小型环块式磨损试验机设计初探说明书毕业论文.doc

本科毕业设计（论文） 题 目 小型环块式 磨损试验机设计 目 录摘 要IABSTRACTII1 引言12 摩擦磨损试验机概述12.1 四球摩擦磨损试验机12.2 端面摩擦摩损试验机22.3 环块摩擦摩损试验机32.4 永劫摩擦摩损试验机32.5 往复式摩擦磨损试验机43 摩擦磨损试验机实验方法44 摩擦磨损实验机研究现状及其发展55 小型环块式磨损试验机设计初步探索65.1 环块摩擦磨损试验机的结构特征和工作原理65.2 主轴驱动系统结构及工作原理图76 环块式摩擦实验机86.1 试验机机械部分的总体设计86.2 试验机电机选择96.2.1 电机类型和结构形式选择96.2.2 选择电机功率106.2.3 选择电机转速116.2.4 选择电机型号126.2.5 电机的安装126.3 主轴设计，校核以及联轴器选择136.3.1 主轴材料选择136.3.2 估算轴径和选择联轴器136.3.3 轴承的选择及润滑146.3.4 轴结构的设计156.3.5 轴上受力分析166.3.6 轴的精确校核186.4 环块夹具装置设计206.5 平衡装置设计与校核206.5.1 平衡装置的总体设计206.5.2 平衡杠杆装置尺寸设计216.5.3 验证平衡杠杆的平衡216.5.4 平衡杠杆校核226.5.5 校核销轴的强度246.6 加载方式选择246.7 试验机其它部分装置设计266.7.1 支点设计266.7.2 轴承箱体设计266.8 本章小结277 结 论28结束语29致 谢30参考文献31附 录32小型环块式磨损试验机摘 要 考虑到滚动摩擦磨损实验技术中摩擦系数和摩擦力是影响摩擦的重要参数，以及根据现代磨损试验机存在的现状，为了能更方便在办公桌面上来测量实验材料的摩擦特性，我们拟定设计了小型环块式磨损试验机。在设计中运用了、杠杆加载原理以及摩擦学和材料力学的相关知识，基本完成了设计目标。该实验机结构简单，运行稳定，操作方便，可以满足在不同载荷、速度、摩擦材料等条件下进行摩擦学实验的需要。关键词 环块/磨损/试验机/设计Small ring-block wear testing machineABSTRACT Taking into account the coefficient of friction and friction rolling friction wear test is an important parameter affecting friction，and the status of the wear test machine.In order to be more up in the office desktop measurement of the friction characteristics of the experimental material, this month we designed a small ring-block wear testing machine.Use in the design, loading lever principle, knowledge of the mechanics and tribology and materials,the basic completion of the design goals.The experimental machine structure is simple, stable, easy to operate and to meet the needs of the tribological experiments under different conditions of load, speed, friction materials.KEY WORDS central block，wear，test ，design1 引言在摩擦磨损性能试验中，需要测定摩擦力、摩擦系数、摩擦力矩、磨损量及磨损率等参数。通常试验方法有两种：一种是按试验规范或标准进行，如润滑剂承载能力测定法(四球法)；一种是在相同的模拟工作条件下，进行对比试验1。前一种方法试验规范、数据可靠，但对实验条件要求高，标准设备昂贵；后一种方法试验设计灵活，试验环境与设备的选择有一定的自主性，可以根据具体要求，模拟工作条件，自己研制仪器设备。我们在此磨损性能试验研究中，充分利用已有仪器设备，动手设计了一种小型环块式磨损试验机，其结构简单、工作可靠、制作费用低廉。现阶段的磨损试验机种类繁多，其中最常见的磨损试验机，如环块式磨损试验机，销盘式磨损试验机和往复式磨损试验机等已经得到初步的完善。借以前车之鉴，来初步探索我们实验机的设计是必不可少的过程。2 摩擦磨损试验机概述摩擦磨损试验机，又称摩擦试验机，磨损试验机。根据摩擦副可分为球盘摩擦磨损试验机，销盘摩擦磨损试验机，盘盘摩擦磨损试验机，环块摩擦磨损试验机，四球摩擦磨损试验机，缸套活塞环摩擦磨损试验机，高频摩擦磨损试验机，高温摩擦磨损试验机，真空摩擦磨损试验机。2.1 四球摩擦磨损试验机四球摩擦磨损试验机系列依照GB/T3142光滑剂承载才能测定法（四球法）的请求，评定光滑剂的承载才能，即最大无卡咬负荷PB、燃结负荷PD、综合磨损值ZMZ等。图2-1四球摩擦试验机原理图 1）屏显式四球摩擦试验机2）极压四球摩擦试验机 3）杠杆四球摩擦试验机 4）微机控制电液伺服四球摩擦试验机 四球摩擦磨损试验机工作原理：由四球（1个上球3个下球）组成摩擦副，上球卡在夹头内，下球组固定不动，上球与下球组相接触。工作时，上球由主轴带动旋转，通过加载系统向下求租加载。主要用于评定润滑剂的性能。2.2 端面摩擦摩损试验机端面摩擦摩损试验机系列，常温（低温）在浸光滑油和无光滑油前提下，对环状试样施加较高的端口试验力，用于评定资料的摩擦磨损功能。1）屏显式断面摩损试验机2）屏显式低温端面摩损试验机图2-2 摩擦磨损试验机结构图2.3 环块摩擦摩损试验机环块摩擦摩损试验机系列，依照SY-2685光滑油抗擦伤功能测定法（梯姆肯法）的请求，在浸油光滑前提下，评定种种光滑剂及资料的光滑功能，特别实用于中高等汽车齿轮油的抗擦伤功能的模仿评定。环块摩擦磨损试验机包含有：1）高速环块摩擦摩损试验机2）数显环块摩擦摩损试验机环块摩擦磨损试验机工作原理：图2-3环块磨损试验机结构原理主动件是标准旋转圆环，被动件是被固定的标准尺寸矩形块。通过测量不同载荷下，被动试件矩形块上出现的条形磨痕宽度，以及摩擦副材料间的摩擦力、摩擦系数，来评定润滑剂的承载能力以及摩擦副材料的摩擦磨损性能。2.4 永劫摩擦摩损试验机永劫摩擦摩损试验机系列，依照ZB-E34007光滑油抗磨损功能测定法（四球法）的请求，以销盘滑动摩擦方式，在浸光滑和无油光滑前提下，选择差别的摩擦副方式，模仿评定光滑剂和资料的摩擦磨损功能。永劫摩擦摩损试验机包含有：1）立式全能摩擦摩损试验机2）销盘摩擦摩损试验机3）四球永劫摩损试验机其中销盘摩擦磨损试验机的工作原理为：试验时，销固定不动，盘做旋转运动。通过力传感器采集试验过程总摩擦力和载荷的变化，通过位移传感器对试样的总磨损进行测量。主要用于在滑动条件下，评价材料的摩擦磨损系数和磨损率，研究工况参数对摩擦性能和磨损机理的影响，是目前用途最广泛的摩擦磨损试验设备。2.5 往复式摩擦磨损试验机往复式摩擦磨损试验机，通过测量实验中产生的摩擦力、摩擦系数和磨损量的变化来研究材料的摩擦磨损性能2。为提高测试系统的精确性和实时性，将计算机辅助测试系统应用到摩擦学试验当中，通过数据采集系统和测试软件系统完成摩擦磨损数据的实时动态测试，从根本上改变了传统摩擦磨损试验机的缺点。该试验机可在一定范围内实现往复行程、载荷、速度、温度、润滑的单因素或多因素控制，并可同时定性和定量显示运动中的摩擦力、磨损量、摩擦系数大小。3图2-4 往复式摩擦磨损试验机3 摩擦磨损试验机实验方法1.对比实验法在相同条件下进行试验，即是将几种试样或者将要实验的实验与已知标准试样进行对比实验，以比较其摩擦磨损功用，从而选择或一定具有较好的摩擦、磨损功用的材料和结构。2.标准实验法目前正在拟订各种材料的标准化摩擦磨损实行方法，用统一的标准化实行方法，测量和钻研出各种材料的摩擦磨损功用目的，以便对各种材料在差异工况条件下的摩擦磨损性能进行比较和选择。3.运用领域实验法将试样在广泛条件下进行试验，以便求得他的最大运用领域或最高运用条件，如压力、速度、温度和寿命等条件。实行常以摩擦磨损功用的突出点来表示。此方法多为钻研新的耐磨、减摩和摩阻材料及新的表面处理工艺。4.使用性能实验法按照理论运用情况进行试验，以便失掉理论情况的摩擦磨损功用目的。此方法平常多为应用部门使用。4 摩擦磨损实验机研究现状及其发展 刘振虎、韩静涛、刘靖等人针对高温滑动磨损及接触疲劳试验机实际运行的实验要求并结合热轧板带的实际生产工况,开发设计了高温滑动磨损及热接触疲劳试验机的冷却及润滑系统,由于现已开发的各种试验机的工作条件与实际轧制工况存在较大的差异,为了更好的模拟实际工况下的轧辊材料的磨损行为和进一步扩大模拟试验范围,在综合考虑了轧制压力、轧制温度、轧制速度和前后滑等条件下,刘振虎所在团队开发设计了一套材料高温磨损和热接触疲劳材料试验机并已申请国家专利,该试验装置比其它热磨损试验机更能够模拟热轧状态下的带钢和轧辊的磨损行为,对实际生产更具有指导意义。该试验机提供了一种金属在高温状态下,材料间的滑动磨损及接触疲劳测试方式，主要用于模拟轧制过程中,前滑、润滑等对高温滑动磨损及热接触疲劳对轧辊使用寿命、轧件表面质量的影响程度。4徐海洋,袁武华等针对目前国内的MM11000试验机存在发展相对滞后诸多问题,如还在采用机械测量法、砝码式或弹簧式测量法等等,由于存在数据不能及时采集、存储和显示以及数据测量不精确等问题,显然这已不能满足发展的需要。为了解决试验测试问题,湖南大学材料科学与工程学院结合国家“863”项目高速列车用铝基复合材料制动盘研制自行设计制作了1台MM11000试验机,该机应用了传感技术和计算机技术基本克服了前述试验机存在的不足5。此研究更加完善了磨损试验机的一些精确性问题。2011年，由中科院宁波材料技术与工程研究所与长春智能仪器设备有限公司联合设计制造的正交双向往复式销盘摩擦磨损试验机研制成功，目前该设备已落户宁波材料所并投入使用。作为开展人工关节材料研究的关键设备，该试验机采用双轴、双向(即总共四个方向)运动模式，能够更加逼真地模拟人体关节的多向运动和摩擦方式，为人工关节材料进行体外摩擦磨损性能评价提供了可靠的技术保障。试验机采用了多工位完全同步的设计理念，最多可同时测试6个样品，显著提高工作效率和可靠性，节省运行成本，达到节能降耗的目的6。由上述一些学者所阐述的文章以及其研制的作品，我们得到了一些启示。5 小型环块式磨损试验机设计初步探索由此我们以市面上的环块式摩擦磨损试验机为蓝本，先分析市面上的试验机的主要传动系统，后根据自身课题的需要，拟简便设定一小型环块式磨损试验机。5.1 环块摩擦磨损试验机的结构特征和工作原理主机结构如下图所示。主机主要有主轴驱动系统、试验油腔与温度测量装置、摩擦力测量装置、施力杠杆及试验力测量装置等部分等组成，它们都是安装于一焊接机座上的。图5-1主轴传动结构图5.2 主轴驱动系统结构及工作原理图该机的摩擦副形式为一环和块，试环（4）装于主轴（15）前端，可随主轴以一定的转速旋转。主轴通过圆弧齿形带（13）及从动带轮（9）、主动带轮（14）由三相异步电机驱动。电机由变频调速器控制，其转速在一定范围内无级调节。件（12）为张紧轮，用于调节齿形带松紧。 装于主轴后端的磁电传感器（11）用于测量主轴的转速和转数，并在控制箱上的转速和转数表上显示出来。 主轴轴承（18）和（19）一般用锂基润滑脂润滑，当使用2：1升速装置时，一定要用润滑油润滑。 5.3 试验油腔及温度测量装置 磨损试验是在油腔内完成的。油腔腔体（6）上面为注油口，注油量可从随机配带的量杯中盛取，一般超过摩擦面即可。试验完毕后，可从下面的放油嘴（3）处将油液放出11。 常温试验时，腔体门（16 ）是透明有机玻璃，可清晰看到里面的试验情况。高温试验时，不锈钢腔体门上装有加热器用于加热试验油，装于腔体下面的铂电阻传感器（2）用于测量试验油温，并通过温控表实现温度的自动闭环控制。5.3 摩擦力测量测量装置 当试环随主轴旋转时，试环与试块之间产生摩擦力，通过顶杆（10）压迫摩擦力传感器(8)，并在摩擦力仪表上显示出来。6 环块式摩擦实验机6.1 试验机机械部分的总体设计本文设计的小型环块式摩擦磨损实验机主要有几个部分组成：试验机传动部分设计，摩擦副的结构尺寸和装配设计，试验机加载及平衡装置设计等。调节平衡螺母来平衡杠杆，然后通过砝码加载来改变接触部分的正压力，由调速电机带动轴转动，使轴上旋转圆环和矩形试块摩擦，通过测量被动试件矩形块上出现的条状磨痕宽度，评定润滑剂或矩形试件材料的摩擦磨损性能。总体设计要达到的技术指标：（1） 环-块接触，块的尺寸：10mmx10mmx20 mm；环的外径：40mm。（2）转速：5001000 r/min。（3）最大正压力：200N。图6-1 试验机原理图根据原理图，设想总体方案图，如下图3-2图6-2 总体方案图6.2 试验机电机选择6.2.1 电机类型和结构形式选择考虑到速度的多级变化，故在满足其机械性能情况下选择可以速度变化的电机。6.2.2 选择电机功率 （1）试环所需功率 试环所需功率由工作阻力和摩擦系数计算确定。由任务书所给最大正压力:200N；转速:5001000r/min；试环的最大直径：40mm。故转盘所需功率： (3-1)其中为电机的计算转矩根据机械设计手册表7.26，表7.2-7得：常见材料摩擦副的动摩擦系数在0.0141.3之间，由于本试验机是对普通材料进行摩擦磨损实验，故取常用值=0.6由古典摩擦公式： f = N 其中N =200N (3-2) f = N =0.6200 =120 N则加载于电机上的扭矩最大值为： = f R (3-3) = 1200.02 =2.4 估算轴承阻尼对电机的扭矩的影响由原理图知，轴为水平安装，故径向载荷为其主要载荷，选角接触系列轴承，有机械设计手册表28.2-1查得：角接触系列轴承的摩擦系数在0.0020.005之间，由轴承摩擦力矩近似计算公式:= 估算得0 可忽略不计。故电机计算转矩 = + (3-4) = 2.4电机转速为1000 r / min(2)电机的输出功率则电机所需功率为： = kw = 0.251 kw联轴器的传动效率取0.98。(3)确定电机的额定功率则取电机额定功率: (3-5)6.2.3 选择电机转速根据任务书给定的试环速为5001000rmin，由于联轴器不具有调速作用，故选取转速大于等于1000rmin的可调速电机。6.2.4 选择电机型号根据电机类型，结构形式，功率和转速，选取JX-7112型单相电容异步运转电动机。它具有结构简单、维修方便等特点，有良好的起动和运行性能，性能指标高、体积小、噪音低。表6-1 电机参数型号输出功率(w)电压(v)转速(r/min)电流效率电容器JX-711237022028003.007286.2.5 电机的安装根据系统原理图，轴为水平安装，为了安装方便，结构尽可能的紧凑，电机采用卧式安装（如图3-3A），安装尺寸见下表。A B图6-3 电机安装类型表6-2电机安装尺寸机座号安装尺寸（mm)ABCDEFGHKPMNeSLJ7111290451640512.8711014485701M625592A是IMB3型机座有底脚,端盖上无凸缘,即卧式安装。B是IMB14型机座有底脚,端盖上无凸缘,轴伸在凸缘端,即小法兰立式安装。选取JX-7112型单相电容异步运转电动机：2-极数：表示2极1-铁心长度代号：表示1号铁心71-机座号：表示中心高71毫米JX(YY-T)-系列代号：单相电容运转异步电动机6.3 主轴设计，校核以及联轴器选择6.3.1 主轴材料选择由于试验机的小尺寸以及未振动特性，轴材料选用45钢，调质处理。有机械设计手册表26.1-1查得其材料的机械性能数据如下： 抗拉强度： = 650 Mpa 屈服强度： = 360 Mpa 弯曲疲劳极限： = 270 Mpa 扭转疲劳极限： = 155 Mpa6.3.2 估算轴径和选择联轴器 1）初步估算轴径由于材料为45钢，则轴最小直径为： (3-6)由机械设计手册表26.3-2，取 A = 115其中 P =0.254KW N = 1000 r/min = mm= 7.283 mm因轴上有键槽和联轴器相连，且径向力较大，需要将轴径增加，则取 d = 16 mm。2）联轴器的选择考虑到试验机加载情况的变化，由机械设计手册表 29.1-1查得，联轴器的工作情况系数 K = 1.5，则其计算转矩为： = k T (3-7)= 1.5 2.4= 3.6 N.m由于主轴和电机是水平安装且试验机工作状态为微振动状态，故在选取连轴器时应考虑其减振和补偿两相对偏移性能。综上因素，选择LT型弹性套柱销联轴器。弹性套柱销联轴器结构紧凑，装配方便，具有一定的弹性和缓冲性能，补偿两轴相对位移。 根据主轴转矩以及电机的尺寸选择联轴器型号为：LT2联轴器 6.3.3 轴承的选择及润滑由于轴为水平安装，故其径向力为主要受力，故初选7006C型圆锥滚子轴承，其主要尺寸参数有：d = 30mm ；D = 55 mm ；B = 13 mm。因为在无润滑磨损实验中，要求环上绝对不能带有油类物质，若选用润滑油来润滑轴承，就可能溅到试环上，而且若进行润滑油性能测试极易干扰实验结果，故此处选用润滑脂润滑10。6.3.4 轴结构的设计图6-4 轴的结构与装配（1）拟定轴上的装配方案如图3-4。（2）根据轴向定位的要求确定轴的个段直径和长度1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，L1段右端制出一轴肩，故取=25mm.。半联轴器与轴配合的毂孔长度42mm，L1段比其略小，现取。2）初步选择滚动轴承，因轴承主要受到径向力，故选角接触轴承，参照工作要求=25mm，由轴承产品目录中初步选择角接触轴承7006C，其尺寸为。故；而。轴承采用轴肩定位，查手册知7006C型轴承定位轴肩高，因此取。3）轴承端盖的总宽度为18mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端距离为30mm,故取。4)轴右端装试环，试环尺寸要求：，故。试环右端用弹簧垫圈及螺母紧固。根据弹簧垫圈及螺母紧固的标准确定L7段长度，取。6.3.5 轴上受力分析 由于主轴水平安装，试验机工作时，主轴只受到扭矩的作用，轴向作用力很小，可忽略不计。 6-5 轴的载荷分析图（1）在做计算简图时，应先求出轴上受力零件的载荷，并将其分解为水平分力和垂直分力，如图3-5a所示。然后求出各支撑处的水平反力和垂直反力。（2）根据上述简图，分别按水平面和垂直面计算各力产生的弯矩，并计算结果分别做出水平上的弯矩图（图2-4b）和垂直面上的弯矩图（图3-5c）；然后计算总弯矩并做出M图（图3-5d）。 (3-8)水平上的弯矩 (3-9)垂直面上的弯矩 (3-10)总弯矩M (3-11)(3)做出扭矩图扭矩图如图3-5e所示。轴所传递的转矩为： (3-12)（4）校核轴的强度已知轴的弯矩和扭矩后，可针对危险截面（C截面）做弯矩合成强度校核计算。按第三强度理论计算应力： (3-13)对于直径为d的圆轴，弯曲应力为,扭矩切应力,其中抗扭截面系数，考虑启动、停车等的影响，弯矩在轴截面上所引起的应力可视为脉动循环应力，取。则轴的弯扭合成强度条件为: (3-14)所以轴满足强度要求。6.3.6 轴的精确校核 由于轴为水平安装，对其进行扭矩校核： (3-15)由机械设计手册表26.1-1查得，45钢扭转疲劳强度极限:由机械设计手册表26.3-6查得，45钢剪截有效应力集中系数= 1.54 T= 2.4 N.m图 6-6 主轴扭矩图由机械设计手册表26.3-8查得，45钢表面质量系数 = 0.90由机械设计手册表26.3-11查得，45钢扭转时的尺寸影响系数= 0.89由机械设计手册表26.3-13查得，45钢扭转平均应力折算系数 = 0.21由机械设计手册表26.3-12查得，扭转应力副和平均应力， = = = 0其中 T = 2.4 N.m 为轴危险截面抗扭截面系数由机械设计手册查表26.3-15得， (3-16)已知，d = 16mm ; b = 5 mm; t = 3mm 代入上式得： = 9.86由机械设计手册表26.3-4查得，S= 1.32.5故 S S 安全6.4 环块夹具装置设计环块装置的总体设计思路如图3-7。根据任务书，矩形块的尺寸：10mmx10mmx20 mm；摩擦环的外径：40mm。图6-7 环块装置示意图为了使块试样在实验前后方便加载与卸载，支点处用滚动轴与杠杆连接，装夹矩形块时可以抬起杠杆，有足够的空间操作。先用螺钉把夹具与游码固定在一起，再装夹矩形块。6.5 平衡装置设计与校核6.5.1 平衡装置的总体设计平衡杠装置的总体设计思路如图3-8。通过平衡螺母的调节使平衡杠达到平衡，然后可用已知一直质量的砝码进行加载，计算出正压力，即可得到需要的实验参数。图6-8 平衡杠以及调节装置由于，则试验力杠杆比：5:1 即托盘D处加1N的力加力点C处载荷为5N。6.5.2 平衡杠杆装置尺寸设计如图3-8所示，杠端面为长a=10mm，宽b=8mm的矩形，总长度L=300mm，从左端至杠杆支点长度L=200mm。平衡螺母尺寸为70mm12mm，平衡杠和滑块的材料均选用45钢.托盘与支点处销轴选用GB882-86-538，公称直径5mm，长度38mm，材料为35钢，HRC2838，表面处理的A型销轴。6.5.3 验证平衡杠杆的平衡图6-9 未加载时杠杆平衡受力图(1) 平衡螺母的重量G (3-17)(2)计算游码夹具及其试块的重量G (3)计算杠杆的重量G平衡条件： (3-18)，即： (3-19)得：=80mm 100mm所以试验力杠杆比：5:1时，平衡螺母的大小和杠杆的长度合适。调整游码的位置可以得到不同的杠杆比。6.5.4 平衡杠杆校核杠杆受力弯矩情况： 图6-10 杠杆受力分析B截面弯矩：C截面弯矩:D截面弯矩:由图27可知，杠杆危险截面在C处，其= 6578.84N.mm (3-20)= 其中，为抗弯截面系数，已知梁式杠杆尺寸为10mm8 mm, (3-21)由机械设计手册查表得， =60 Mpa 所以安全。6.5.5 校核销轴的强度由计算得的数据知,杠杆支点B处（图3-10）受力最大，只要此处满足条件即可。故只需计算此处是否安全。 (3-22) 安全6.6 加载方式选择加载方式为整个机械设计部分重点考虑的对象，它直接关系到试验机的最后参数的准确性。本文考虑了两种加载方式：（1）直压式（图311）力直接加在试块上方。图 6-11 直压式加载（2）压杆与试环一体式（图6-12） 利用杠杆原理，是压杆与试块上方受力件以柱面接触施力，压杆连同试环以及夹具固定一体，压力直接传到销柱上。图6-12 压杆与分离式加载第一种方案的共同优点是试块在磨损过程中始终向下移动，滑动可能较小，但是第一种方案要求压力与载荷相等，这样在做较大压力实验时，显然疲劳强度较大，特别是这种方案在工作时支承处的阻力是经常变化不好掌握的。第二种方案与前种方案的不同之处在于试块连同夹具一起固定在杠杆上，这样根本不存在下移时的阻力，而且只需加较小的力就获得所需载荷，结构相对简单。但这中方案的不足之处在于试块磨损时有滑动，对试验结果有影响。6.7 试验机其它部分装置设计6.7.1 支点设计为方便杠杆加载，要求杠杆能在空间一定角度位置内旋转，设计样式如下图313。由于杠杆加载很小，故支点上端用滑动轴承与杠杆连接，杠杆即可在垂直平面内旋转。 6-13 杠杆支点6.7.2 轴承箱体设计实验机箱体的外形见图2-12，为了方便拆卸上箱体加吊环，保证上下箱体合箱后边缘平齐，需要设计定位销。箱体两端需要轴承端盖，为了减少加工面需要做成凸台状。 图6-14 轴承箱体外形图6.8 本章小结本章论述了试验机机械部分的工作原理，实验机机械部分的特点，完成了实验机的设计，小型调速电机的选取和环块的摩擦装置的设计。以及部分安装要求，加载及平衡装置的设计，重要轴的校核及平衡装置的验算。在机器制造时应保证制造的精度。7 结 论现代自动化测试技术和计算机技术在摩擦学实验中的应用，将有力地推动摩擦学实验技术的发展。随着技术进步和科研及生产发展，现代控制、检测技术在摩擦磨损实验机方面应用也越来越多，比较先进的实验机甚至具有适时动态检测和反馈控制等功能，其实验可靠性、检测精度和准确性也大大提高。根据环块式摩擦磨损试验机总体设计目标，本文提出了实验机的总体设计方案，主要完成了加载及平衡装置的方案设计，另小型调速电机的型号选择，主轴的结构设计及校核和轴承箱体的方案设计，达到了任务书所规定的设计目标。在研究的过程中得出了以下几点结论。(1)实验机机械部分的设计采用环块式结构，这种结构的特点是试件制作简单，便于不同材料的实验。(2) 根据实验机的外形尺寸和对电机的性能要求，选择了满足要求的调速电机，可以减小实验机的外形尺寸，使实验机的结构更加合理。(3)利用杠杆机构为试件的摩擦实验提供标准压力，具有简单易行、加载准确可靠的优点。本试验机原理简明正确,运行稳定可靠,结构紧凑,实验方法简便可行，达到了规定的要求。但同时，该实验机的以下几个方面还有待改进：（1） 局部结构还需要进一步调整改进，使整个布局更加科学紧凑。（2） 实验的精度和实验机的可靠度，需要进一步提高和检验。（3） 需要设计传感系统可以实现多种信号实时原位动态采集，并可通过闭环反馈调节系统，动态设定摩擦试验机的工作方式和运行参数。随着现代自动化测试技术和计算机技术的不断发展，环块式摩擦磨损试验机将向小型，多功能，数据高准确性，低价位，集电子显示、远红外辐射测试、远程遥控操作等高技术含量方向发展。计算机工作站等将引入摩擦测试系统中，实现实验数据的自动采集、处理，并可以对摩擦系数、转矩、速度、行程等关键参量自动数值计算，实现相关数据的动态显示、存储和打印。以解决工程技术中遇到的一系列问题。结束语历经一个学期的毕业设计结束了，我的大学生活也即将结束，我们将分别走上自己的工作岗位，毕业设计成为我们进入社会前的最后一次练兵，对我们以后的工作和生活将产生不可忽视的影响。在这一学期里，我基本上完成了毕业设计任务书的要求。这次毕业设计，可以说我们运用了我们大学期间所学到的大部分专业知识和基础知识。是我们对机械系统的设计，机构的设计，机械零件的选择，机械设计方法，机械制图，机械制造等都有了进一步的认识，并且巩固大学四年来所累计的专业知识。本设计之前，我参阅了大量的相关资料和书籍，由于涉及该方面的知识比较少，只能通过互联网、国内外期刊杂志查询一些有用的信息，认真学习了一些关于摩擦学等方面的知识。其次，我学会了如何查找和选择资料来获取我所需要信息的能力，体会到了理论联系实际的重要性，为今后的工作和学习打下了坚实的基础。在设计中我发现了自己很多的不足，以前好多学过的东西都遗忘了，有一些东西在学习的时候根本就没有注意到过，因此在设计当中遇到过许多麻烦。在指导老师的帮助下，进程才得以发展，最终完成设计。设计终于完成了，论文也撰写完了，大学四年生活即将结束，我们也即将离校了。此刻，我感慨万千！时光飞逝，大学四年如过眼云烟，我真实的感觉到了那句老话：时间不等人，是的，和时间相比，我们显得那么的短暂。正因如此，我们更应该抓紧时间，和时间赛跑，尽量少蹉跎光阴，在有限的时间内，多做点事情，使自己变成一个对国家，对社会有用的人。致 谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，这也意味着大学四年生活即将过去。回顾大学四年生活,我感慨颇多。我曾经认真学习过，曾经虚度过，曾经彷徨过，但是最终在老师们和同学们的帮助和支持下，我才能顺利完成学业。老师们含辛茹苦，敬业奉献，帮助我们打下扎实的专业基础知识；同学们互勉互励，互拨迷雾，帮助我走向更远的道路。因此，我要向关心和支持我的所有老师们表示诚挚的谢意！我要向在生活上给予我的关心和帮助以及学业上的切磋和指点的同学们表示诚挚的谢意！感谢全班同学的帮助和勉励！感谢他们对我的关心、关注和支持！借此，再次向向国权老师表示衷心的感谢！ 同窗之谊如手足之情，我将终生难忘！再次感谢和我一起搞好本次设计的同学们！最后感谢一直幸苦指导我的向老师！参考文献1 林复生摩擦学M重庆：重庆大学出版社，1987219-2212 刘永平，龚俊，辛舟，侯运丰往复式摩擦磨损试验机及其计算机控制系统设计J仪 器 仪 表 学 报，2010年8月3李建芳,杨士强,沈璟.往复摩擦磨损试验机测试系统的设计J.润滑与密封, 2008, 33 (10). 85-87.4 刘振虎、韩静涛、刘靖. 高温滑动磨损及热接触疲劳试验机冷却及润滑系统开发.冶金设备,2007.161期.37-40.5 徐海洋,袁武华,傅定发等. MM11000摩擦磨损试验机的改进B.冶金工程，2005，22（2）.71-76.6 中科院宁波材料技术与工程研究所.机电工程技,2011,40,09.82.7 邹荷生，摩擦与磨损，北京：煤炭工业出版社，1992，915.8 张嗣伟，基础摩擦学,石油大学出版社，2001，313.9 全永昕、施高义，摩擦磨损原理 杭州：浙江大学出版社，1986，1623.10 濮良贵、纪名刚.机械设计M，高等教育出版社 ，2006.5.11 Tischer A. construction of A New Tester for elevated Temperatures and First Results of Sliding Abrasion Tests. Wear of Materials 1989,Colorado, USA.1989.729734.附 录1.试验机装配图（A0）1张2.轴承箱体（A1）1张3.支撑体（A1）1张4.轴（A3）1张5.夹具（A3）1张6.托盘（A3）1张袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂