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1、江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）毕业设计说明书滑动摩擦磨损试验机摘 要：摩擦磨损试验机主要应用于研究摩擦学产品的相关领域，目前，世界上只有美国、英国、日本等少数几个国家有摩擦磨损试验机的专业生产企业，许多资料表明现有的摩擦磨损试验机所测试的式样几乎以滑块、圆盘为主，而且可在一定范围内实现载荷、速度、润滑量、温度等因素控制。而接触导线式样多以线材为主，同时要实现在电接触条件下对载荷、滑动速度、电流、电压等单、多因素的控制。因此为了保证点接触线材在这方面的研究、实验、开发，研制了一台新型、简易、性能可靠、成本较低的滑动摩擦磨损试验机。关键词：试验机、摩擦磨损、滑动Sliding fricti
2、on and wear test machineAbstract：The friction and wear test machine will be used in tribology research products related fields, at present, there is only the United States、Britain、Japan and a few countries have friction and wear test machine professional production enterprises, much of the informati
3、on available shows the friction and wear test machine for testing the format almost slider, the disk-based, but in a certain range within load, speed, lubrication, temperature control and other factors. And the contact wire to wire more style, and mainly to achieve electrical contact under the condi
4、tions of the load, sliding speed, current, voltage single-and multi-factor control. Therefore, to ensure that point contact wire in the research, experiment, development, development of a novel, simple, reliable performance, lower cost of sliding friction and wear test machine.Keywords：testing machi
5、ne, friction and wear, sliding .目 录序言3第1章 试验机的设计和选择原则 41.1试验机的的基本原则41.2试验参数的选择51.3试验条件及影响因素6第2章 结构介绍 72.1试验机原理以及测试方法72.2总体设计92.2.1驱动部分和传动部分92.1.2加载试验部分 112.2.3试验件夹装部分 172.3零件的设计 182.3.1轴的设计 182.3.2箱体 232.3.3轴承的选择 282.3.4传感器 302.3.5计算方法 34参考文献 35附录 36致谢 37滑动摩擦磨损试验机序言运动产生摩擦，由摩擦引起的磨损、润滑、材料与能源消耗等一系列摩擦学问
6、题普遍存在，并对社会、经济的发展产生了巨大的影响。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、提高资源的利用率和保护环境等密切相关，成为我国走新兴工业化道路和发展循环经济必须面对的科学问题，已经受到了科技界的高度重视。摩擦学是一门综合性学科主要研究相对运动的作用表面间的摩擦、润滑和磨损，以及三者间相互关系的理论与应用。摩擦学涉及很多学科，如固体力学、流体力学、材料学、应用数学、流变学、物理化学，以及化学和物理学的其他内容。随着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用将由宏观进入微观，由静态进入动态，由定性进入定量，从分散研究转向综合研究，成为系统综合研究的领域，从而达到弄清机理，定量计
7、算，预测和控制摩擦磨损的目的，这些都对测试设备和测试技术提出了更高的要求。摩擦磨损是受多种非线性、强耦合因素作用的过程。通常，摩擦和磨损过程受过摩擦副材质、润滑剂、工作参数、环境介质和工作历史等许多因素的影响，材料的强度或者说材料对外载荷的响应与温度、载荷作用速度、材料的应变量、应变速率和应变历史等都有密切的关系。为此，我们研究摩擦磨损的机理，确定各种因素对摩擦磨损性能的影响以及评价各种材料的摩擦磨损性能，在机械工程系池龙珠老师的指导下研究设计了摩擦磨损试验机，用来测定被测物体的磨损量，进而研究其摩擦特性。这次设计由池龙珠副教授指导，他对本设计提出了许多宝贵的修改意见和建议，在此表示衷心感谢。
8、由于设计者水平有限，设计中难免有误漏欠妥之处，敬请广大读者斧正。 编者 于江苏技术师范学院第1章 试验机的设计和选择原则1.1试验机的设计和选择原则目前，摩擦磨损试验机的种类很多，并且没有标准化。模拟性的试验应根据试验目的和要求来进行设计和选择。在分析设计滑动摩擦试验机的同时，还必须要考虑各种零部件的造价，尽量在节约资金的同时，完成研究任务。一般性的摩擦磨损试验机已倾向标准化，但看法还不完全一致，一般必须遵守的基本原则如下：（一）原则1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。（二）原则2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、冲击，其中有连续运动（如转动）和往复
9、运动（大振幅和小振幅运动）。接触形式分为只有一个设计表面（如受液体或固体颗粒冲击的零件）和有两个涉及表面，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，我们在这里研究的是点接触，示意图如图1：图1 点接触示意图（三）原则3试验设备必须是具有足够的精度和调节时间的能力，这对试验参数的选择很重要。首先，试验设备必须具有足够的机械稳定性，这是由于在摩擦磨损试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。试验机的精度不够，影响数据的正确性；试验机寿命短，影响试验的长期进行；如果有震动，使得测得的数据之间误差较大。此外，我们还应采用传感器来测量试验参数，以保证结果的
10、准确性。传感器的结构示意图如图2：图2 传感器的结构示意图（四）原则4试验机应能重现摩擦零件实际工作的环境因素，摩擦副的环境因素（如润滑条件等）对其摩擦磨损性能有显著的影响，在和实际工作环境不同的情况下进行试验，常导致不正确的结果。我们提出当转速、温度、介质、载荷不同情况下，结果有不同的变化。此设备模拟无润滑时摩擦。（五）原则5试验机应调整方便，试验结果分散度小，重复性好，试验精度高。1.2试验参数的选择（一）试验时间选定合适的试验机后，试验时间要认真选取。应先做出时间与磨损的关系曲线，作为正确确定试验时间的根据，其中要注意：考虑测量仪器的精确度，为了使测定磨损的精度在允许范围内，从试验获得的
11、磨损量应该比可能的测量误差要大得多。（二）载荷和速度对于模拟性的实验室试验，载荷和速度要根据实际的摩擦副情况而定。速度对温度、对润滑条件的影响比较大，在试验实践中，经常采用比实际系统高的载荷和速度进行“加速”试验。显然，这只有在磨损过程没有太大影响的时候才使用的。在润滑条件试验时一般很少在“混合润滑”情况下进行。（三）试验次数因为摩擦磨损试验的离散性很大，多次重复一种试验是必须的（至少要重复三次），然后经统计分析得出试验结果。（四）控制试件摩擦表面所处的状态摩擦表面的控制状态不严，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，防止磨粒侵入，以及在装卸试件时保证重装位
12、置精度。1.3试验条件及影响因素（一）试验条件：载荷：10-50公斤主轴转速：750r/min试件直径：30-50厚度：10载荷固定在摩擦圆盘上，摩擦圆盘由主轴带动旋转。（二）影响因素1、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。2、试样的形状和尺寸：它影响试样的接触形式和重迭系数，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。3、试样中的固定件与运动材料不同时，一般不宜倒转装配，特别是在干摩擦或固体润滑的情况下。4、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
13、破坏特征等都有影响。5、速度：速度对磨损影响比较复杂，速度改变摩擦系数一般发生变化；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。6、温度：温度是影响摩擦过程的一个重要参数。当摩擦副相互滑动时，温度的变化使表面材料的性质发生变化，从而影响摩擦系数，并随摩擦副工作条件的不同而变化。温度与速度一样，对磨损影响同样是比较复杂的。温度升高到一定程度，材料的摩擦系数和磨损量都将变化；温度升高，润滑油的黏度下降，严重时甚至破坏油膜，改变润滑状态。7、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。8、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。9、润滑方式：不仅润滑剂种类和数量有影响，而且润滑条件（全浸、滴油、飞溅）以及给油方式（开式、闭式、有否过滤器等）对摩擦副都有直接影响。10、试验时间：在一定的试验条件下，要确定试验时间时，应注意不同材料在不同磨损阶段所发生的急剧改变，不能片面地强化试验条件，以求缩短试验时间，否则有可能改变破坏状态。第2章 结构介绍2.1试验机原理以及测试方法（一）试验机原理选用可调速电动
