（答辩稿）小型摩擦磨损试验机的研制设计（CAD图纸+DOC论文）

格式：RAR 上传：2025-08-22 14:25:00

小型摩擦磨损试验机的研制设计摘要可绕环块轴转动，指示力臂连接拉力弹簧。工作前，拧紧加载弹簧，从弹簧的压缩量计算出环块与磨块间的正压力。运转后，磨块与环块间的摩擦力使整个加载组件转动。同时，指示力臂拉动拉伸弹簧伸长，直到摩擦力与拉力弹簧的拉力平衡。由指示力臂转过的角度就可换算出拉力弹簧的伸长量，从而计算出摩擦力的大小。相应地由公式及，还可计算出摩擦系数及摩擦力矩。主要组件动力及油箱电动机选用广东韶关电机厂生产的交流电动机，额定功率及转速为和，电动机通过联轴器转动摩擦环块，环块轴由两滚动轴承在油箱外支承，轴穿过油箱处可用橡胶圈进行密封。为监测油温，安装有温度计油箱底部有放油螺钉，油箱尺寸为，油箱顶部部分覆盖，防止油液飞溅，同时固定拉伸弹簧刻度板及作为加力杠杆的支点。磨损组件磨损组件包括摩擦环块磨块固定块加力杠杆及砝码。为加工方便，磨块使用的圆钢，可双面使用。固定块与加力杠杆焊接，杠杆力臂交角为，长度比为。长臂端车有螺纹，砝码为圆盘形，可沿力臂移动连续调节压力计算时，须考虑力臂的自重。零件的材料及主要参数如下摩擦环块。号钢，调质及渗碳处理，硬度，环面粗糙度.，直径，厚。磨块。普通号钢，硬度，端面粗糙度.，直径，厚。固定块。普通号钢，尺寸为，加力杠杆为。砝码。普通号钢，质量为个，表面防锈处理。摩擦测试组件加载组件设计如图.所示。圆钢杆由通孔穿过固定块，顶部焊钢板厚，另端固接在滚动轴承上。钢板上攻有丝孔，螺杆可拧进拧出。螺母拧进，压缩弹簧将磨块压紧在环块上。测量出弹簧的压缩长度，就可由虎克定律，求出加载力。式中为弹性系数，应由标定试验求出为弹簧压缩长度。测力组件测力组件由指示力臂拉伸弹簧及刻度板组成。指示力臂固接在轴承上，在摩擦力的作用下，指示力臂转动，克服拉伸弹簧弹力直至平衡。.摩擦环块．滚动轴承．环块转轴．磨块．压缩弹簧．螺杆．圆钢杆．拧紧螺母．固定块图.加载组件结构示意图根据图.可以计算出弹簧的伸长量。.又由摩擦力与弹簧拉力的平衡方程求得摩擦力为.当较小时如时为提高数据精度，应用式.计算摩擦力。为拉力弹簧的弹性系数，应由标定试验得出。本机设计中。设计启示本试验机采用常见的零部件及材料制作，无液压件，加载组件紧凑，加载稳定，测力组件零件少，测量简单直接，减少了中间环节误差，加工制作简单，工作可靠，成本低廉。设计还具有定的灵活性，如通过更换不同的摩擦幅不同弹性系数的弹簧等，可以进行更宽荷载范围及更多种摩擦形式的摩擦磨损试验。因此，本试验机的设计具有定的实用性和启发性。.球盘式方案由哈尔滨工业大学机械基础试验中心的梁风，张锋，宋宝玉结合学生试验特点，采用球盘式结构设计的摩擦磨损试验机具有体积小机械传动结构简单试件装夹方便的特点。试验所用上试件可利用滚动轴承的标准球体，这种球体价格低，可以直接在市场购买试验所用下试件为圆盘，它对任何材料都可采用车削加工，加工成本低，便于不同材料的摩擦学性能测试，这是球盘式摩擦磨损试验机的最大特点。实践证明该试验机为摩擦学试验提供了个功能强，性价比高的试验设备。满足教学用摩擦磨损试验机用于测试在不同速度较小载荷条件下各种材料和润滑剂的摩擦性能，然后进行摩擦磨损机理研究的要求。试验机工作原理机械部分试验机机械部分工作原理如图.所示。.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.试验机机械部分工作原理图电动机通过减速器减速后，经带传动驱动转杯回转，下试件安装在转杯中，并随转杯起回转，上试件装在夹头中。载荷由砝码的重力产生，杠杆在摩擦力作用下摆动，杠杆的另端压在压力传感器上，压在压力传感器上的力可由试验机配套的数据采集测量系统获得。工作时，可在下试件表面上滴润滑油边界润滑，也可不加润滑油干摩擦。试验机主要技术指标下试件转速最大载荷摩擦半径。试件形状及尺寸试件结构及尺寸如图.所示。上试件为球体，可直接选用不同材料的标准轴承球。下试件为圆盘，可选用不同材料经车削加工而成。图.上下试件结构及尺寸摩擦系数测试原理如图.所示，试验机作用在试件上的载荷由砝码重力产生，与的关系为.作用在上试件上的摩擦力与作用在传感器上的力的关系为.本试验机则.摩擦系数.所以，只要预先确定加载砝码的重力，再由试验机配备的试验数据采集测试系统采集传感器受力的大小，即可计算出摩擦系数。试验机传动方案如图.所示，本试验机采用调压调速电机作为原动机，电机通过齿轮减速器和带传动带动转杯和下试件回转进行摩擦试验。电机转速小型摩擦磨损试验机的研制设计摘要小型,摩擦,磨擦,磨损,试验,实验,研制,设计,毕业设计,全套,图纸第章绪论.选题的目的及意义运动产生摩擦。由摩擦引起的磨损润滑材料与能源消耗等系列摩擦学问题普遍存在并对社会经济的发展产生了巨大影响。由于摩擦学科学所涉及的问题，与节约能源节约材料减少磨损提高资源利用率和保护环境等密切相关，成为我国走新型化工业道路和发展循环经济必须面对的科学问题，已受到科技界的高度重视。般认为，人类次能源大约是消耗于摩擦损失，约有的设备损坏是由于各种形式的磨损而引起的。中国机械工程学会摩擦学分会上世纪末的全国调查显示我国每年制造汽车消耗的钢材与制造汽车配件消耗的相比大致相等。根据美国英国德国等国家的统计，与摩擦磨损有关方面的花费大约占国民经济年生产总值的。我国的只占世界的，却消耗了世界以上的钢材。同发达国家比较，我国目前平均生产水平还较低。年国民经济的生产总值为亿元，如果摩擦磨损有关方面的花费按占国民经济年生产总值的计算，就损失.亿元。摩擦学及其相关领域的基础研究既瞄准了当今的科学前沿，又面向国家重大装备和工程的需求，促进摩擦学和相关学科的发展，既能解决了我国国民经济社会发展和国家安全中出现的许多重要的摩擦学科学技术问题，又能改善我国在世界能源战略中的格局。因此，应加强我国在摩擦学领域的研究。摩擦学是多学科交叉科学，融基础知识和应用技术于体，是包括大家都熟悉的摩擦磨损润滑在内的个宽广的科技领域。它在工程上的应用包括建筑装备和产品的摩擦学设计，全生命周期中摩擦消耗和磨损控制，以及润滑技术措施的实施与新型润滑材料的研发。摩擦学具有重要的经济价值。在建筑装备和产品的设计中，重视和积极应用摩擦学前沿科技知识，积极进行摩擦学设计，对于提高建筑装备和产品的性能可靠性，降低运行费用，从而提高建筑装备和产品在市场上的竞争力，有更为深远的意义。摩擦材料的研究和攻关是工程科技前沿的重点。包括润滑油和润滑脂，其与摩擦学有关的性能以及这些性能的正确使用，是提高摩擦学设计质量不可缺少的条件，也是提高设备运行质量降低运行成本减少环境污染和延长使用寿命的基本手段。在近数十年中，摩擦材料直是材料科学化学和表面工程领域的前沿课题，也是物理学控制工程等中的热门话题。摩擦学已成为高科技领域。摩擦学影响范围广大，与摩擦学有关的花费往往发生在建筑装备和产品全生命周期中。随着经济体制的变革，在激烈的市场竞争下，摩擦学已经成为个充满高科技的研究领域，远离了过去书本或手册中那些陈旧的概念或者认为“润滑”只是加加油的传统概念。随着科学技术的进步，机械产品在不断向高速度高精度大批量和生产过程高度自动化连续化的方向发展。机械设计时，如不考虑摩擦磨损问题，就不可能设计出符合要求的机械产品。也就是说在设计阶段就应采取有效措施对摩擦磨损加以控制和利用，已成为机械设计者的基本任务之。因此，加强机械类相关专业摩擦学的学习与研究是学生毕业后能设计出符合世界发展潮流的绿色环保节能降耗机械产品的重要条件。利用摩擦磨损试验机进行摩擦学相关试验是最简单便捷的测试材料摩擦性能的方法。与实际使用试验相比，试验机测试周期短，成本低，并且可单独控制些参数进行单项测试，灵活性也很好，所以在摩擦学研究领域，摩擦磨损试验机被广泛应用于机械设计，材料科学等领域进行材料磨损摩擦性能试验，用以评定材料的耐磨性能，也可用于测定摩擦功及材料的摩擦系数等。另外，摩擦磨损试验机能很简单明了的演示摩擦磨损机理，对于摩擦磨损的教学有很好的促进作用，因此，摩擦磨损试验机也广泛应用于教学实验室，用于摩擦学的教学试验使用。.磨损试验机的发展现状磨损试验机国内的研究现状我国的摩擦试验机的研制比摩擦学的研究要晚些，直到年济南试验机厂才制造出中国的第台摩擦试验机型四球摩擦试验机。在摩擦试验机的制造方面，济南试金集团济南试验机厂做了些工作，该厂在全国率先仿制了美国瑞典德国和美国的摩擦试验机，这些摩擦试验机对我国摩擦学研究发挥了重要的作用。国内目前还有几个小厂也生产摩擦试验机，但其生产规模比较小，摩擦试验机品种也相对较少，这些厂家的产品除了少数是和科研单位合作开发的，其余产品基本是仿制品。具体如下商品化的摩擦试验机主要用于试验室试件试验，国内的模拟性台架摩擦试验机仅仅限于几类特殊的产品如汽车离合器，其余的还鲜有商品出售，这类试验机多由使用厂家自制，自制产品的性能般较差。我国的摩擦试验机基本上是测绘国外年代的产品，相当部分的产品没有自主知识产权，现在这些产品结构严重老化，存在着自动化程度低以手动控制为主多数不能自动保存数据采集数据的速度慢等缺点。国内商品化的摩擦试验机都是回转式的，还没有往复式摩擦试验机的商品出售。目前国内的摩擦试验机存在着调速范围小，荷载小，精度低等缺点。特别是有效载荷般都小于。上述问题严重影响了厂家对材料性能的准确测定及摩擦学科技工作者对摩擦学的研究。处理数据的方法落后，多数用肉眼读取数据，用示波器显示数据变化的波形，以手工的方法处理数据，这种方法不仅工作量非常大，而且数据处理容易出错，结果的精度也很低。摩擦试验试验机外观粗糙。因而研制宽调速重载高精度自动化程度高的往复式摩擦试验机及其自动数据处理系统已经迫在眉睫。磨损试验机国外的发展趋势国外的摩擦试验机经过几十年的发展，其产品在性能上有大幅的提高，在种类上有很大的扩充，呈现如下发展趋势摩擦试验机对摩擦副的工况尽可能的模拟。摩擦试验机不仅仅局限于对金属材料试验，出现了针