓加載的方式加載載荷，一般是通過液壓值來讀取試驗(yàn)數(shù)值的，然后將液壓值轉(zhuǎn)換成載荷數(shù)。但是，不管負(fù)載方式的不同還是怎樣，我們都可以通過負(fù)載傳感器來采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且通過電腦終端來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。得到最終的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果。 （2）摩擦系數(shù)對摩擦磨損試驗(yàn)的影響： 當(dāng)試驗(yàn)機(jī)正常工作的時(shí)候，我們通過該實(shí)驗(yàn)機(jī)上的試驗(yàn)設(shè)備對待測材料進(jìn)行一項(xiàng)摩擦系數(shù)或者磨損量進(jìn)行測量數(shù)據(jù)讀數(shù)。例如，當(dāng)負(fù)加載荷P作為已知條件時(shí)，我們因此只要要測量此次試驗(yàn)的摩擦力F；然后我們可以根據(jù)已知公式u = F / P 來計(jì)算我們所需要的試驗(yàn)量和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這中測量方法一般是在數(shù)字計(jì)算機(jī)或者數(shù)字電路系統(tǒng)里的程序來進(jìn)行數(shù)據(jù)的執(zhí)行運(yùn)算處理。 （3）式樣的運(yùn)動速度的影響; 很多的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的測量數(shù)據(jù)中包不僅包括摩擦系數(shù)的測量計(jì)算，一般的試驗(yàn)機(jī)還需要測量式樣的運(yùn)動速度，通過式樣的運(yùn)動速度來進(jìn)行一般的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量計(jì)算。一般情況下，我們使用光電傳感器來測量式樣的速度，除此之外，還可以測速發(fā)電機(jī)。在回轉(zhuǎn)運(yùn)動中，我們只需要記錄清楚轉(zhuǎn)速即可，英雌，測量方法一般使用機(jī)械計(jì)數(shù)法。 （4）試件的溫度測量措施： 在這里，我們所說的溫度不僅僅是試件的溫度，還包括了測量所在的環(huán)境溫度，摩擦副表面的溫度，潤滑劑的溫度。因?yàn)檫@些不論是式樣還是潤滑劑，都會因?yàn)楸舜酥g的相互運(yùn)動而產(chǎn)生一定的溫度，而如若不仔細(xì)控制與測量這些變量的話，將會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成極大的誤差。在試驗(yàn)機(jī)的測試機(jī)構(gòu)中，我們對于其內(nèi)的溫度測量一般采用熱電偶或者是采用紅外測溫，在實(shí)驗(yàn)效果中，這二者之間的測溫效果幾乎一致，不會有太大的出入。單各有優(yōu)缺點(diǎn)，熱電偶是不能安裝固定在摩擦面上的，熱電偶只能安裝固定在摩擦面附近的某一支撐之上;紅外測溫方法因?yàn)槭羌す庑问降臏y量方法，所以，它的測量只能進(jìn)行到物體表面，劉麗茹，摩擦副表面，試件溫度表面等。 2.2.3驗(yàn)負(fù)載加載情況的影響 試驗(yàn)載荷的影響通常表現(xiàn)在加載原理上導(dǎo)致的加載系統(tǒng)的不穩(wěn)定性 ① 砝碼的不一致性，或者砝碼上有銹跡、水漬、等等導(dǎo)致砝碼的不穩(wěn)定 ② 彈簧加載的不一致性，彈簧材料的影響，導(dǎo)致彈簧變形或者是彈簧的損傷，均會是加載系統(tǒng)的不穩(wěn)定。 ③ 液壓加載，液壓加載系統(tǒng)通常采用的液壓機(jī)的等設(shè)備，此類設(shè)備是具有良好的性能，但是，比較容易受環(huán)境的影響，不能再高溫高壓狀態(tài)下正常工作。 2.3設(shè)計(jì)方案 2.3.1試驗(yàn)機(jī)的整體分析 試驗(yàn)機(jī)部分傳動系統(tǒng)工作原理簡圖; 1.傳動帶 2.電機(jī) 3.摩擦盤 4.試件1 5.試件2 6.夾具 7.砝碼 8.平衡杠桿 9.傳感器 圖2.2 試驗(yàn)機(jī)機(jī)械傳動部分的工作原理圖 電機(jī)接通電源，使其正常工作，待電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定之后，其轉(zhuǎn)速經(jīng)減速器的變速調(diào)節(jié)，使其達(dá)到工作所需的使用轉(zhuǎn)速，由此可以由齒輪傳到1傳動帶上，進(jìn)過傳動帶的傳動通多斜齒輪使其將動力由橫向傳動變?yōu)榱⑹?，?摩擦盤得到動力，進(jìn)行摩擦磨損，通過改變7砝碼的大小來確定檢測眼里的大小得到不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過8平衡杠桿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的傳遞，由9眼里傳感器接受實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后通過計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 2.3.2設(shè)計(jì)方案的制定 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，在于實(shí)現(xiàn)它是如何使待測試件的運(yùn)動，即如何實(shí)現(xiàn)摩擦副與待測試件之間的相互摩擦，在我們所學(xué)習(xí)的知識當(dāng)中，就已知的可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的裝置一般包括回轉(zhuǎn)式運(yùn)動、直線型運(yùn)動、往復(fù)式運(yùn)動，因此，這些運(yùn)動均可以實(shí)現(xiàn)試件與摩擦副之間的相對摩擦運(yùn)動。具體設(shè)計(jì)方案如下所示： 方案一： 圖2.3 ① 傳動系統(tǒng)：采用變頻電機(jī)經(jīng)由齒輪、聯(lián)軸器、滾動軸承傳遞動能，帶動摩擦盤的旋轉(zhuǎn)； ② 加載系統(tǒng)：采用彈簧加載，利用彈簧的形變量，通過F=kX計(jì)算彈簧的彈性形變以及彈力，由此可以得出摩擦力和磨損量； ③ 摩擦端面的進(jìn)給系統(tǒng)：完全通過彈簧加載來實(shí)現(xiàn)，利用箱體座上安裝刻度尺，來讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄軸向的進(jìn)給運(yùn)動； ④ 試件的加熱冷卻系統(tǒng)：利用加熱爐和冷卻液，在箱體外側(cè)安裝隔熱層，而主箱體與試件的箱體之間采用石棉隔熱層。 ⑤ 夾持系統(tǒng)：因?yàn)闇y試的是端面摩擦磨損，所以采用端面專用夾具，而摩擦盤和主軸之間保持傳動聯(lián)系，因此實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)摩擦運(yùn)動 方案二： 圖2.4 ① 傳動系統(tǒng)：變頻電機(jī)通過主軸鏈接聯(lián)軸器通過軸承傳動，帶動摩擦盤進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動 ② 加載系統(tǒng)：方案二采用了也是彈簧加載，不過和方案一有所不同；通過手輪旋轉(zhuǎn)來控制彈簧的軸向進(jìn)給運(yùn)動，而彈簧的彈簧力的加載大小則通過橫梁，經(jīng)由絲桿和螺母副作用，利用光電傳感器來讀取彈簧力的大??； ③ 端面的進(jìn)給運(yùn)動：此端面和彈簧之間過盈配合，他的軸向進(jìn)給運(yùn)動取決于彈簧的進(jìn)給大??； ④ 夾持系統(tǒng)：此方案的夾持系統(tǒng)采用的是利用螺栓螺母將摩擦盤固定的運(yùn)動主軸上，利用主軸的動力實(shí)現(xiàn)摩擦盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而能實(shí)現(xiàn)式樣與摩擦盤的摩擦運(yùn)動； ⑤ 加熱冷卻系統(tǒng)：利用加熱爐和冷卻液，在箱體外側(cè)安裝隔熱層，而主箱體與試件的箱體之間采用石棉隔熱層。 方案三： 圖2.5 ① 傳動系統(tǒng)：變頻電機(jī)通過齒輪傳動，之后鏈接同步帶進(jìn)行傳遞，通過滾子軸承將動力傳遞到摩擦盤，是其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)； ② 夾持系統(tǒng)：采用專用夾具進(jìn)行對摩擦盤以及端面的夾持，而摩擦盤隨主軸一汽做回轉(zhuǎn)運(yùn)動端面進(jìn)行軸向進(jìn)給運(yùn)動； ③ 加載系統(tǒng)：利用伺服控制加載系統(tǒng)； ④ 端面的進(jìn)給運(yùn)動：也是隨加載系統(tǒng)進(jìn)行的； ⑤ 加熱冷卻系統(tǒng)：利用加熱爐和冷卻液，在箱體外側(cè)安裝隔熱層，而主箱體與試件的箱體之間采用石棉隔熱層。 2.3.3方案分析與選擇 方案一利用的齒輪傳動可以確保傳動過程中的傳動比，對于方案一的設(shè)計(jì)制造以及對于其在裝配過程中的精度要求不是太高，除此之外，方案一的一些簡單設(shè)計(jì)可以防止在加載過程中如若加載過載的情況下對電機(jī)造成的損壞。這是他的優(yōu)點(diǎn)所在，他的缺點(diǎn)：因?yàn)槭驱X輪傳動，所以齒輪之間的摩擦噪音比較大，機(jī)器的震動也會很劇烈，因?yàn)槟Σ聊p試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果容易受溫度的影響，而方案一的設(shè)計(jì)只要是齒輪傳動，所以齒輪之間的摩擦極易造成機(jī)器溫度的升高，因此，方案一的設(shè)計(jì)雖然簡單易行，但是測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差太大，所以不宜采用 方案二電機(jī)所傳遞的動力直接由電機(jī)通過聯(lián)軸器然后跟主軸直接相連，在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，此種結(jié)果最為常見，也是，我們所在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中最容易使用的機(jī)械結(jié)構(gòu)，因?yàn)榇朔N機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單緊湊，當(dāng)機(jī)器損毀時(shí)，也是特別容易維修的。但是，這種機(jī)構(gòu)的減震性特別差，因?yàn)閯恿Φ膫鬟f過程當(dāng)中是是直接從電機(jī)過渡到聯(lián)軸器的，所以系統(tǒng)的震動也是特別之大的，在主軸和電機(jī)上，由于直接傳遞，導(dǎo)致降低了系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性。 方案三電機(jī)接通電源，使其正常工作，待電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定之后，其轉(zhuǎn)速經(jīng)減速器的變速調(diào)節(jié)，使其達(dá)到工作所需的使用轉(zhuǎn)速，由此可以由齒輪傳到1傳動帶上，進(jìn)過傳動帶的傳動通多斜齒輪使其將動力由橫向傳動變?yōu)榱⑹?，?摩擦盤得到動力，進(jìn)行摩擦磨損，通過改變7砝碼的大小來確定檢測眼里的大小得到不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過8平衡杠桿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的傳遞，由9眼里傳感器接受實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后通過計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 綜上所述，我們優(yōu)先選擇方案三。 第三章 試驗(yàn)機(jī)的主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1設(shè)計(jì)基本參數(shù)要求： 主軸：要求無極調(diào)速，轉(zhuǎn)速范圍：0～3000r/min； 溫度要求：最高可達(dá)1000℃； 加載要求：采用彈簧加載； 試件直徑的大小：對于端面來說，試件直徑要求在80mm以內(nèi)。 3.2傳動路徑 由試驗(yàn)機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速范圍和變速方式，可以選擇變頻調(diào)速三相異步交流電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)。因此該試驗(yàn)機(jī)的主傳動路線為：變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)→同步帶和帶輪→主軸→摩擦盤專用夾持器→摩擦盤。 采取變頻調(diào)速三相異步電動機(jī) 傳動路徑：變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)→帶輪→同步帶→主軸→專用夾具→摩擦盤。 3.3電動機(jī)參數(shù) 取摩擦系數(shù)f=1， 則摩擦產(chǎn)生的功率： Pm=Fv = 式中：Pm是最大功率(Kw) F：摩擦盤與端面的相互作用力(N) v：摩擦盤與端面之間的相對運(yùn)動速度(m/s) f：動摩擦系數(shù)； Fn：端面施加給摩擦盤的正壓力（N） R：端面直徑（m） Pm＝＝＝0.252 Kw 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可選擇相應(yīng)電動機(jī)。 3.4帶傳動相關(guān)參數(shù)計(jì)算： 1、功率： Pd＝ Pd= =0.36Kw 式中： :同步帶傳動的對應(yīng)系數(shù)，據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》可取=1.40 2、選擇同步帶的帶型和節(jié)距： 有上述計(jì)算可選取L型同步帶。 3、小帶輪的齒數(shù)Z1的計(jì)算： 經(jīng)查國標(biāo)(JB/T 7512.2-1994),查取Zmin=20 則選取Z1＝25； 4、小帶輪的節(jié)圓直徑d1的計(jì)算： 經(jīng)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，得小帶輪的直徑為mm 5、大帶輪的齒數(shù)： 同理，因同步傳送，故大小帶輪的齒數(shù)相同，取Z1＝Z2＝25； 6、大帶輪節(jié)的圓直徑： 7、同步帶的帶速： 得： 一般情況下，L型，則，符合設(shè)計(jì)要求。 8、軸間距的初步預(yù)定： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》得知 即，取a==151.2mm 9、同步帶的帶長以及齒數(shù)： 帶長： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》得，齒數(shù)； 10、計(jì)算實(shí)際周間距： 之前的計(jì)算說明，周間距是可調(diào)的 11、帶輪的嚙合齒數(shù)： 12、帶寬： ：嚙合的齒數(shù)系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 根據(jù)國標(biāo)應(yīng)該按表4.4選取，則 式中： mm 則可以得到公稱帶寬為;12.7mm,cah 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選取代號為050 13、最小軸徑上的作用力： 得： 3.5主軸相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算： 1、主軸輸出功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩： 在電機(jī)的計(jì)算過程中可以得出， 由此可以得出主軸轉(zhuǎn)矩 2、軸最小直徑： 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》查得主軸的材料可以選取為 且 則，取 即最小直徑可取6mm。 3、主軸結(jié)構(gòu)： （1） 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定軸上的裝配零件 ① 根據(jù)之前的帶輪計(jì)算結(jié)果，則， ②軸承選用滾動軸承。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)書冊》，選取推力球軸承51206與深溝球軸承6206，其相應(yīng)尺寸分別為、，故，。 ③根據(jù)軸上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，則 ， ， ， ， （3）強(qiáng)度校核： 扭曲強(qiáng)度計(jì)算原理公式 由于 則 由此則軸最小直徑則取 由此可見，這樣的擬定則符合軸其余各段的強(qiáng)度要求 3.5.1、主軸上鍵的強(qiáng)度校核： 在主軸設(shè)計(jì)時(shí)所見，鍵所在軸的直徑為24mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（摘自GB/T1095-2003，GB/T1096-2003)選取鍵的尺寸選定為，鍵連接的強(qiáng)度條件為： 式中： d是軸的直徑；l是鍵的工作長度，l=L-b=14-8=6 h是鍵的高度 [p]是許用壓力 K是鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h T傳遞的轉(zhuǎn)矩 取，則 因此建滿足強(qiáng)度要求。 3.5.2、軸承的校核： 對推力球軸承和深溝球軸承進(jìn)行壽命校核： （一）、深溝球軸承壽命校核 1利用主軸設(shè)計(jì)參數(shù)： 則 由帶輪參數(shù)可得： 則 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》得 深溝球軸承的最小e值為0.22，故此時(shí) 2、當(dāng)量動載荷P，由公式 經(jīng)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》得，取； 則 3、由公式（4-23），則可以求得該軸承的額定動載荷： 則 4、軸承使用壽命，根據(jù)公式 該軸承的設(shè)計(jì)符合本設(shè)計(jì)要求。 （二）推力球軸承的壽命校核 原理同上 總結(jié) 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，因?yàn)槟Σ聊p試驗(yàn)機(jī)是進(jìn)行對摩擦磨損試驗(yàn)的有效手段和基本試驗(yàn)設(shè)備，廣泛的應(yīng)用于對這種摩擦性能的試驗(yàn)進(jìn)行測試與測評。主要的任務(wù)要求就是如何實(shí)現(xiàn)磨損這一運(yùn)動的，我就此展開設(shè)計(jì)，通過研究試驗(yàn)機(jī)機(jī)理，利用機(jī)械原理與機(jī)械機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行對試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)說明。 磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)方案、加載系統(tǒng)、箱體設(shè)計(jì)、溫度系統(tǒng)等四部分來設(shè)計(jì)完成的。驅(qū)動裝置采用了變頻電機(jī)，因?yàn)榇穗姍C(jī)可以實(shí)現(xiàn)株洲的無級變速和大范圍的調(diào)速，主軸和變頻電機(jī)之間采用了帶傳動，這種同步帶的傳動可以是傳遞的效率達(dá)到最高，減少能量損耗，這種結(jié)構(gòu)很大程度的是機(jī)械設(shè)計(jì)變得更加緊湊，使機(jī)械零件的裝配組合更加方便。傳動軸與主軸之間的而連接采用滾子軸承，且使用四支點(diǎn)支撐，使結(jié)構(gòu)變得穩(wěn)固。 本文是對于臥式端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的原理與其機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行有效合理的設(shè)計(jì)與介紹。首先確定試驗(yàn)機(jī)的基本設(shè)計(jì)參數(shù)，然后通過機(jī)械設(shè)計(jì)手冊進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算說明，利用所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模，導(dǎo)出二位設(shè)計(jì)效果圖紙，然后在校核和檢測實(shí)驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)合理性。 在確定設(shè)計(jì)要求的前提下，我力求讓試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，且能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)的基本功能，降低實(shí)驗(yàn)機(jī)的制造成本，因?yàn)楸敬蔚脑囼?yàn)機(jī)設(shè)計(jì)制造主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有效的摩擦磨損試驗(yàn)的操作，所有在精度上沒有特別的嚴(yán)苛，再設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，摒棄了復(fù)雜的液壓組合設(shè)計(jì)的原理，采用了滑塊導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)，并且創(chuàng)造性的利用了一些簡單設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。所以，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)大多加工簡單，成本低廉，且試驗(yàn)機(jī)的操作簡單上手。 致謝 經(jīng)過長達(dá)一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，期間有過各種辛苦的勞作與不分晝夜的學(xué)習(xí)整理，得以完成此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師任靖日教授的悉心指導(dǎo)之下設(shè)計(jì)操作完成的，導(dǎo)師通過細(xì)心詳細(xì)的知道說明，我不僅僅攻克了在畢設(shè)的過程中遇到的各種難題，更是清楚地認(rèn)識了機(jī)械設(shè)計(jì)的博大精深。在大學(xué)期間，我們總是認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)只是我們大學(xué)學(xué)習(xí)生涯的一次總結(jié)，我們只是利用大學(xué)所學(xué)習(xí)的知識來一次大規(guī)模的應(yīng)用于洗滌。但是，在做完畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我對此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)生了很大的不同感慨，別業(yè)設(shè)計(jì)，不僅僅是將大學(xué)期間所學(xué)的知識的一種薈萃，更是對自己一種能力的實(shí)質(zhì)性的提升與檢測。 在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)上，我深切的感受到學(xué)無止境的思想，將我以前的自以為是洗滌的干干凈凈，讓我認(rèn)識到學(xué)識的重要性與學(xué)以致用的積極性。我更是學(xué)會了將書讀活，很大程度的提升了我的專業(yè)技能水平。 所以，我在次真心地感謝我本次別業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師，他讓我對自己的認(rèn)識更深，對自己以后的工作將會是寶貴的財(cái)富；我真心地感謝在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中誠心指導(dǎo)與幫助，讓我懂得了友誼的真貴。 在此，所有的給予我?guī)椭①浥c我關(guān)心、予以我支持的人，我向你們表示我最真誠的感謝與衷心的祝福。 參考文獻(xiàn) [1] 武文忠，郝建東，蘇俊義.高溫磨損試驗(yàn)機(jī)的研制.北京：試驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)機(jī)，2002，42（1，2），15～17 [2] 桂長林，沈健.摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)：Ⅰ[1].摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的分類和特點(diǎn)分析。合肥：固體潤滑.1990，10（1），48～55 [3] 桂長林，沈健.摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)：II摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)方法的研究。合肥：固體潤滑。1990，10（2），120～136 [4] 楊學(xué)軍，趙浩峰，趙昕月.高溫銷盤磨損試驗(yàn)機(jī)的研制.太原：太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，36（4），477～479 [5] 李霞，許志慶，楊永.高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的總體設(shè)計(jì).北京：中國儀器儀表，2003，19～21 [6] ?？烧?，金志浩。MPX—2000型盤銷式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的改裝.北京：機(jī)械科學(xué)與技術(shù)。1999.18（3），470～471，474 [7] 何國仁，曾漢民，楊桂成.高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制.北京：北京：試驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)機(jī).1991，31（5），11～16 [8] 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