磨料磨损试验机设计说明书[带图纸].doc

磨料磨损试验机的设计摘要目前磨料磨损试验机的品种繁多，也有不少人在研究新型的试验机。在国内的相关研究中则广泛使用的试验机有滚子式磨损试验机、四球式磨料磨损试验机、往复式磨料磨损试验机、磨损试验机、盘销式磨料磨损试验机等。磨料磨损试验的目的是为了对磨损现象及其本质进行研究，正确地评价各种因素对磨料磨损性能的影响，从而确定符合使用要求的摩擦副元件的最优参数。我所设计的是磨料磨损的试验机。是用电机带动带轮为驱动，利用带式传动使整台设备运转。这种试验机是进行磨料磨损的有效设备，广泛运用于对各种高速刀具的磨损性能进行测试和评价，是高速切削和新型刀具材料研制开发和应用的必备设备。该设备是高速加工和刀具材料研究方向研究工作急需的基础设备，该设备可以扩展该学科的研究领域和提高研究水平。是综合各种试验机的一种先进的设备。关键词：磨损；试验机；高温；高速AbstractTheabrasiveweartestmachineofthevariety,therearealotofpeopleinthestudyofnewtypeoftestingmachine.Inthedomesticrelatedresearchiswidelyusedinthetestingmachinehasarollertypeweartestingmachine,fourballfrictionandweartestingmachine,reciprocatingfrictionandweartestingmachine,cuttingtypefriction,weartestingmachine,frictiontestmachine.Frictionandweartestisaimedonthefrictionandwearphenomenonanditsessenceisstudied,aevaluationofvariousfactorsinfluenceonfrictionandwearproperties,therebydeterminingtherequirementsoftheoptimalparametersoffrictionpaircomponents.WhatIdesignisatahightemperatureabrasiveweartestingmachine.Isdrivenbyamotorbeltwheelfordrivingbelttransmission,usingthewholedeviceoperation,thismachineisofhighspeedfrictionandwearbehaviorofeffectiveequipment,iswidelyusedforvarioushightemperaturefrictionandwearpropertiesofhighspeedcuttingtoolfortestingandevaluation,isofhighspeedcuttingandnewcuttingtoolmaterialsresearchanddevelopmentandapplicationofthenecessaryequipment.Thedeviceisofhighspeedmachiningandtoolmaterialresearchdirectionresearchworkneededinfrastructureequipment,theequipmentcanbeextendedtothefieldofstudyandimproveresearchlevel.Isacomprehensivetestmachineisakindofadvancedequipment.Keywords：friction；testingmachine；hightemperature；high-speed目录摘要.11引言.11.1设计的目的和意义.11.2研究现状.21.3磨料磨损试验机的发展趋势.32磨料磨损试验机的总体设计.52.1传动方式.52.2试验负荷的影响.63运动的动力的计算.83.1滚珠丝杆副的动力计算.83.2丝杆强度和稳定性的计算.93.3丝杠的刚度.104磨料磨损试验机的结构设计的相关计算.124.1试验机主要性能指标的确定.124.1.1电机选择.124.1.2同步带传动计算.134.1.3主轴计算.164.2各级传动的设计.184.2.1第一级带传动计算.184.2.2第三级带传动.204.3丝杆轴承的选择.224.4离合器的选择.235磨料磨损试验机的结构设计.245.1箱体的结构设计.245.2横梁和支架的设计.245.3摩擦轮的设计.256结论.27参考文献.28致谢.29中国地质大学长城学院2012届毕业设计11引言1.1设计的目的和意义随着冶金、矿山、电力以及工程机械等行业的发展，人们对磨损危害的认识有了相当的提高。为了弄清磨损机理以减少有害的磨损，各国学者对材料在常温下的各种磨损问题均进行了大量的研究，但对于材料在高温下的磨损问题至今却研究的较少，这和高温磨损试验装置的缺乏不无关系。1910年第一台磨料磨损试验机即以问世，1975年美国润滑工程师学会（ALSE）编著的“磨料磨损装置”一书中所公布的不同类型的磨损试验机也有上百种，但其中大部分都是磨损试验机。近几十年来，磨损试验机和试验方法虽然有了较大的发展，但这些试验机大多还是由企业和研究工作者根据工作需要和实际工况自行设计制造的，适合高分子及其复合材料试验用的磨损试验机等。只有少数试验机是由专门的试验机厂或仪器制造公司制造和供应的，而且这些试验机大都结构复杂，价格较贵，这说明了磨损问题的复杂性和进行实验室磨损试验研究的困难所在。通常,把测定材料机械性能的仪器和设备称为磨料磨损试验机。但是，有些国家有时把测定材料物理性能（甚至化学性能）的仪器和设备也称为磨损试验机。国外，在工业比较发达的国家中，对于试验机的研制和生产，都是比较重视的。这是因为，磨损试验机作为一个基础工业部门，对于工业生产和科研工作有直接的不容忽视的影响。实际上，对于工业生产和各种工程设计来说，磨料磨损试验机是确保各种机器，车辆，船舶和结构物的合理设计与安全运行的重要测试设备。因为，为了既经济又安全可靠地从事各种工程设计，必须根据材料的机械性能选取合适的材料。否则，可能造成浪费，或者导致发生严重的事故。而要获得准确的材料机械性能数据，只有使用材料试验机。在工业生产中，为了保证产品质量，常常需要对各种材料和零部件或整机进行检定和测试。许多重要性的热处理零部件，如轧钢机的钢辊，机器的主轴和汽车的连杆等，都要百分之百的进行硬度检定。在冶金工业生产中，随着科学技术的飞速发展，也提出了许多新问题。例如现代技术的发展，需要一些具有特殊性能的，能在高温，低温，高压，高速以及各种复杂条件下工作的材料，因此必须研制新型材料与合金。钢铁厂生的的钢材，也需要随时检验。显而易见，所有这些研究和检验工作，离开材料试验机是无法进行的。上述几点，已足以说明磨损试验机的发展对航空，冶金，机械，建筑和造船等工业部门，在合理设计工程结构，节约材料，提高产品质量，改进工艺和降低成本方面具有重要的意义。另外，由于磨料磨损试验机所涉及到的科学技术领域比较广泛，如高温技术，低温技术，真空技术，液压技术，光学技术，电子技术和激光技术等，并且还应用各种测试，记录和显示仪器，所以磨损试验机的技术发展，往往取决于很多科学技术领域的水平。磨料磨损试验的目的是为了对磨损现象及其本质进行研究，正确地评价各种因素对磨料磨损性能的影响，从而确定符合使用要求的摩擦副元件的最优参数。磨料磨损试验研究的内容非常广泛，如探讨磨损和润滑机理以及影响磨损的诸因素，对新的耐磨、减磨及摩擦材料和润滑剂进行评定等。由于磨损现象十分复杂，磨损条件都各不相同不同，试验方中国地质大学长城学院2012届毕业设计2法和装置种类繁多，如何准确地获取磨料磨损过程中的参数变化成为一个十分重要的研究课题。为了探索和验证机械工程中磨损问题的机理以及有关影响因素，磨料磨损试验机是进行磨损试验的有效设备。1.2研究现状近些年来，随着航空，冶金，造船，化工和机械工业生产技术水平的迅速发展，对金属材料试验提出的要求也越来越高，许多产品的重要的零部件甚至整机，常常需要在各种复杂的情况下进行模拟试验。因此，在材料试验机中不断地采用了一些新技术，例如电液伺服系统，电子计算机等。所有这些新技术的应用，不仅使磨料磨损试验机的性能在为提高，而且使磨损试验机的结构也随之发生了很大的变化。近来国外生产的一些特殊的磨损试验机，由于应用了一些新技术，试验机的性能有所提高，应用范围也有所扩大。这种试验机除了能做拉压，弯，剪切等表态试验外，还可以做蠕变和松弛试验，有的还能做动态试验，测定材料的疲劳极限。国外生产的磨损试验机和拉力试验机，主要分为机械式，液压式和电子式三种。近来电液伺服系统万能试验机后来居上。此外，有时又按其他特征分为高温，低温，大型，微型和自动试验机等。机械式磨料磨损试验机的加荷机械和测力机械一般采用机械传动装置。这种试验机具有足够的精度和稳定性。但负荷能力受到一定限制，因测力机械的惯性较大，加荷速度受到一定限制。所以，国外一些主要生产厂已经不再生产，有的仅放在次要的地位。液压磨损试验机，应用液压传动加荷。与机械万能试验机相比较，除负荷较大外，加荷平衡，加荷速度可自由调节。近些年来，各国都在大力发展电子磨损试验机与电子拉力试验机。这是一种将电子技术应用于试验机负荷系统与变形系统中，精确地进行测量和记录的新型磨料磨损试验机。目前，世界只有美国、日本、瑞士等少数几个国家有磨料磨损试验机的专业生产企业，而济南试金集团是国内最早研制和生产磨料磨损试验机的厂家。早在1964年为了满足我国石油工业和材料工业的发展需要，济南试金集团开始研制MQ-12型四球磨料磨损试验机，1965年研制成功并投入生产，1966年又研制成功MM-200型磨损试验机，两种试验机的研制成功标志着我国已有了自行研制磨料磨损试验机的能力。在最近的几年，涌现出了一批新兴生产磨料磨损试验机的企业，也有不少优质产品面世。磨料磨损试验机用于评定材料的磨损机理和测定材料的摩擦系数。并可模拟各种材料在干摩擦、湿摩擦、磨料磨损等不同工况下磨损试验。该机采用计算机控制系统，可实时显示试验力、摩擦力矩、摩擦系数、试验时间等参数，并可记录实验过程中摩擦系