立式高温数控摩擦磨损试验机主体设计本科学位论文Word格式文档下载.docx

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学号20073006150

指导教师王砚军

二〇一一年月日

摘要

摩擦学是一门实践性和应用性很强的学科，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、盘销式摩擦磨损试验机、四球式摩擦磨损试验机、往复式摩擦磨损试验机等。

摩擦磨损试验的目的是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。

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。

主要设计内容为：

机体结构设计、传动系统设计、纵向加载系统设计、加热系统设计和摩擦副装夹结构设计。

关键词：

摩擦试验机；

高速；

高温

ABSTRACT

FrictionisaverypracticalapplicationofscientificresearchinChinaiswidelyusedinaroller-typetestingmachineabrasiontester,discpinsandotherfrictionandweartestmachine，four-ballfrictionandweartester,reciprocatingfrictionandweartestmachine,.Thepurposeoffrictionandweartestsonthefrictionandwearinordertostudythephenomenonanditsessence,thecorrectassessmentofthevariousfactorsonthefrictionandwearpropertiestodeterminecompliancerequirementsofthefrictionpaircomponentsusingtheoptimalparameters.Hightemperaturefrictionandweartesterisheat-efficienthigh-speedfrictionandweartestequipment,widelyusedinvarioushightemperaturefrictionandwearpropertiesoftooltotestandevaluation,andnewhigh-speedcuttingtoolmaterialdevelopedandappliedthenecessaryequipment.Thedeviceisahigh-speedmachiningandcuttingtoolmaterialresearchstudiesneededinfrastructure,thedevicecanbeextendedtothesubjectofbasicresearchandresearchlevel.

Keywords：

frictiontestingmachine,high-speedelectricpowersystem；

hightemperature

摘要………………………………………………..…….….……………………………..

ABSTRACT……………………………..…………….……………………..…………….

1前言……….…………………………………………….….…………………………….1

1.1本课题研究的目的和意义..........................………….………….………..2

1.2国内外研究概况...........................……….......…………….………….………..2

1.3发展趋势......................…………………………….…....……..………8

1.4小结……………………….......................………………………….…....………..8

2方案设计分析与比较…………………………….…………………………......................9

2.1试验机整体分析…………………………….…………………………...................9

2.2方案设计制定…………………………………………………………………….9

2.3方案比较………………………………………………………………………...12

3摩擦磨损试验机结构设计相关计算…………………………………………………...13

3.1试验机性能指标确定……...................................................................................13

3.2试验机主传动系统相关计算...............................................................................13

3.2.1电机选择.....................................................................................................13

3.2.2同步带传动计算.........................................................................................15

3.2.3主轴计算.....................................................................................................19

3.2.4主轴上键的强度校核.................................................................................21

3.2.5轴承校核.....................................................................................................21

3.2.6横梁的强度校核.........................................................................................22

3.2.7丝杠螺母副的相关计算.............................................................................23

4摩擦磨损试验机结构设计...............................................................................................25

4.1试验机整体结构.....................................................................................................25

4.2箱体结构设计.........................................................................................................26

4.3支架设计.................................................................................................................26

4.4横梁设计.................................................................................................................27

4.5摩擦销结构设计.....................................................................................................28

4.6摩擦盘夹持器设计.................................................................................................28

5结论......................……….………….……………………..….……...…..….………...29

参考文献......................…………….…………………..….…..……………….………….30

致谢......................………………….……………………..…….…………...…………….31

1前言

1.1本课题研究的目的和意义

摩擦学是一门实践性很强的学科，研究材料摩擦磨损性能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、往复式摩擦磨损试验机、切人式摩擦磨损试验机、盘销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。

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