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（全日制本科毕设）小型摩擦磨损试验机的研制设计（全套图纸CAD哟）

小型摩擦磨损试验机的研制设计摘要常合理的做法，但采用这种较大功能模块的设计具有精度高的优点。因此，我在设计小型试验机时，也采用模块化设计，但可更换的模块仅限于夹头部分，目前设计常用的用于滚动摩擦试验的圆柱夹头如图.和用于滑动摩擦试验的方柱夹头如图.，其余部分在做不同试验时不用变动。图.圆柱试件装夹模块示意图图.方柱试件装夹模块示意图夹头靠紧固螺钉和连接杆与试验机测力部件相连，更换时只需放松紧固螺钉，取下夹头即可，这样较少的更换模块实现较多的功能，而且对机型的测试精度影响很小，是比较可取的设计方案。试件尺寸按照常用试验机的上试件尺寸取方柱试件，圆柱试件直径，长度，两头加工锥底直径，高度.的锥孔，如图.所示。图.圆柱试件示意图.摩擦力测试组件的设计经过观察研究其他试验机测力原理，发现简单的试验机测力组件都是靠弹簧来测力的，价格便宜，设计应用简单是其最大的优点。虽然更多的精密试验机测力是靠压敏电阻来测力的，但考虑到我研制的试验机主要用于学校试验教学，演示磨损摩擦机理，较少的用于科学研究，所以还是选用价格便宜的扭转弹簧作为测力元件。在测力组件结构上，参考了其他些试验机的测力原理，但有所改进。主要改进的地方是测力组件的中心与摩擦盘同心。图.所示的球盘式试验机的测力的方式是般试验机普遍采用的方式，当试件受到摩擦力的推动以后，会带动绕旋转，如果受到的摩擦力较小，旋转幅度很小，不会与转杯发生碰撞，试验能够正常进行但如果试件受到的摩擦力较大的话，则可能与转杯发生碰撞，严重时甚至造成机器损坏。.带传动.电动机及齿轮减速器.转杯.下试件.上试件.夹头.砝码.杠杆.压力传感器图.球盘式试验机原理图为了克服这问题，让试验机测力组件的旋转中心与摩擦盘的旋转中心重合如图.，这样上试件的旋转范围扩大了很多，而且不论怎么旋转，上下试件的接触面积都不会改变，这样不仅有效的提高了摩擦磨损试验机的精度，而且扩大了测力范围。.试验力加载组件设计由图.可以看出，上试件的加载载荷是由砝码提供的，根据，可知，当要提供的压力时，需要加载个的砝码，当要提供的载荷时需要放个的砝码，因此给试验造成很大的麻烦。当然，也有不少的试验机采用液压组件进行加压，但因液压组件结构复杂，造价高，也不适合学校实验室使用。般的小型摩擦磨损试验机的试验力范围在之内，不能满足大多数磨损试验的需要，因为材料的磨损率是用单位时间或单位运动距离的磨损量来表示的，如果材料受到的摩擦力较小，短时间内受到的磨损就很少，难以测定，不容易来说明材料的磨损机理与规律。能加载较小的试验力的试验机只能比较清楚而简单的测试材料的摩擦系数与演示摩擦原理，不利于研究材料的磨损机理。图.小型摩擦磨损试验机功能部件示意图大型的摩擦磨损试验机广泛采用液压系统作为加载组件，该系统具有加载力大，加载效率高，加载较大试验力时比较简单易操作的优点，但液压系统比较复杂，尤其实现边加载力边旋转测力时，结构更复杂，不容易设计制造，并且成本很高，所以不便于使用。为了弥补以上两种加载力组件的不足，同时最好的满足实验室对教学试验机的使用要求，我在设计加载组件时，联想到普通的杆秤只需个小秤砣就能测出上百千克重物的质量，因此将杠杆原理引入到磨损摩擦试验机中，作为加载组件。这样既能比砝码加载方式提供更大的加载载荷，又没有液压组件的结构复杂，因此，这是个非常可取的设计方案。为了更好的实现摩擦磨损两种功能的测试，加载力初步定位，介于砝码加载方案和液压加载方案之间。.本章小结本章通过分析了几种其他磨损摩擦试验机的测试原理，与结构方式，找到其不足的地方与不适合自己设计要求的部分，然后想办法改进，将其应用到自己的设计之中，创造性的完成了小型磨损试验机功能部件的优化设计。第章小型磨损试验机传动部件设计进行完小型试验机主功能部件的设计，就是配套传动部件与整机的设计了，在该部分设计中，需要考虑产品易用性与实用性。.主要参数设计衡量个磨损摩擦试验机的性能的主要有最大试验力，试验力准确度，摩擦力矩最大值，主轴转速范围四个参数。般小型摩擦磨损试验机的试验力靠砝码加载，最大试验力，较大型的摩擦磨损试验机采用液压组件加载试验力，试验力范围般，我们教学试验主要用于演示摩擦磨损试验原理，不用加载那么大的试验力，但较小的试验力又不利于测试材料的磨损性能，根据老师给定的测试范围并考虑试验机结构的简洁，所以将加载的最大试验力定为。对于试验力的准确度初步按之内设计，具体准确度在设计制造完工之后进行测试标定，如果准确度超过，则要查找相关原因，进行改进。摩擦力矩的最大值经计算为•，计算过程如下根据参考文献，般金属材料间的动摩擦因素在.之内，只有粉末冶金材料的动摩擦因素在之间，但我们不常用，因此取材料间的最大动摩擦因素.，则在加载最大试验力时，摩擦力•最大转矩••.为了设计制造方便，以及具有广泛的主轴调速范围，主轴调速不便采用变速器，最好采用变频调速电机。现在的变频调速电机不仅价格越来越便宜，而且调速精度也比较高，如果单件小批量生产，采用自主设计的变速器的价格甚至比采用高精度变频调速电机的造价高很多，所以采用变频调速电机进行调速。系列变频调速电机的恒转矩调频范围为