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1、西安工业大学毕业设计（论文）本科毕业设计(论文)题目：高温环块摩擦磨损试验机设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业: 机械设计制造及自动化 班 级： 110214 学 生： 周 潇 学 号： 110210124 指导教师： 曹 蔚 2015年5月2高温环块摩擦磨损实验机设计摘 要 摩擦学是实践生活中使用特别广泛的应用型学科，目的是对摩擦磨损现象及其本质进行研究，正确认识各种因素对摩擦磨损性能的影响，从而确定符合使用要求摩擦副元件的最优参数。摩擦磨损试验机是进摩擦磨损试验的有效设备。考虑其摩擦磨损实验技术中环境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
2、简单来测量实验材料的摩擦特性，我们拟定设计了高温环块式摩擦磨损试验机。在设计中运用了液压加载加载原理以及摩擦学和机械设计制造理论方面的相关知识，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、不同速度、各种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 2ABSTRACT Friction is a very practical application of scientific .The purpose of friction and wear tests on the friction and wear in order to stu
3、dy the phenomenon and its essence, the correct assessment of the various factors on the friction and wear properties to determine compliance requirements of the friction pair components using the optimal parameters. Taking into account the coefficient of friction and friction rolling friction wear t
4、est is an important parameter affecting friction，and the status of the wear test machine.In order to be more up in the office desktop measurement of the friction characteristics of the experimental material, this month we designed a small ring-block wear testing machine.Use in the design, loading le
5、ver principle, knowledge of the mechanics and tribology and materials,the basic completion of the design goals.The experimental machine structure is simple, stable, easy to operate and to meet the needs of the tribological experiments under different conditions of load, speed, friction materials.KEY
6、 WORDS central block，wear，test ，design3西安工业大学毕业设计（论文）目录高温环块摩擦磨损实验机设计1摘 要1ABSTRACT2目录3主要符号表51绪论71.1前言71.2摩擦磨损实验机研究现状11.3本课题的研究目的及意义41.4本章小结42总体设计方案52.1高温环块摩擦磨损试验机结构及运动分析52.1.1高温环块摩擦磨损试验机结构52.1.2试验机实验特性分析52.2试验机设计方案52.3机械传动部分的运动特性分析62.4本章小结63摩擦磨损试验机设计初步设计73.1初选电机73.1.1初选电机功率73.1.2 选择电机转速83.1.3 选择电机型号8
7、3.1.4 电机的安装93.2滚珠丝杠的设计与计算93.3减速器结构设计113.3.1方案分析113.4轴的设计计算153.5轴承的选择及校核163.6键的选择计算及校核173.7减速器润滑及密封173.7.3附属零件设计183.8液压缸设计与安装183.8.1液压缸结构设计18选择液压缸的安装方式：尾部法兰型183.8.2液压缸的安装193.9本章小结194 摩擦磨损试验机主运动部分设计204.1主轴的设计和计算204.1.1 估算轴径204.1.2轴结构的设计214.1.3联轴器的选择214.1.4轴上受力分析224.1.5轴的精确校核244.1.6轴承的选择及润滑264.2键联接的选择和
8、校核264.2.1主轴环连接键的选择264.2.2键的校核264.3本章小结275 摩擦磨损试验机整体的结构设计285.1、磨损试验机的整体结构285.2试验机箱体结构示意图296试验机性能分析306.1试验机实现的实验温度功能306.1.1高温情况的实现306.1.2温度的控制及测量306.2试验机实现的实验功能-压力加载306.2.1压力加载的实现316.2.2压力的测量316.3试验机实现的实验功能-转速316.3.1转速的控制316.3.2转速的测量316.4磨损量的影响316.5本章小结327试验机三维图构建337.1 整体装配示意图337.2丝杠设计347.3减速器347.4加载运
9、动示意图357.5液压缸结构图367.6小结37结论与展望38致谢40毕业设计（论文）知识产权声明41毕业设计（论文）独创性声明42 主要符号表F 载荷T 转矩P 功率n 转速i 传动比绪论1绪论1.1前言摩擦学是一门实践性很强的应用科学，它主要研究作相对运动物体的相互作用表面、类型及其机理、中间介质及环境所构成的系统的行为与摩擦及损伤控制的科学与技术。 研究材料摩擦磨损行为一般需要借助摩擦磨损试验机测量摩擦副的摩擦磨损特性等一系列参量。在国内的相关研究中广泛使用的试验机有滚子式磨损试验机、四球式摩擦磨损试验机等。随着冶金、矿山、电力以及工程机械等行业的发展，人们对磨损危害的认识有了相当的提高
10、。为了弄清磨损机理以减少有害的磨损，各国学者对材料在常温下的各种磨损问题均进行了大量的研究，但对于材料在高温下的磨损问题至今却研究的较少，这和高温磨损试验装置的缺乏不无关系。1910年第一台磨料磨损试验机即以问世，1975年美国润滑工程师学会（ALSE）编著的“摩擦磨损装置”一书中所公布的不同类型的摩擦磨损试验机也有上百种，但其中大部分都是常温磨损试验机1。近几十年来，磨损试验机和试验方法虽然有了较大的发展，但这些试验机大多还是由企业和研究工作者根据工作需要和实际工况自行设计制造的，如高温磨料磨损试验机，适合高分子及其复合材料试验用的高温摩擦磨损试验机等。只有少数试验机是由专门的试验机厂或仪器
11、制造公司制造和供应的，而且这些试验机大都结构复杂，价格较贵，这说明了磨损问题的复杂性和进行实验室磨损试验研究的困难所在。摩擦磨损问题存在于人类物质活动的各个方面。在汽车、发电、设备、冶金、铁道、宇航、电子和农机等各方面的机械都大量存在着摩擦学的问题。据估计，全世界约有1/2- 1/3的能源以各种形式消耗在摩擦上，如果从摩擦学方面采取正确的措施，就可以大大节约能源消耗。磨损是机械零部件3种主要的失效形式之一，所导致的经济损失是巨大的，大约有80%的机械零件由于各种磨损导致失效。特别是随着物质文明的进步和工业技术现代化的发展，机械设备的开发使用普遍趋于重载、高速、高效率化，如何控制和改善机械的摩擦
12、磨损状况、提高其使用寿命和工作可靠性，已成为机械工业技术人员必须关注的问题，并促使其研究不断的深入和发展。这些摩擦试验机多采用静态选位法观察摩擦试件，虽然简单易行，但不能获得摩擦过程的动态信息，更不能对磨损（摩擦）过程进行动态观测及动态数据记录；另外由于受到试验机转速的限制，摩擦副相对运动的速度大多较低（一般不超过10m/s ）。然而现代机械装备中许多摩擦副的相对滑动速度相当高，如高速 列车运行时的速度约为300km/h，制动时制动盘与刹车片之间摩擦速度为601西安工业大学毕业设计（论文）70m/s.而目前还未曾见到可用于高速条件下数据动态测量所需的商用摩擦磨损试验机。摩擦磨损试验的目的是为了
13、对摩擦磨损现象及其本质进行研究，正确地评价各种因素对摩擦磨损性能的影响，从而确定符合使用要求的摩擦副元件的最优参数。摩擦磨损试验研究的内容非常广泛，如探讨摩擦、磨损和润滑机理以及影响摩擦、磨损的诸因素，对新的耐磨、减磨及摩擦材料和润滑剂进行评定等。由于摩擦磨损现象十分复杂，摩擦磨损条件不同，试验方法和装置种类繁多，如何准确地获取摩擦磨损过程中的参数变化成为一个十分重要的研究课题。为了探索和验证机械工程中摩擦磨损问题的机理以及有关影响因素，在摩擦学研究中开展摩擦磨损测试技术和数据分析研究具有非常重要的作用。 高温高速摩擦磨损试验机是进行高温高速摩擦磨损试验的有效设备，广泛运用于对各种高速刀具的高
14、温摩擦磨损性能进行测试和评价，是高速切削和新型刀具材料研制开发和应用的必备设备。该设备是高速加工和刀具材料研究方向研究工作急需的基础设备，该设备可以扩展该学科的研究领域和提高研究水平。1.2摩擦磨损实验机研究现状摩擦试验机对冶金、矿山、电力以及工程机械等行业的发展有着至关重要的作用,随着目前世界各国科技的飞速发展,各个行业在技术上的突飞猛进摩擦试验机对于各行业的重要性也越来越明显.目前，世界只有美国、日本、瑞士等少数几个国家有摩擦磨损试验机的专业生产企业，而济南试金集团是国内最早研制和生产摩擦磨损试验机的厂家。随着中国工业的发展，摩擦试验机在工业当中的地位渐渐显现了出来，因此国内有些企业也纷纷加入到了摩擦学行业的研究来。 济南竟成测试技术有限公司生产的MMW-1 A 新型万能摩擦磨损试验机
