小型环块式磨损试验机设计初探毕业设计论文说明书

郑州轻工业学院本科毕业设计（论文）题目小型环块式磨损试验机设计学生姓名袁亮专业班级机械设计制造及其自动化08-2班学号200802010252院（系）机电工程学院指导教师(职称)向国权副教授完成时间2012年5月30日II毕业设计（论文）任务书题目小型环块式磨损试验机设计姓名专业班级学号主要内容（一）试验机传动部分结构设计；（二）摩擦副的结构、尺寸和装配设计；（三）实验机加载部分结构设计；（四）编写设计说明书。基本要求：1.实验机原理简明，简单易用；2.传动部分结构简单，运行稳定可靠。主要参考资料：1.《机械原理》，《机械设计》；2.通用机械零件有关资料；3.摩擦学、磨损实验机相关资料。指导老师签章:专业负责人签章：完成期限：2012.3.1——2012.6.1小型环块式磨损试验机I目录摘要...................................................IABSTRACT................................................II1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................................22.4永劫摩擦摩损试验机................................32.5往复式摩擦磨损试验机..............................33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......................66环块式摩擦实验机.......................................76.1试验机机械部分的总体设计..........................76.2试验机电机选择....................................86.2.1电机类型和结构形式选择.................................86.2.2选择电机功率...........................................96.2.3选择电机转速..........................................106.2.4选择电机型号..........................................106.2.5电机的安装............................................11小型环块式磨损试验机II6.3主轴设计，校核以及联轴器选择.....................126.3.1主轴材料选择..........................................126.3.2估算轴径和选择联轴器..................................126.3.3轴承的选择及润滑......................................136.3.4轴结构的设计..........................................136.3.5轴上受力分析..........................................146.3.6轴的精确校核..........................................176.4环块夹具装置设计.................................186.5平衡装置设计与校核...............................196.5.1平衡装置的总体设计....................................196.5.2平衡杠杆装置尺寸设计..................................206.5.3验证平衡杠杆的平衡....................................206.5.4平衡杠杆校核..........................................216.5.5校核销轴的强度........................................236.6加载方式选择.....................................236.7试验机其它部分装置设计...........................246.7.1支点设计..............................................246.7.2轴承箱体设计..........................................256.8本章小结.........................................257结论.................................................26结束语..................................................28致谢..................................................29参考文献................................................29附录..................................................31小型环块式磨损试验机I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/设计小型环块式磨损试验机IISmallring-blockweartestingmachineABSTRACTTakingintoaccountthecoefficientoffrictionandfrictionrollingfrictionweartestisanimportantparameteraffectingfriction，andthestatusoftheweartestmachine.Inordertobemoreupintheofficedesktopmeasurementofthefrictioncharacteristicsoftheexperimentalmaterial,thismonthwedesignedasmallring-blockweartestingmachine.Useinthedesign,loadingleverprinciple,knowledgeofthemechanicsandtribologyandmaterials,thebasiccompletionofthedesigngoals.Theexperimentalmachinestructureissimple,stable,easytooperateandtomeettheneedsofthetribologicalexperimentsunderdifferentconditionsofload,speed,frictionmaterials.KEYWORDScentralblock，wear，test，design小型环块式磨损试验机11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。1）屏显式四球摩擦试验机2）极压四球摩擦试验机图2-1四球摩擦试验机原理图小型环块式磨损试验机23）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。小型环块式磨损试验机3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：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