弹性梁.dwg
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固定件.dwg
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夹具体.dwg
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可调偏心轮.dwg
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连杆1.dwg
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连杆2.dwg
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连杆3.dwg
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连接件.dwg
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平面试件盖板.dwg
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平面试件夹具.dwg
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球试件夹具.dwg
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微振摩擦磨损试验机设计说明书.doc
微振摩擦磨损试验机图集20张.dwg
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微振摩擦磨损试验机装配图.dwg
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箱体.dwg
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销轴1.dwg
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销轴2.dwg
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销轴3.dwg
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支撑轴.dwg
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支架.dwg
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轴承端盖.dwg
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轴承支架.dwg
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其结构形式比较多，主要有螺旋机构杠杆机构楔块凸轮机构等，以及它们之间的组合机构。
机械传动式微位移机构存在间隙传动误差摩擦损耗以及爬行现象等，其运动灵敏度精度很难达到微米级精度，故只适用于中等精度的微位移系统。
弹性变性微位移机构弹性缩小机构主要利用两个弹簧的刚度比进行位移缩小，该缩小机构的缺点是当微动台承受外力或部分摩擦力时，它将直接成为定位误差的因素，而且对于步进状态的输入位移，容易产生过渡性的振荡杠杆式位移缩小机构是微动机构中常见的种形式。
这种机构虽然能够通过数级杠杆得到大的缩小比，但其定位精度易受末级杠杆回转支点和着力点的结构加工精度的影响。
电热式微位移机构电热式微位移是利用物体的热膨胀来实现微位移的。
这种机构结构简单，操作方便。
但由于传动杆与周围介质之间有热交换，从而影响位移精度。
由于热惯性的存在，不适于高速位移。
当隔热不合理时，相邻的零部件由于受热变形，以致影响整机的精度，这些原因限制了它的应用。
磁致伸缩微位移机构磁致伸缩微位移机构是利用铁磁材料在磁场的作用下产生微伸长运动来实现微位移的。
但由于铁磁材料在磁场的作用下，除产生磁致伸缩外，还伴随着受热伸长，因此其应用受到了限制。
电磁铁驱动的微位移机构这种机构利用电磁原理，通过控制线圈中的电流大小来控制电磁力的大小，使具有弹性支承的工作台产生精密微位移。
它的缺点是电磁铁中始终要通过定的电流，结果由于发热而影响精度。
此外这种机构的位移阶跃响应存在瞬间的振荡，灵敏度高时系统难于稳定。
压电陶瓷微位移机构压电电致伸缩陶瓷驱动的柔性支承微位移机构是利用些晶体的逆压电效应来工作的。
它的特点是结构紧凑，体积很小，无机械摩擦，无间隙，具有很高的位移分辨率。
使用压电或电致伸缩器件驱动，由于机电耦合效应进行的速度很快，来不及与外界热交换，因此不存在发热问题，同时没有噪声，适用于各种介质环境工作，是种理想的微位移器。
综合以上考虑，在结合经济性的要求，本试验机采用机械传动微位移机构，三角形位移缩小机构，如上图所示的连杆机构。
摩擦副及摩擦力测量系统该试验机主要是以球面摩擦副来模拟工程中的摩擦磨损现象的，摩擦球通过夹具夹持在弹性梁上，通过与夹在导轨上的摩擦平面进行摩擦，产生的摩擦力使弹性梁变形，从而测出弹性梁的变形量，求出摩擦力的大小。
如图所示图作用在试件上的载荷由砝码重力产生，为固定值，作用在摩擦副间的摩擦力为，若两个试件间的摩擦系数为，则有故只要预先确定加载砝码的重力，再测出传感器受力大小，即可计算出摩擦系数。
测力传感器的选择测力传感器的精度分辨力对测试仪器的性能至关重要并与测力方法密切相关微力测量方法常见有如下几种力平衡法是用个已知的力来平衡待测的未知力例如机械杠杆式测力计。
光学反射法是种广泛应用于微纳米测试仪器中测量方法由激光器发出的束红光经过光学透镜照射到个对力非常敏感的背面带光滑镜面的微悬臂上激光经镜面反射后最终照射到四象限光敏检测器上微悬臂与样品的接触导致微悬臂弯曲变形从而影响激光反射最终使照射到光敏检测器上的激光光斑位置发生移动光敏检测器将光斑位移信号转换成电信号从而得到作用在悬臂上力的大小。
压电法利用晶体的压电效应将力转换成电荷并通过二次仪表转换成电压应变片法其原理是把检测力转变成弹性元件的应变再利用电阻应变效应将应变转化为电阻变化继而通过电桥进步转换成电压信号从而间接地测出力的大小。
位移法，是通过位移传感器间接测量力。
上述方法中力平衡法精度较低不适合微摩擦测试，光学法具有最高的精度但是需要的投资较大，压电式测量法其缺点是仅适用于动态力的测量，电阻应变片法测试电路相对简单结构紧凑工作稳定其实践应用也相当成熟虽然其分辨力无法与光学法相比但已能满足测试系统的精度要求。
测力传感器的设计综合上述分析本实验通过电阻应变片来间接测量摩擦力。
力的测量基于应变片法将四个箔式应变片贴在弹性梁薄壁处如图所示图该试验机采用全桥电路来测量摩擦力，使用全桥回路方面可提高传感器的灵敏度另方面可消除温度影响实现温度自补偿。
如图所示图第三章摩擦磨损实验机设计准则.实验机的材料性能实验摩擦副的材料要尽可能使实验的几何形状简单，容易制造。
而且能够满足实验的刚度和强度要求，便与大批量生产，如钢球，环块或块状。
.实验机性能试件接触形式和运动状态试件的接触形式和运动状态要和实际零件工作情况相同，实际的工作零件可能出现的运动方式有滑动，滚动，滚动兼滑动，冲击，其中有连续运动和往复运动。
接触形式分为只有个设计表面和有两个设计表面。
其中有点接触，面接触和线接触。
不同的接触形式对摩擦磨损产生不同的影响，这里设计的两试件的接触为点接触，是滑动现象。
摩擦副工作的环境因素对其摩擦磨损性能有显著影响。
在和实际工作环境不同的情况下进行实验，常导致不正确的结果。
本设计模拟无润滑时摩擦。
如图所示图调节试件的能力实验设备必须具有足够的机械稳定性，在摩擦磨损实验机上，测定摩擦系数时，由于机构内的摩阻，常常导致数值不稳定。
实验机的精度不够，影响数据的正确性寿命短，影响实验的长期进行有震动，使得测得的数据之间误差较大。
试件的调节能力，对实验参数选择很重要。
实验机应调节方便，实验结果的分散度很小，重复性很高，实验精度也就很高。
为了简单，方便，而且能满足实验条件的要求，本实验机采用应变片通过测量弹性梁的变形来计算出摩擦力的大小，采用砝码实现法向载荷的加载，其结构如图所示图如上图中的调平螺母，试验开始前，首先使用螺母调整弹性梁的平衡，使法相载荷从零开始依次递增。
.实验机的设计和选择原则试验机的种类繁多，目前还没有标准化。
模拟性的试验应根据实验目的和要求设计和选择。
般性的摩擦磨损试验机已倾向标准化，但看法不完全致，般必须遵守的基本原则如下首先确定磨损类型这是设计和选择试验机的主要根据之。
按摩擦副表面磨损的过程分为粘着磨损磨粒磨损疲劳磨损和微动磨损等。
微动摩擦试验机属于粘着磨损。
磨损试件的接触条件和运动形式要与实际零件工作情况相同实际的工作零件可能出现的运动形式有滑动滚动滚动兼滑动和冲击，其中有连续运动如转动和往复运动大振幅和小振幅运动。
接触形式分为只有个设计表面如受液体或固体颗粒冲击的零件和有两个设计表面。
其中，有点接触面接触和线接触。
不同的接触形式对摩擦磨损产生不同的影响，必须仔细考虑。
微动摩擦磨损试验机属于点接触，如上图所示.经济性在分析设计高真空摩擦实验机的同时，还必须要考虑各种零部件的造价，尽量在节约资金的同时，完成设计任务。
试验机应调整方便，试验结果的分散度小，重复性好，试验精度高。
第四章试验条件因素.试样的表面性质包括材料种类化学成分及组织机械性能和表面光洁度，它们明显的影响磨损。
.试样的形状和尺寸它影响试样的接触型式和重迭系数，而且它们还对润滑状态压力大小相对运动速度以及磨损量等都有影响。
有些试样试验机规定了试样的形状和尺寸。
.试样中的固定件与运动件材料不同时，般不宜倒转装配，特别是在干摩擦或固体润滑的情况下。
.运动形式试样相对运动所形成的滑动滚动或复合摩擦形式不同，对润滑状态或破坏特征等都有影响。
.速度速度对磨损影响比较复杂，速度改变，摩擦系数般发生变化摩擦材料变形速度和接触区的温度也发生变化甚至改变了磨损形式和润滑状态。
.温度温度与速度样，对磨损影响同样是比较复杂的。
温度升高到定程度，材料的摩擦系数和磨损量都将变化温度升高，润滑油的粘度下降，严重时甚至破坏油膜，改变润滑状态。
.压力压力改变，摩擦副的摩擦磨损特性随之改变，润滑状态也随之改变。
.周围环境介质周围环境的水汽空气灰尘以及其它气体的改变，对摩擦副材料和润滑材料都有影响。
摩擦表面的状态控制不严，将引起摩擦磨损测量结果无规律的变化。
因此，试验过程应防止摩擦表面被异物污染，防止微粒侵入，以及在装卸试件时保证重装的位置精度。
第五章微振摩擦磨损实验机的主体结构设计.驱动部分本实验机采用伺服电动机作为原动机，电机转速综合考虑电动机和传动装置的尺寸，重量，价格和减速器的传动比，选择转速为的电动机。
由于试验机要求速度可调且保证稳定精确，经过计算首先设最大摩擦系数，电动机速度控制在，最大偏心距离为，承受最大法向载荷为。
通过受力分析，可以计算出主轴的阻力矩，从而可以估算出电动机的功率。
如下图••额定功率•图参看机械设计手册这里选用电机示意图如下电机主要参数如下额定功率转速电压频率额定电流效率η.功率因数堵转电流堵转转矩．最大转矩．最小转矩.电磁调速电动机装置配置的主要技术参数如下电源电压调速范围转速精度注在大于或小于的情况下，工作时间不得大于小时.传动部分本实验机的传动部分采用凸轮连杆机构，并且传动机构需要具备位移缩小的功能，参考机械设计手册，采用三角形位移缩小机构来实现较小位移的传动如图图根据以往的设计经验，初步选择连杆长度为，偏心距，经过计算得到滑块的最大位移为。
该试验机采用的是可调偏心轮，调整偏心轮的偏心距，就能改变摩擦面的往复运动距离，经设计偏心轮的偏心距为，得到的往复移动距离为。
如图偏心轮设计图三角形位移缩胸机构的端固定，
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