往复式摩擦磨损实验台的设计(编辑修改稿)

往复式摩擦磨损实验台的设计(编辑修改稿)内容摘要：

 = 710=639MPa， 9   2lim2 HH   = 580=522MPa 齿轮 1转速为 1n =13（ r/min) 齿轮 2转速为 2n =4(r/min) 齿轮 1 齿数 1z =19，齿宽 1B =145 齿轮 2 齿数 2z =62，齿轮 2B =130mm 使用系数 AK 查《机械设计》表 得 AK = 动载系数 VK 查 ,《机械设计》图 得 VK = a =    21 zz= z == 齿向载荷分布系数由《机械设计》表 得 HK =A+B 1db2+c 14510 3 C = 载荷系数 K= KKKK HVA =  = 接触寿命系数 NZ 由《机械设计 》 图 得 1NZ =， 2NZ =. 许用接触应力  1H =Hlim1N1HlimS Z =  =798Mpa 2H =Hmin22limS ZH =  =690MPa 验算 H = ZZZ HE 12 211 bdKT =     2   = 2H 计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。 分度圆直径： d1 =14 19 =266mm， d2 =14 62 =868 同步带的传送和计算 设计功率 dp 由《机械设计手册》 查的 AK ， AK 是同步带 传动的工作情况系数， 10 KWPKP Ad  选定带型和节距 根据 KWPd 36 和转速 min/10001 rn  ，由《机械设计手册》图 确定为 XH型，节距 bP mm 小带轮齿数 1z 根据带型 XH 和带轮转速 1n ，由 《机械设计手册》表 查的小带轮的最小齿数 min1z =24 此处取 1z =25 小带轮节圆直径 1d mmpzd b 7 62 2 1   由表 查的外径 mmda  大带轮齿数 2z 5022512  izz 大带轮节圆直径 2d mmpzd b 2   带速   1 0 0 060 1 0 0 7 61 0 0 060 11  ndv 初定轴间距 0a  2121 2)( ddadd      5 7 5 7  a  a 取  dda 带长及其齿数    02122100 422 a ddddaL   = 3 04 1 7 3 3 02 2  =1908mm 由《机械设计手册》表 查的应选用带长代号为 770 的 XH 型的同步带，其节线长 1955pL ，节线长上的齿数 z。 实际轴间距 a 此结构的轴间距可调整 mmLLpaa 5 32 1 9 0 81 9 5 55 3 02 00  1 小带轮啮合齿数 mz 11   )(22 122 11 zzazpze n tz bm   11 1基本额定功率 0P  100020 vmvTP a  由《机械设计手册》表 查的 4050aT m   0 0 0 0 5 00 2 P = 13 、所需带宽 sb 00 PKPbb z dss  由《机械设计手册》表 查的 XH sb =， zK =1  mm 由表 查的，应选带宽代号为 770 的 XH 型号 1带轮结构和尺寸 小带轮： 251Z d 大带轮： 502Z d 主轴计算： 主轴 1 的最小直径计算： 主轴的材料为 40 rC ，查《机械设计手册》得 r 25， 0A ,16 则13241263d 155mm 主轴 2 的最小直径： 4 d  250mm 轴的强度校核 轴 1 按扭转强度条件计算，公式如下。  rr d npWTT 31 9 5 5 0 0 0 0 已知   25,13,24  rm nPP  12 则 r  25 ，则符合要求。 轴 2 按扭转强度条件计算，已知   25,4,  rnP 。 公式如下： 32 4 5 00 00 WTT r =  25 ，则符合要求。 主轴上键的强度校核 根据主轴的设计，键所在轴 1 的直径为 155mm，查《机械设计手册》（摘自GB/T10962020）选取键的尺寸为 1002240  ，普通平键连接的强度条件为： pp k lddT   31022 ，式中 d 是轴的直径， l 是键的工作长度， h 是键的高度 则 10040222 p  p ，故键 1 的强度满足要求。 1 5 056232p  p ，故键 2 的强度满足要求。 摩擦销的结构设计 适合摩擦磨损试验测试仪 的测试球尺寸有 毫米、 3 毫米、 6 毫米、 10 毫米 (均为直径 )。 可以为不同直径的摩擦球配备不同的内径夹持器。 夹持器为中空结构，后面有螺纹，只需将测试球从夹具的后端放入并用配套的零件旋紧即可。 试样夹持器的设计 用螺栓将试样夹持器固定在齿条上，使之随齿条一起做往复运动。 在试样夹持器的下面加上一垫片，直径大小和试样夹持器相当，但厚度可调，装卸方便，是这个夹持器更加通用化。 第 4章 磨损量的测量 常用的磨损量的测量方法 机械零件的磨损量通常用磨损件的质量，体积减少量或者磨去厚度来表示。 磨损 质量和磨损体积是整个磨损件表面质量和体积减少量的总和，而磨损厚度能够反映磨损沿表面的分布情况。 13 常用的磨损量测量方法如下： 1 称量法 通常利用天平称出磨损前后的试件质量的变化，因此也叫失重法。 对所用天平的精密度要求取决于磨损量的数量级。 由于测量范围的限制，称量法仅适用于较小的试件。 2 测量法 使用千分尺、测长仪和万能工具显微镜等测量试件在实验前后磨损表面的法向尺寸的变化或者磨损表面与某基准面距离的变化。 3 表面轮廓或粗糙度法 用表面轮廓仪可以直接测量磨损前后表面轮廓的变化来确定磨损量，即磨损厚度 不超过表面粗糙峰高度的磨损。 它实际反映了磨损表面的微观变化，也可以直接从其粗糙度等级的变化，特别是磨损前后加工痕迹的减少来判断磨损的程度。 表面轮廓法可以记录表面轮廓在磨损过程中的变化和磨损分布，但是轮廓法测量手续复杂，被测零件的形状和尺寸受量程范围限制。 4 压痕或切槽法 人为的在摩擦表面上压痕或者切槽作为测量基准，用基准尺寸沿深度变化的规律度量磨损厚度。 如果在摩擦表面上不同部位布置基准，还可以测量磨损表面的分布。 但这种方法对试样表面有损害，不利于研究摩擦磨损过程中表层组织结构的变化。 5 沉淀法或化 学分析法 沉淀法是将润滑油中所含的磨屑经过过滤或者沉淀分离出来，再由称重法测量磨屑质量。 也可以采用定量化学分析的方法测量润滑油中所含磨屑的组成和质量，这不仅可以测量各种元素的质量，还可以根据材料使用情况来判断磨损的部位。 摩擦系数测试部分 如图作用在试件的载荷上（正压力 )P 由法码重力产生，作用在摩擦副间的摩擦力为 F，若两个试件间的摩擦系数为  ，则有 PF。 故只需要预先确定砝码的重力，在测出传感器受力大小，即可计算出摩擦系数 P正压力 磨头 下试件 F摩擦力 14 正压力由人工根据需要通过法码施加，是一个稳定值。 摩擦力是两个相对运动产生的，是一个变化值，可通过测量求得。 15 小结 摩擦磨损试验机是进行摩擦磨损试验的有效设备，广泛运用于对各种高速刀具的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和应用的必要设备。 因此本文对往复式摩擦磨损试验机的原理和结构进行介绍，给出了试验机的基本参数，并对试验机的机械结构部分进行了相关设计和计算，为试验机的设计和实际制作提供了一定的依据和参考。 该 设计在满足设计要求的前提下，力求结构简单，制造成本低廉，没有一味的追求高精度，适合进行实际的生产。 设计中采用了较为简单的方法实现了相同的功能。 该设计只是针对摩擦磨损试验机的机械结构部分进行了相关的设计计算和仿真，而电气控制系统和检测系统还需要进一步的补充。 通过老师的讲解和查阅资料让我有了初步的认识。 在毕业设计中期阶段主要是完成自己部分机构和零件的设计。 在翻阅书本的过程中，此过程的应用到了我在大三时所学的机械设计和互换性等课程。 从前我对机械的认识很是肤浅，只是会做一些课程设计。 却没有把整个机械课程联系起来， 其实各个专业课都是有相互联系的，而这些基础课也不容忽视，它们是我们完成设计的基础，更是进一步在机械领域发展的前提。 在 CAD 图形绘制过程中，我用到了机械制图这门课程。 同时，我也掌握了一门画图软件。 此次毕业设计真是让我收获颇丰，不仅让我对专业课有了新的认识而且得到了许多书本上没有的东西。 我一直在思考的问题，如何学好我的专业，并将它自如的应用到以后的工作中，似乎在本次毕业设计中有了答案。 16 致谢 大学四年学习时光已经接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母、亲人们，我的老师和同学们表达我由衷的谢意。 感谢我的家人对我大学四年学习的默默支持；感谢我的母校太原理工大学给了我在大学四年深造的机会，让我能继续学习和提高；感谢老师和同学们四年来的关心和鼓励。 老师们课堂上的激情洋溢，课堂下的谆谆教诲；同学们在学习中的认真热情，生活上的热心主动，所有这些都让我的四年充满了感动。 这次毕业论文设计我得到了很多老师和同学的帮助，其中我的论文指导老师宋金鹏老师对我的关心和支持尤为重要。 每次遇到难题，我最先做的就是向老师寻求帮助，而老师每次不管忙或闲，总会抽空来找我面谈，然后一起商量解决的办法。 老师平日里工作繁多，但我做 毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。 这几个月以来，老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在此，我再一次真诚地向帮助过我的老师和同学表示感谢。 17 参考文献 [1] 张嗣伟 .摩擦学的进展与展望 [J].摩擦学学报， 2020， 1:4445. 对摩擦学近 10多年来在润滑与润 滑剂和摩擦与磨损这两个方面的进展作了综合介绍与评述，指出最引人注目的是采用扫描隧道显微镜、原子力显微镜和超薄膜干涉仪等先进仪器设备对边界润滑和边界膜进行原位研究，以及纳米摩擦学、陶瓷摩擦学、空间摩擦学、核反应系统摩擦学、微观摩擦学和表面工程等的发展与各种新型摩擦学材料的。