磨料磨損試驗機的設(shè)計摘要目前磨料磨損試驗機的品種繁多，也有不少人在研究新型的試驗機。在國內(nèi)的相關(guān)研究中則廣泛使用的試驗機有滾子式磨損試驗機、四球式磨料磨損試驗機、往復式磨料磨損試驗機、磨損試驗機、盤銷式磨料磨損試驗機等。磨料磨損試驗的目的是為了對磨損現(xiàn)象及其本質(zhì)進行研究，正確地評價各種因素對磨料磨損性能的影響，從而確定符合使用要求的摩擦副元件的最優(yōu)參數(shù)。我所設(shè)計的是磨料磨損的試驗機。是用電機帶動帶輪為驅(qū)動，利用帶式傳動使整臺設(shè)備運轉(zhuǎn)。這種試驗機是進行磨料磨損的有效設(shè)備，廣泛運用于對各種高速刀具的磨損性能進行測試和評價，是高速切削和新型刀具材料研制開發(fā)和應用的必備設(shè)備。該設(shè)備是高速加工和刀具材料研究方向研究工作急需的基礎(chǔ)設(shè)備，該設(shè)備可以擴展該學科的研究領(lǐng)域和提高研究水平。是綜合各種試驗機的一種先進的設(shè)備。關(guān)鍵詞：磨損；試驗機；高溫；高速AbstractTheabrasiveweartestmachineofthevariety,therearealotofpeopleinthestudyofnewtypeoftestingmachine.Inthedomesticrelatedresearchiswidelyusedinthetestingmachinehasarollertypeweartestingmachine,fourballfrictionandweartestingmachine,reciprocatingfrictionandweartestingmachine,cuttingtypefriction,weartestingmachine,frictiontestmachine.Frictionandweartestisaimedonthefrictionandwearphenomenonanditsessenceisstudied,aevaluationofvariousfactorsinfluenceonfrictionandwearproperties,therebydeterminingtherequirementsoftheoptimalparametersoffrictionpaircomponents.WhatIdesignisatahightemperatureabrasiveweartestingmachine.Isdrivenbyamotorbeltwheelfordrivingbelttransmission,usingthewholedeviceoperation,thismachineisofhighspeedfrictionandwearbehaviorofeffectiveequipment,iswidelyusedforvarioushightemperaturefrictionandwearpropertiesofhighspeedcuttingtoolfortestingandevaluation,isofhighspeedcuttingandnewcuttingtoolmaterialsresearchanddevelopmentandapplicationofthenecessaryequipment.Thedeviceisofhighspeedmachiningandtoolmaterialresearchdirectionresearchworkneededinfrastructureequipment,theequipmentcanbeextendedtothefieldofstudyandimproveresearchlevel.Isacomprehensivetestmachineisakindofadvancedequipment.Keywords：friction；testingmachine；hightemperature；high-speed目錄摘要.11引言.11.1設(shè)計的目的和意義.11.2研究現(xiàn)狀.21.3磨料磨損試驗機的發(fā)展趨勢.32磨料磨損試驗機的總體設(shè)計.52.1傳動方式.52.2試驗負荷的影響.63運動的動力的計算.83.1滾珠絲桿副的動力計算.83.2絲桿強度和穩(wěn)定性的計算.93.3絲杠的剛度.104磨料磨損試驗機的結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)計算.124.1試驗機主要性能指標的確定.124.1.1電機選擇.124.1.2同步帶傳動計算.134.1.3主軸計算.164.2各級傳動的設(shè)計.184.2.1第一級帶傳動計算.184.2.2第三級帶傳動.204.3絲桿軸承的選擇.224.4離合器的選擇.235磨料磨損試驗機的結(jié)構(gòu)設(shè)計.245.1箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計.245.2橫梁和支架的設(shè)計.245.3摩擦輪的設(shè)計.256結(jié)論.27參考文獻.28致謝.29中國地質(zhì)大學長城學院2012屆畢業(yè)設(shè)計11引言1.1設(shè)計的目的和意義隨著冶金、礦山、電力以及工程機械等行業(yè)的發(fā)展，人們對磨損危害的認識有了相當?shù)奶岣摺榱伺迥p機理以減少有害的磨損，各國學者對材料在常溫下的各種磨損問題均進行了大量的研究，但對于材料在高溫下的磨損問題至今卻研究的較少，這和高溫磨損試驗裝置的缺乏不無關(guān)系。1910年第一臺磨料磨損試驗機即以問世，1975年美國潤滑工程師學會（ALSE）編著的“磨料磨損裝置”一書中所公布的不同類型的磨損試驗機也有上百種，但其中大部分都是磨損試驗機。近幾十年來，磨損試驗機和試驗方法雖然有了較大的發(fā)展，但這些試驗機大多還是由企業(yè)和研究工作者根據(jù)工作需要和實際工況自行設(shè)計制造的，適合高分子及其復合材料試驗用的磨損試驗機等。只有少數(shù)試驗機是由專門的試驗機廠或儀器制造公司制造和供應的，而且這些試驗機大都結(jié)構(gòu)復雜，價格較貴，這說明了磨損問題的復雜性和進行實驗室磨損試驗研究的困難所在。通常,把測定材料機械性能的儀器和設(shè)備稱為磨料磨損試驗機。但是，有些國家有時把測定材料物理性能（甚至化學性能）的儀器和設(shè)備也稱為磨損試驗機。國外，在工業(yè)比較發(fā)達的國家中，對于試驗機的研制和生產(chǎn)，都是比較重視的。這是因為，磨損試驗機作為一個基礎(chǔ)工業(yè)部門，對于工業(yè)生產(chǎn)和科研工作有直接的不容忽視的影響。實際上，對于工業(yè)生產(chǎn)和各種工程設(shè)計來說，磨料磨損試驗機是確保各種機器，車輛，船舶和結(jié)構(gòu)物的合理設(shè)計與安全運行的重要測試設(shè)備。因為，為了既經(jīng)濟又安全可靠地從事各種工程設(shè)計，必須根據(jù)材料的機械性能選取合適的材料。否則，可能造成浪費，或者導致發(fā)生嚴重的事故。而要獲得準確的材料機械性能數(shù)據(jù)，只有使用材料試驗機。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，常常需要對各種材料和零部件或整機進行檢定和測試。許多重要性的熱處理零部件，如軋鋼機的鋼輥，機器的主軸和汽車的連桿等，都要百分之百的進行硬度檢定。在冶金工業(yè)生產(chǎn)中，隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，也提出了許多新問題。例如現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，需要一些具有特殊性能的，能在高溫，低溫，高壓，高速以及各種復雜條件下工作的材料，因此必須研制新型材料與合金。鋼鐵廠生的的鋼材，也需要隨時檢驗。顯而易見，所有這些研究和檢驗工作，離開材料試驗機是無法進行的。上述幾點，已足以說明磨損試驗機的發(fā)展對航空，冶金，機械，建筑和造船等工業(yè)部門，在合理設(shè)計工程結(jié)構(gòu)，節(jié)約材料，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改進工藝和降低成本方面具有重要的意義。另外，由于磨料磨損試驗機所涉及到的科學技術(shù)領(lǐng)域比較廣泛，如高溫技術(shù)，低溫技術(shù)，真空技術(shù)，液壓技術(shù)，光學技術(shù)，電子技術(shù)和激光技術(shù)等，并且還應用各種測試，記錄和顯示儀器，所以磨損試驗機的技術(shù)發(fā)展，往往取決于很多科學技術(shù)領(lǐng)域的水平。磨料磨損試驗的目的是為了對磨損現(xiàn)象及其本質(zhì)進行研究，正確地評價各種因素對磨料磨損性能的影響，從而確定符合使用要求的摩擦副元件的最優(yōu)參數(shù)。磨料磨損試驗研究的內(nèi)容非常廣泛，如探討磨損和潤滑機理以及影響磨損的諸因素，對新的耐磨、減磨及摩擦材料和潤滑劑進行評定等。由于磨損現(xiàn)象十分復雜，磨損條件都各不相同不同，試驗方中國地質(zhì)大學長城學院2012屆畢業(yè)設(shè)計2法和裝置種類繁多，如何準確地獲取磨料磨損過程中的參數(shù)變化成為一個十分重要的研究課題。為了探索和驗證機械工程中磨損問題的機理以及有關(guān)影響因素，磨料磨損試驗機是進行磨損試驗的有效設(shè)備。1.2研究現(xiàn)狀近些年來，隨著航空，冶金，造船，化工和機械工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的迅速發(fā)展，對金屬材料試驗提出的要求也越來越高，許多產(chǎn)品的重要的零部件甚至整機，常常需要在各種復雜的情況下進行模擬試驗。因此，在材料試驗機中不斷地采用了一些新技術(shù)，例如電液伺服系統(tǒng)，電子計算機等。所有這些新技術(shù)的應用，不僅使磨料磨損試驗機的性能在為提高，而且使磨損試驗機的結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生了很大的變化。近來國外生產(chǎn)的一些特殊的磨損試驗機，由于應用了一些新技術(shù)，試驗機的性能有所提高，應用范圍也有所擴大。這種試驗機除了能做拉壓，彎，剪切等表態(tài)試驗外，還可以做蠕變和松弛試驗，有的還能做動態(tài)試驗，測定材料的疲勞極限。國外生產(chǎn)的磨損試驗機和拉力試驗機，主要分為機械式，液壓式和電子式三種。近來電液伺服系統(tǒng)萬能試驗機后來居上。此外，有時又按其他特征分為高溫，低溫，大型，微型和自動試驗機等。機械式磨料磨損試驗機的加荷機械和測力機械一般采用機械傳動裝置。這種試驗機具有足夠的精度和穩(wěn)定性。但負荷能力受到一定限制，因測力機械的慣性較大，加荷速度受到一定限制。所以，國外一些主要生產(chǎn)廠已經(jīng)不再生產(chǎn)，有的僅放在次要的地位。液壓磨損試驗機，應用液壓傳動加荷。與機械萬能試驗機相比較，除負荷較大外，加荷平衡，加荷速度可自由調(diào)節(jié)。近些年來，各國都在大力發(fā)展電子磨損試驗機與電子拉力試驗機。這是一種將電子技術(shù)應用于試驗機負荷系統(tǒng)與變形系統(tǒng)中，精確地進行測量和記錄的新型磨料磨損試驗機。目前，世界只有美國、日本、瑞士等少數(shù)幾個國家有磨料磨損試驗機的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，而濟南試金集團是國內(nèi)最早研制和生產(chǎn)磨料磨損試驗機的廠家。早在1964年為了滿足我國石油工業(yè)和材料工業(yè)的發(fā)展需要，濟南試金集團開始研制MQ-12型四球磨料磨損試驗機，1965年研制成功并投入生產(chǎn)，1966年又研制成功MM-200型磨損試驗機，兩種試驗機的研制成功標志著我國已有了自行研制磨料磨損試驗機的能力。在最近的幾年，涌現(xiàn)出了一批新興生產(chǎn)磨料磨損試驗機的企業(yè)，也有不少優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品面世。磨料磨損試驗機用于評定材料的磨損機理和測定材料的摩擦系數(shù)。并可模擬各種材料在干摩擦、濕摩擦、磨料磨損等不同工況下磨損試驗。該機采用計算機控制系統(tǒng)，可實時顯示試驗力、摩擦力矩、摩擦系數(shù)、試驗時間等參數(shù)，并可記錄實驗過程中摩擦系