毕业设计（论文）-摇臂式摩擦磨损试验机设计

延边大学本科毕业设计说明书学校代码：10184学号：2144022250学校代码：10184学号：2144022250延边大学本科毕业设计说明书本科毕业设计（题题目：摇臂式摩擦磨损试验机学生姓名：学院：专业：机械设计制造及其自动化班级：二班指导教师：二〇年月

摘要对于近年来摩擦磨损对安全的威胁，以及资源的短缺，摩擦磨损对能源损耗上的影响十分严重，为了能更合理有效地利用资源，摩擦磨损试验机作用很大，对我们的生活至关重要。但是现在的摩擦磨损试验机操作繁琐，摩擦副类型比较单一，粗略测量，误差很大，可信度不高。摇臂式摩擦磨损试验机是一种新型的试验机，其结构类型比较新颖，拆装比较方便，系统简单，操作顺手。底座面通过螺栓固定。立柱上的直齿圆柱齿轮减速器让摇臂的上下顺着滚珠四缸更加平稳，让摩擦副缓缓接触，摇臂也能顺着立柱上下，主轴箱也能在导轨上左右移动，灵活性强，通过导轨钳制器固定。内置的摩擦力矩传感器能准确地测量出力矩的大小。利用杠杆作用，直接添加砝码来控制力的大小，更加简单方便，与传统的压力加载系统相比，准确度高，操作性简单。其测量结果也准确可靠，误差小。摇臂式摩擦磨损试验机是大胆的创新，与现有的立式试验机和卧式试验机在结构上有很大的差别，适用范围广泛。关键词：摩擦磨损试验机；摇臂；杠杆；

AbstractTofrictionandwearofsecuritythreatinrecentyears,andtheshortageofresources,theeffectonfrictionandwearofenergylossisveryserious,inordertomoreeffectivelyuseresourcesrationally,frictionandweartestingmachineisakindofindispensablemeasuringtoolButnowthefrictionandweartestingmachineoperationtrival,frictionpairtypeisunitary,theresultsleadtoinaccurateerroragainRockerarmtypefrictionandweartestingmachineisanewkindoftestingmachine,itsstructureisnew,tearopenoutfitisconvenient,hasaveryconvenientandreliableoperatingsystem.Basesurfacetothestabilityofthefixedonthegroundstudonthestraighttoothcylindricalgearreducertolettherockerarmupanddownalongtheballfourcylindermoresmoothly,therewillbenoimpactcausedamageoffrictionpair,therockerarmusingboltclamping,cantightenonthecolumn,spindleboxcanalsomovearoundontheguiderail,strongflexibility,fixedviatheguiderailtoclampdownoninternalfrictiontorquesensorcanaccuratelymeasurethesizeofthemoment.Leverage,addweighttodirectlycontrolthesizeofthemoresimpleandconvenient,comparedwiththetraditionalpressureloadingsystem,highaccuracy,simpleoperationalthemeasurementresultisaccurateandreliable,errorsmallrockerarmtypefrictionandweartestingmachineisaboldinnovation,withtheexistingverticalmachineandhorizontalmachinethere'sabigdifferenceinthestructure,wideapplicationscope.Keyword：Frictionandweartestingmachine;Rockerarm;leverage；

目录引言 引言当两个物体相互接触，在存在正压力的情况下受到切向外力发生相对滑动，即使相对静止，但有滑动的意向时，在两个物体表面就会产生一种阻止这种情况的力，这就是摩擦。其中肯定会伴随着能量的损耗和物质的遗失，后者就是磨损。摩擦磨损对机器是致命的破坏，对安全有威胁，能源无法得到充分利用，很大一部分都被用来摩擦发热。机器零件之间的摩擦，会大大的影响精度。但有些摩擦又是必要的，如汽车的刹车系统，如果没有摩擦力就会造成交通事故。因此必须要有一种测量物体表面粗糙度的机器。现在人们在测量物体表面粗糙度方面已经有很大的成果，有很多类型的摩擦磨损试验机。通用摩擦磨损试验机是现在应用比较广泛的试验机，操作较简单，应用范围广，应用条件较平常。例如：四球摩擦磨损试验机等。特种摩擦磨损试验机的工作条件比较不常态。例如在高温高压条件下的航空航天技术上，普通的试验机已经不能满足已有的条件，在特殊工况下，所以特种摩擦磨损试验机就应运而生。例如：高温摩擦磨损试验机和高速摩擦磨损试验机，特种环境气氛摩擦磨损试验机等[1]。如今我们在摩擦磨损技术上遇到了一些瓶颈，但是技术仍有很大的发展空间。如果现代人能够突破这些面临的问题，必将会给人类的经济发展带来巨大的收益。这将会是一个连锁反应，将带动各个行业的发展，人民的生活水平会继续上升一个很大的档次。我们会解决很多技术上的问题，会给人类节约很多资源。在当今资源匮乏的时候，节约环保理念很重要，这种技术的一小步发展，都会带来巨大的有力作用。

绪论现如今，摩擦磨损试验机技术成熟，发展迅速，但仍有突破的空间。传统的摩擦磨损试验机，大多是只有理论支撑，通过测量仪表测量体积变化和质量的减少，再通过计算得出结论，这是一个很不准确地方法，有些甚至是错误的。不能准确地测量出各个时间的数据，不连续。随着计算机技术的发展，通过各种传感器的实时数据，在经过计算机的分析，最后得出结论显示在计算机上。计算机控制和处理系统，让操作更加简便，使数据具有连续性，结果更加准确，大大的提高了测试精度。计算机的发展也渐渐的取代了传统的测试技术。计算机技术的发展，让所有操作都可以通过程序控制，测量分析处理，得出结论，都可以在无人情况下，实现自动化。摩擦磨损试验机会朝着更加自动化的方向发展，测量结果也会更加准确[2]。每年国家在无任何利用价值的磨损上消耗了太多能源，浪费了太多金钱和精力。机械行业的大力发展，任何地方都有机器的运作。机器零部件之间的摩擦磨损，在一定时间上就会失效，需要重新更换。配合的零件之间，如果一个零件失效，就会影响下一个零件的工作，从而导致下一个零件也会失效。机器零件之间的摩擦，从一定程度上也浪费了很多的能源，这大部分能源都被用在了发热上，发热之后就会引起零件的变形。发热对零件的破坏作用巨大，发热后就需要散热装置对机器零件的降温，这样又会浪费很多的能源，既不利于环保节约的理念，也不满足经济要求。对于一些测量仪器，摩擦就会严重影响精度，在不满足精度要求下，利用装置再加工之后的零件也是废品。废品的生产，不仅浪费了很多原料，物力人力的浪费更是一个无法弥补的。生产零件的刀，在使用一定时间里，刀头就会有一定的磨损，如果继续使用，加工出的零件精度就会受到影响。在有些方面，零件之间的摩擦度不够，同样也影响工作。汽车的刹车系统，如果一段时间后摩擦度降低，那么刹车时摩擦力就不够，容易滑动，在紧急情况下，就会对人的生命财产安全造成危害。在有些表面粗糙度很大的零件表面上，在工作一段时间后，表面粗糙度会大大降低。螺纹结构中，螺纹在一定的旋紧过后，螺纹会失效，失效后的螺纹，就不在有锁紧的功能，会松动。从而影响工作，有时候还会对人身安全造成威胁。本次设计为摇臂式摩擦磨损试验机，设计总体方案为选用两个电动机，其中一个电动机连接直齿圆柱齿轮减速器安装在立柱上，通过丝杠来控制摇臂的上下移动。另一个电动机安装在主轴箱上，控制摩擦副圆环的转动，主轴箱能在导轨上左右移动。力的加载系统为杠杆装置，一端加砝码，另一端固定摩擦副圆环。试验机的精度要求很重要，对结构的要求较高，必须紧密贴近，不松动，占用空间小，便于拆装维护。在出现问题的情况下，能够迅速解决问题，不会影响工作，人身财产安全也会有保障，在任何情况下，都是比较好的选择。

第二章减速器的设计2.1电动机的选择2.1.1类型和结构形式的选择考虑到安装要求，适用程度来看，再加上经济因素，Y系列三相异步电动机是最好的选择。2.1.2功率的确定查表得:圆柱齿轮传动8级精度效率：η=0.97球轴承效率：η=0.99联轴器效率：η=0.99电动机至工作机的总效率：η总=η2轴承η齿轮η联轴器=0.942.1.3转速的确定齿轮传动比一般取得：i齿=3-51500r/min和1000r/min是最通用和效果最好的两种电动机，，设计时优先选用。选用的电动机型号为：Y132M1-6电动机的参数为：额定功率P额=4kw满载转速n满=960r/min额定转矩T额=2.02.2传动比的分配由于要使结构不大，占用空间和质量才会小，传动比不应太大，但是传动比太小减速不明显，会对摩擦副起冲击，甚至破坏摩擦副。i=3.12.3传动参数的计算2.3.1各轴的转速n(r/min)输入轴Ⅰ的转速nⅠ=nm=960r/min输出轴Ⅱ的转速nⅡ=nⅠ/i=960/3.1=309.7r/min2.3.2各轴的输入功率P(kW)输入轴Ⅰ的功率PⅡ=3.96kW输出轴Ⅱ的功率PⅢ=PⅡ·η轴承·η齿=3.96×0.99×0.97=3.8kW2.3.3各轴的输入转矩T(kN/mm)输入轴Ⅰ的转矩 输出轴Ⅱ的转矩 2.4齿轮传动设计计算[3]2.4.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)选取压力角为20°的直齿圆柱齿轮。(2)。选择小齿轮材料为20Cr(渗碳后淬火)，齿面硬度300HBS，大齿轮材料为45钢(调质后表面淬火)，齿面硬度240HBS。(3)在接触疲劳满足条件的情况下，齿数增大，使传动更平稳，有利于提高重合度，还有降低齿高，减小齿胚尺寸，减少切削用量，更容易满足经济条件。而且，降低齿高，齿顶处的滑动速度也会减少，选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=iz1=3.1×24=74.4，取z2=75，大小齿轮齿数互为质数，使齿轮磨损均匀。2.4.2按齿面接触疲劳强度设计(1)试算小齿轮分度圆直径，即 1)确定公式中的各参数值①试选 ②小齿轮传递的转矩： ③选取齿宽系数 ④由表查得区域系数 ⑤由表查得材料的弹性影响系数 ⑥用重合度系数Zε，，来校核接触疲劳强度 ⑦计算接触疲劳许用应力[σH]查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳强度极限分别为 查取接触疲劳寿命系数 取失效概率为1%、安全系数S=1，由公式得 大齿轮和小齿轮啮合，所以应该选取接触许用应力小的作为该齿轮副的接触许用应力，即 2)小齿轮分度圆直径 (2)调整小齿轮分度圆直径1)整理数据为计算实际载荷系数。①圆周速度v ②齿宽b 2)实际载荷系数KH。①整理得使用系数 ②根据v=13m/s、8级精度，查询图表得动载荷系数 ③齿轮的圆周力。 根据经验和查询数据得到齿间载荷分配系数KHα=1.2。④根据经验和查询数据用插值法查得8级精度、用一对轴承支撑齿轮，得齿向载荷分布系数KHβ=1.348。由此，得到实际载荷系数 3)由公式可得按实际载荷系数算得的分度圆直径 及相应的齿轮模数 2.4.3按齿根弯曲疲劳强度设计(1)试算模数，即 1)确定公式中的各个表示值①试选 ②由公式计算弯曲疲劳强度用重合度系数。 ③计算 由图查得齿形系数 由图查得应力修正系数 由图查得大齿轮和小齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别 由图查得弯曲疲劳寿命系数 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得 因为大齿轮的YFaYsa 2)试算模数 =(2)调整齿轮模数1)计算实际载荷系数前的数据准备。①圆周速度v ②齿宽b ③宽高比b/h 2)计算实际载荷系数KF。①计算结果得v=1.96m/s、8级精度，然后根据查询图表得KV=1.06。②由 ， 齿间载荷分配系数KFα=1.1。③先根据图表，在进行数据计算得KHβ=1.342，结合b/h=10.67，得KFβ=1.30。则载荷系数为 3)由此可得按实际载荷系数算得的齿轮模数 对比计算结果，在进行分析整合，计算得到弯曲疲劳强度而得的模数1.842mm给模数取标准整数值m=2mm，根据接触疲劳强度计算而得到的分度圆直径d1=68.996mm，算得小齿轮齿数z1=d1/m=68.996/2=34.489。取z1=35，则大齿轮齿数z2=uz1=3.1×35=108.5，取z2=109，z1与z2互为质数。2.4.4几何尺寸计算(1)分度圆直径 (2)中心距 (3)齿轮宽度 小齿轮一般比大齿轮宽，所以给小齿轮适当加宽，即取b1=75mm，而大齿轮的齿宽数值就是设计齿宽的数值大小，即b2=b=70mm。2.4.5圆整中心距后的强度校核通过以上计算得到的中心距，非系列化标准化的零件，与其配合的零件制造起来会有一定困难。为此，可以通过改变传动比，调整齿数等，这样得出的数据会便于制造。(1)计算变位系数和①计算啮合角、齿数和。 y=(②分配变位系数x1、x2。由图可知，然后通过几何作图，辅助线的连接得到x1=0.362、x2=0.151。(2)齿面接触疲劳强度校核按照经验公式，经过计算得到各参数数值。由此可得： 将它们代入公式中，得到σ==(3)齿根弯曲疲劳强度校核按照先前的经验公式，经过计算得到各参数数值。由此可得：KF=2.17，TⅡ=3.939×104N·mm，YFa1=2.20，YSa1=1.82，YFa2=2.15，YSa2=1.82，Yε=0.673，Z1=35，Φd=1，m=2mm，z1=35。将它们代入公式中得到σ==σ==2.4.6主要设计结论齿数z1=35、z2=109，齿宽b1=75mm、b2=70mm，中心距a=145mm，齿宽b1=75mm、b2=70mm。模数m=2mm，压力角α=20°。小齿轮选用20Cr（渗碳后淬火），大齿轮选用45钢（调质后淬火）。齿轮按8级精度设计。2.5轴的设计[4]2.5.1高速轴的设计计算1)基础参数PⅠ=3.96kwnⅠ=960r/minTⅠ=39.39KN·mm2)求作用在齿轮上的力因已知高速级小齿轮的分度圆直径为d1=70mm而FFF3)初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表取A0=118，于是得d轴上有键槽定位，故需将直径增大5%-7%，即dmin=20mm。4)轴的结构设计(1)由于dmin=20mm，所以dⅠ-Ⅱ=28mm。(2)因为有联轴器的连接，Ⅰ-Ⅱ轴段右端可以适当的加大轴径，以满足轴向定位的要求，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径dⅡ-Ⅲ=32mm。(3)初步选择角接触球轴承。根据要求而得到的轴径dⅡ-Ⅲ=32mm，由表初步选取角接触球轴承7307C，其尺寸为d×D×B=30mm×80mm×21mm，故dⅢ-Ⅳ=35mm=dⅦ-Ⅷ，而LⅦ-Ⅷ=21mm。右端轴承采用轴肩定位，由表查得7307C轴承定位轴肩高度h=4.5mm，因此，取dⅥ-Ⅶ=44mm。(4)故取LⅠ-Ⅱ=42mm已知齿轮的轮廓宽度为B1=75mm，故LⅤ-Ⅵ=B1=75mm，取LⅣ-Ⅴ=20mm，dⅣ-Ⅴ=44mm。(5)由减速器的结构以及轴承盖的装拆的要求，故取LⅡ-Ⅲ=50mm，由于对称分布，故LⅢ-Ⅳ=21mm，LⅥ-Ⅶ=20mm。图2-1高速轴(6)求轴上的载荷①求垂直面的支撑力F∴F②求水平面的支撑反力FF③求垂直弯矩MM④求水平弯矩M⑤求合成弯矩M=40699故C处是危险界面。扭矩切应力为脉动循环应力时，取α=0.6，齿轮轴取最小直径d=28mmW=0.1σ=受力如图所示图2-2高速轴力矩2.5.2输出轴Ⅱ的设计计算1)基础参数PⅡ=3.8kwnⅡ=309r/minTⅡ=117.17KN·mm2)求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为d2=218mm而FFF3)初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表取A0=112，于是得d(1)故取Ⅱ-Ⅲ段的直径dⅡ-Ⅱ=46mm，左端用套筒定位，按轴端直径取挡圈直径D=49mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度LⅠ=60mm，。(2)由于同时承受轴向力和径向力，所以选取角接触球轴承，因为轴径dⅡ-Ⅲ=46mm，由表初步选取角接触球轴承7210C，其尺寸为d×D×B=50mm×90mm×20mm，故dⅢ-Ⅳ=50mm=dⅦ-Ⅷ，而LⅦ-Ⅷ=20mm。右端轴承采用轴肩定位，根据经验和查询表格得到定位轴肩高度h=5mm，因此，取dⅥ-Ⅶ=60mm。(3)取安装在齿轮处的轴段Ⅳ-Ⅴ的直径dⅣ-Ⅴ=55mm，齿轮与轴承之间需要定位，所以选择使用套筒来定位。已知齿轮轮毂的宽度为70mm，齿轮不能左右晃动，所以需要用套筒来压紧齿轮，故轴端长度可以略低于齿轮轮毂的宽度，故取LⅣ-Ⅴ=67mm。齿轮的右端采用轴肩定位，取h=5mm，则轴环处的直径dⅤ-Ⅵ=65mm。轴环宽度b≥1.4h，取LⅤ-Ⅵ=12mm。(4)轴承端盖的总宽度为32mm。为了让端盖拆装起来更方便，取端盖的外端面距离半联轴器右端面为L=17mm。图2-3低速轴(6)求轴上载荷①受力分析，求垂直面的支反力F∴F②求水平面的支反力F∴F③求垂直弯矩M④求水平弯矩M⑤合成弯矩M=39464.5⑥轴传递的扭矩T=117170N·mm(7)B是危险截面，扭矩切应力为脉动循环应力，取α=0.6，齿轮轴取最小直径d=38mmW=0.1σ=受力如图所示图2-4低速轴力矩2.6滚动轴承校核2.6.1高速轴滚动轴承的校核(1)已知：角接触球轴承7307C，基本额定动载荷Cr=34.2kN，根据经验和查询相关的图表，取fd=1.1。(2)轴上受力分析FF(3)计算当量动载荷由于直齿轮不受轴向力，所以Fa1=Fa2=0，故Fa/Fr=0，由表得角接触球轴承的最小半径系数e值为0.38。因此：Fa/Fr﹤e即：X=1Y=0PL所以轴承合格。2.6.2低速轴滚动轴承的校核(1)已知：角接触球轴承7210C，基本额定动载荷Cr=42.8kN，根据经验和查询相关图表，取fd=1.1。(2)轴上受力分析FF(3)计算当量动载荷由于直齿轮不受轴向力，所以Fa1=Fa2=0，故Fa/Fr=0，由表得角接触球轴承的最小半径系数e值为0.38。因此：Fa/Fr﹤e即：X=1Y=0PL所以轴承合格。2.7键的校核2.7.1高速轴键的校核(1)轴段Ⅰ-Ⅱ上的键①选用圆头A型普通平键，根据轴径大小和具体要求，选取键的主要尺寸为b×h×l=8×7×32mm。②校核键的强度查表和根据以往经验公式，得出[σp]=110MPa，键的工作长度：l=L-b=32mm-8mm=24mm。σ故合格。2.7.2低速轴键的校核(1)轴段Ⅰ-Ⅱ上的键①选用圆头A型普通平键，根据轴径大小和具体要求得出键的具体尺寸b×h×l=16×10×50mm。②校核键的强度查询图表和根据以往经验公式得出[σp]=110MPa，键的工作长度：l=L-b=50mm-16mm=34mm。σ故合格。2.8密封与润滑2.8.1轴承的润滑轴承采用油润滑。2.8.2轴承盖的密封使用外毡圈密封，密封效果很好，但是速度大，磨损严重。橡胶圈密封，利用密封圈的特殊结构，具有弹性，利用收缩作用来实现密封，以防止漏油为主时，唇向内侧，在防止外界灰尘进入轴承，会对滚珠的摩擦起破坏作用，唇向外侧，工作安全性高，效果好使用时间长[5]。

总体结构的设计3.1加载系统要求设计摇臂式摩擦磨损试验机，力的加载系统设计是重要一环，载荷是计算摩擦系数的重要数值，载荷的准确性决定了试验机摩擦系数测量结果的准确性。力的加载系统具体要求如下：（1）主轴箱在导轨上移动，上摩擦副固定在主轴上，需要从下向上提供压力。（2）由于测量时摩擦副之间的摩擦是持续的过程，一个稳定持续的力加载系统是必要前提。所以力的加载必须稳定持续。（3）主轴箱在导轨上能左右移动，力的加载也能随主轴的移动而移动。（4）加载系统是试验机的重要系统，必须结构紧凑.便于拆卸安装，如果系统出现零件的失效，解决方案会比较简单，维护比较方便。3.2加载方式的确定加载系统中，必须有稳定不变的载荷施加在接触的摩擦副上，现有的加载方式各种各样。具体分为机械式加载，液压式加载，电磁加载，气动式加载。机械式加载具体又分为杠杆加载，弹簧加载，砝码加载。加载方式多种多样，每种加载方式都有优缺点[6]。液压加载系统中，液压机构反应灵敏，占用空间小，移动方便，液压传动平稳，抗干扰能力强，能够调控的力的范围十分广泛。液压系统的元件因为都是管道连接，液体不像固体，能够直行和拐弯，不受条件限制，可以随意摆放管道的位置，可以在运行过程以任意调整速度。现在的液压元件标准化了，更换起来特别方便。缺点也十分明显。传动效率低，液压系统是控制油的流进与流出，反应不够迅速，相比电信号的光速而言显得太慢，不易矫正。液压系统的结构大多很复杂，加工精度高，制造成本也相对来说很高，考虑到经济因素，就不适合选用。液压系统中油的泄露是难以避免的问题，容易引起火灾，高温条件下不能工作。电磁加载系统中，电磁速度迅速，反应快，调控范围广，能够迅速的矫正。但是电磁加载不稳定，影响因素很多，体积大，重，电磁系统结构复杂，制造起来困难，花费高，而且电磁加载不易维护和管理。气动式加载操作方便，计算机的发展，自动化程度变高。但是气动容易泄露，在高温环境下不能工作，对温度反应敏感。零件精度要求太高，不易于维护和诊断。本试验机采用杠杆砝码式的加载装置，直接靠增减砝码来施加力的大小[7]。这样直接省去了载荷传感器，使装置变得简单紧凑。受温度的影响比较小，而且十分安全。图3-1杠杆砝码加载系统3.3丝杠的选择摇臂式摩擦磨损试验机需要将电机的旋转运动变成直线运动，所以滚珠丝杠是最理想的产品。滚珠丝杠中螺母和丝杠轴之间有很多的滚珠，传动效率高，摩擦损失小。滚珠丝杠是高精度的产品，生产工作环境在温度和湿度方面要求很高。滚珠丝杠能实现微进给，不能自锁，能够上下移动[8]。滚动丝杠可以润滑来提高效率，一般选用润滑油和润滑脂。润滑油直接注入螺母空间，润滑脂是注入丝杠轴和螺母间。为了防止丝杆的磨损影响效率和精度，必须要有密封装置，一般选用毛毡圈来密封，还可以选用尼龙材料和耐油橡胶，有时候密封装置过度贴近丝杠轴会产生摩擦力矩，可将密封材料做成螺纹形状，中间留有一定缝隙。暴露在外的丝杠轴，可以选用一些其他材料的防护罩来防止灰尘的侵入。本试验机选择滚珠丝杠[9]。滚珠丝杠是最好的选择，能让摇臂在轴上移动。3.4导轨的选择导轨是凸起和槽相间排布，这种结构具有固定作用，滑块能在导轨上滑动。导轨的摩擦力特别小，在上面滑动很省力。适用于很多设备仪器的移动固定，导轨上可以往复运动，可以在高负载下工作，在一定时候可以承担扭矩。为了使主轴箱能在摇臂上自由移动，并且能够在很小的力的作用下移动，选用两条导轨，两条导轨的宽度相同，这样就能更省力。由于主轴在旋转时，必须使主轴箱固定在导轨上，两边各加一个导轨钳制器，当需要固定不动时，就夹紧两边的导轨钳制器，这样也就能使主轴箱固定在一个确定位置。主轴箱也需要固定在摇臂上，在摇臂上有一个凹槽，然后主轴箱上也有一个正常的凸起，刚好可以配合。这样主轴箱也能更好的移动。3.5联轴器的选择电动机轴和其他轴的连接方法很多，主要方法还是使用联轴器连接，这样可以简单安全的传递运动。联轴器是通过键的轴向定位，或者是利用其它的定位装置，使电动机在工作时两轴能一起旋转，不分离，只有在电动机停止工作时，拆开联轴器，两轴才能分离。联轴器的类型很多。两轴在制造，连接过程中，中心线都不能严格在一条线上，都存在轴向和径向位移或者角度位移。对各种相对位移有补偿能力，称为挠性联轴器；对各种相对位移没有补偿能力，称为刚性联轴器[10]。刚性联轴器有套筒式，夹壳式，凸缘式等。凸缘联轴器需要两轴的中心线在同一条直线上，当两轴存在轴向位移和径向位移或者角度位移的时候，里面会产生附加载荷，影响工作。挠性联轴器的类型也会很多。还有很多特质的联轴器，在某些特定的场合，需要特制一些联轴器。试验机电动机传递的扭矩不大，转速不高，对中性要求高，没有冲击载荷，可靠性高，工作环境也在常温常压下，没有什么特殊环境。无灰尘，考虑到经济条件，制造和安装简单，维护容易，选用凸缘联轴器。工作环境很简单，凸缘联轴器的选择最好。安装方便，联轴器的对两轴的对中性要求很高，所以在告诉转动的情况下，力的大小不变，方向仍是向上。3.6立柱的锁紧摇臂需要在立柱上上下移动，本机采用螺栓夹紧装置固定，立柱用双头螺柱固定在底座上，当摇臂移动到工作位置时，旋转螺栓来夹紧在立柱上。摇臂的端部是两个半圆环状的，半圆环的内径与立柱的外径一样大，合拢后套在立柱上，旁边是滚珠丝杠装置，当摇臂运动到工作位置时，旋紧螺栓，使两个半圆环紧贴在立柱上。半圆环的内壁摩擦系数很高，旋紧后摩擦力很大，不会滑动下来。3.7滚动轴承的选择杠杆砝码的加载装置，给主轴提供了一个向上的轴向力，可以选用推力球轴承等，选择范围广。主轴的旋转，会产生径向力，可以选用深沟球轴承等。由于主轴转速比较高，轴向力比较大。一般的滚子轴承不能在高速下工作，只有球轴承才适合。本试验机的载荷较轻，应当优先选用球轴承，球轴承中接触方式主要是点，可以在高速下工作。本试验机选择一个推力球轴承和一对深沟球轴承[11]。

总结摇臂式摩擦磨损试验机是简易装置，适用于很多场所。操作简单，使用范围广。力的加载范围可调，利用圆环摩擦副测量。转速为960r/min.利用扭矩传感器记录分析，通过计算机技术，编制程序将数据进行处理和分析，最终得出结果。先通过总体方案设计，分别进行其他各系统的设计，利用CATIA绘制出大体形状，利用CAD绘制总装配图和部分零件图。未来的摩擦磨损试验机肯定会在物体模拟成像上有更大的突破，让我们能够更加直观的看到每一个细节，每一部分的磨损量都会清晰可见。计算机的发展，会让操作更加简便，分析结果会更加具体，准确度会更加高。自动化成都也会随着变高。随着人工智能的发展，测量也会变成无人化[12]。

参考文献[1]王伟，孙见君，涂桥安，马晨波.摩擦磨损试