本科論文目錄TOC\o"1-2"\h\u10384摘要 I7482Abstract II16169引言 144861緒論 325981.1本課題研究的目的和意義 3185761.2國內(nèi)外研究概況 4281951.3發(fā)展趨勢 835611.4小結(jié) 892862摩擦磨損試驗機(jī)的影響因素 9190902.1試驗條件的影響 9318042.2試驗負(fù)荷的影響 1260163試驗機(jī)的設(shè)計分析 1569383.1試驗機(jī)的整體分析 1575663.2設(shè)計方案的制定 1515643.3方案分析 19301164摩擦磨損試驗機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)計算 211634.1試驗機(jī)的主要性能指標(biāo)的確定 2149494.2試驗機(jī)的主傳動系統(tǒng)的相關(guān)計算 21160965摩擦磨損試驗機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 33218375.1磨損試驗機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 33151135.2箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 34292475.3橫梁的設(shè)計 34105115.4支架的設(shè)計 35282135.5摩擦盤夾持器的設(shè)計 3695195.6摩擦銷的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3725456結(jié)論 3823504參考文獻(xiàn) 39826致謝 41本科論文摘要隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的人開始注意到機(jī)械效率低下這一問題。造成機(jī)械效率低下的一個主要原因是各零件間存在摩擦磨損，也正是因為摩擦磨損的存在，機(jī)械設(shè)備工作一段時間后會出現(xiàn)損壞。因此為了提高機(jī)械效率，改善摩擦磨損現(xiàn)象，延長機(jī)器使用壽命本文設(shè)計了一種摩擦磨損試驗機(jī)。該試驗機(jī)的功能非常強(qiáng)大，不僅可以用來評定材料的抗磨損性能，還可以用來分析不同潤滑油的極壓特性，除此之外，該試驗機(jī)還可以計算出不同粗糙度所對應(yīng)的摩擦系數(shù)。本次設(shè)計的試驗機(jī)主要應(yīng)用在高校和研究所，主要是用來做實驗室試驗，所以可以非常方便的對摩擦磨損現(xiàn)象及其本質(zhì)進(jìn)行研究。在實際生活中，摩擦的環(huán)境是不斷變化的，為了更好的確定各個參數(shù)，設(shè)計一個符合要求的摩擦磨損試驗機(jī)是非常重要的。在國內(nèi)的相關(guān)研究中，無論是機(jī)械領(lǐng)域還是材料領(lǐng)域都會用到摩擦學(xué)，所以摩擦學(xué)在科研過程中扮演了一個非常重要的角色，因此本文設(shè)計了一種摩擦磨損試驗機(jī)，它不僅可以促進(jìn)機(jī)械領(lǐng)域摩擦現(xiàn)象的研究，還可以擴(kuò)展學(xué)科的研究領(lǐng)域，提高研究水平。當(dāng)然摩擦磨損試驗機(jī)在進(jìn)行試驗時，可以非常準(zhǔn)確的測出摩擦學(xué)中的各個參數(shù)，然后在經(jīng)過反復(fù)的試驗最后確定最優(yōu)參數(shù)。關(guān)鍵詞：摩擦；試驗機(jī)；摩擦學(xué)；設(shè)計AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,moreandmorepeoplebegintonoticetheproblemoflowmechanicalefficiency.Oneofthemainreasonsforlowmechanicalefficiencyisthefrictionandwearbetweenvariousparts.Itisalsobecauseofthefrictionandwearthatmechanicalequipmentwillbedamagedafterworkingforaperiodoftime.Therefore,inordertoimprovethemechanicalefficiency,improvethefrictionandwearphenomenonandprolongtheservicelifeofthemachine,africtionandweartestingmachineisdesignedinthispaper.Thefunctionofthistestingmachineisverypowerful.Itcanbeusednotonlytoevaluatethewearresistanceofmaterials,butalsotoanalyzetheextremepressurecharacteristicsofdifferentlubricatingoils.Inaddition,thetestingmachinecanalsocalculatethefrictioncoefficientcorrespondingtodifferentroughness.Thetestingmachinedesignedinthispaperismainlyusedinuniversitiesandresearchinstitutes.Itismainlyusedforlaboratorytests,soitisveryconvenienttostudythefrictionandwearphenomenonanditsessence.Inreallife,thefrictionenvironmentisconstantlychanging.Inordertobetterdeterminevariousparameters,itisveryimportanttodesignafrictionandweartestingmachinethatmeetstherequirements.Tribologyisusedindomesticrelatedresearch,bothinmechanicalfieldandmaterialfield,sotribologyplaysaveryimportantroleinscientificresearch.Therefore,thispaperdesignsafrictionandweartestingmachine,whichcannotonlypromotetheresearchoffrictionphenomenainmechanicalfield,butalsoexpandtheresearchfieldofdisciplinesandimprovetheresearchlevel.Ofcourse,thefrictionandweartestingmachinecanaccuratelymeasurevariousparametersintribologywhentesting,andthendeterminetheoptimalparametersafterrepeatedtests.Keywords:Friction;Testingmachine;Tribology;Design本科論文引言在當(dāng)今時代，摩擦學(xué)在科研領(lǐng)域起到了很大的作用，它被稱作21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)中最基礎(chǔ)的技術(shù)。對于摩擦磨損試驗機(jī)來說，現(xiàn)存的種類有許多，最常見的是滾子式磨損試驗機(jī)。本文設(shè)計了一種摩擦磨損試驗機(jī)，它主要是用來測量材料在試驗中的各參數(shù)。導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備效率降低的原因有許多，但是影響最大也是最常見的是本文所提到的摩擦磨損，幾乎80%的機(jī)械設(shè)備效率低下都是由摩擦磨損導(dǎo)致的?，F(xiàn)實條件下，摩擦磨損無處不在，就算是機(jī)器正常工作時，它也是存在的，它與多種因素有關(guān)，最常見的影響因素是壓力和沖擊。本文設(shè)計的摩擦磨損試驗機(jī)，從它的名字中，就可以看出它的用途。大多數(shù)人也許對這個名字感到陌生，但它還有一些常見的名字，如摩擦試驗機(jī)和磨損試驗機(jī)等，這些名字對于機(jī)械行業(yè)的人來說是非常熟悉的。摩擦磨損試驗機(jī)的種類是非常多的，可以根據(jù)摩擦副的不同進(jìn)行分類，根據(jù)摩擦運動方式不同進(jìn)行分類，也可根據(jù)載荷范圍不同進(jìn)行分類?，F(xiàn)階段，我國的摩擦磨損試驗機(jī)大概有上百種，這極大的推動了科研領(lǐng)域的發(fā)展。對現(xiàn)階段的摩擦磨損試驗機(jī)來說，大多數(shù)都采用電腦控制，試驗結(jié)果會通過電腦的顯示屏顯示出來，以便于觀察和分析。并且機(jī)電一體化，也是摩擦磨損試驗機(jī)的一個發(fā)展方向，如果得以完全實現(xiàn)，不僅可以提高試驗的精度，減少試驗的誤差，也可以大大的節(jié)省人力和物力?，F(xiàn)階段的摩擦磨損試驗機(jī)機(jī)電一體化已基本成熟，在進(jìn)行摩擦磨損實驗時，只需按照一定的標(biāo)準(zhǔn)將實驗數(shù)據(jù)輸入到試驗機(jī)中，試驗機(jī)即可自動控制試驗的進(jìn)行，當(dāng)試驗完成時試驗機(jī)會發(fā)出聲音，提醒試驗員，試驗已結(jié)束?？刂葡到y(tǒng)也和傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)不同，它具有斷電記憶的功能，既試驗過程中，如果突然斷電，試驗機(jī)也會自動保持?jǐn)嚯娗拜斎氲膮?shù)。摩擦磨損試驗機(jī)的適用范圍非常廣泛，只要條件允許，它不僅可以模擬出滑動、滾動等各種運動，還可以模擬出滑滾復(fù)合運動等各種復(fù)合運動，以便完成各種接觸形式的摩擦磨損試驗。摩擦磨損試驗機(jī)最常被用來評定潤滑油、金屬以及其它材料的摩擦磨損性能。摩擦磨損試驗機(jī)內(nèi)部有數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，可以通過傳感器將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，計算機(jī)經(jīng)過數(shù)值信號輸入轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量輸出，完成數(shù)據(jù)的存儲與處理。對于一些用于教學(xué)的試驗機(jī)，它的計算機(jī)只能記錄實驗數(shù)據(jù)，然后通過打印機(jī)打印，最后由學(xué)生手工完成繪制。隨著社會的高速發(fā)展，摩擦磨損試驗機(jī)逐漸成為了發(fā)達(dá)國家研究的熱點。對于摩擦學(xué)來說，它的理論性一般，但是實踐起來卻很困難，所以為了進(jìn)一步探究摩擦現(xiàn)象，可通過摩擦磨損試驗機(jī)來進(jìn)行實驗分析。為了更好的了解磨損機(jī)理，減輕磨損所帶來的危害，當(dāng)今世界各個國家的學(xué)者都開始對材料出現(xiàn)的磨損問題進(jìn)行探討。1緒論1.1本課題研究的目的和意義改革開放以來，隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，摩擦學(xué)在科學(xué)領(lǐng)域扮演的角色越來越重要。摩擦學(xué)的理論性不是很強(qiáng)，但是實踐性是非常強(qiáng)的，當(dāng)材料發(fā)生摩擦磨損行為時，我們就會用到摩擦磨損試驗機(jī)，主要是用它來測量材料摩擦?xí)r的各種參數(shù)。常見的摩擦磨損試驗機(jī)有以下五種：四球式、切入式、滾子式、盤銷式、往復(fù)式等。在近五十年以來，各個領(lǐng)域都得到了飛速的發(fā)展，尤其是機(jī)械、電氣和材料等領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域中，人們都開始逐漸意識到磨損的危害。為了更好的了解磨損機(jī)理，減輕磨損所帶來的危害，當(dāng)今世界各個國家的學(xué)者都開始進(jìn)行常溫下的摩擦磨損試驗，這推動了常溫下工作的試驗機(jī)的發(fā)展，由于高溫下的摩擦磨損試驗是非常少的，所以導(dǎo)致適用于高溫試驗的摩擦磨損試驗機(jī)的研究非常少。常見的摩擦磨損試驗機(jī)如圖1.1所示。圖1.1摩擦磨損試驗機(jī)世界上的第一臺摩擦磨損試驗機(jī)是在二十世紀(jì)一零年代發(fā)明的，試驗機(jī)的發(fā)展還是非?？斓?，現(xiàn)階段我們所知的摩擦磨損試驗機(jī)有幾百種不同的類型，可參考《摩擦磨損裝置》這本書。但是80%都是在常溫下工作的，即常溫磨損試驗機(jī)[1-2]。在二十世紀(jì)以來，摩擦磨損試驗機(jī)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但是它的研發(fā)主要依靠的還是企業(yè)的需求。就像最為少見的高溫摩擦磨損試驗機(jī)的研發(fā)，就是在企業(yè)需要對高溫材料進(jìn)行試驗的條件下研發(fā)的。對于70%的摩擦磨損試驗機(jī)來說，它們有幾個共同的特點價格高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這也從側(cè)面反映了摩擦磨損問題是不簡單的，并且進(jìn)行摩擦磨損試驗也是非常困難的。就摩擦磨損試驗而言，它的操作難度因試驗而異，它不僅可以揭釋摩擦現(xiàn)象的本質(zhì)，還可以得出各參數(shù)在不同工況下產(chǎn)生的影響，以便選擇符合條件的參數(shù)。該試驗可以應(yīng)用在多個方面，其中最常用的是確定影響摩擦以及磨損的要素，也可以用于探討摩擦機(jī)理以及對新發(fā)現(xiàn)的材料進(jìn)行潤滑劑、抗沖擊、耐磨的評定等。現(xiàn)階段有一個重要的課題就是怎樣更好的測得摩擦磨損過程中主要參數(shù)發(fā)生的變化，這一課題的難點是摩擦磨損現(xiàn)象復(fù)雜并且條件多樣。為了更好的確定和探索影響摩擦磨損性能的機(jī)理，我們必須密切關(guān)注摩擦學(xué)的研究以及加強(qiáng)摩擦磨損測試技術(shù)的學(xué)習(xí)。在我們生活的各個方面都存在摩擦磨損問題，例如航空、汽車、農(nóng)機(jī)、鐵道等。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，世界上主要的能量消耗發(fā)生在摩擦上，因此摩擦學(xué)是非常重要的。如果想有效的減少能量的消耗，最好的方式是采取合理的摩擦方案。對于機(jī)械零件來說，磨損和壓潰是最常見的失效形式。與壓潰相比，每年因為磨損而失效的零件是非常多的，對經(jīng)濟(jì)造成了很大的損失，根據(jù)最新統(tǒng)計，大約五分之四的機(jī)械零件失效是磨損造成的。隨著社會的飛速發(fā)展，機(jī)械設(shè)備不斷朝著高效、重載改變的方向發(fā)展，不斷成為全人類關(guān)注的問題，這將幫助人們進(jìn)一步深入研究機(jī)械磨損。1.2國內(nèi)外研究概況摩擦磨損試驗機(jī)的適用領(lǐng)域是非常廣泛的，最常見的是在機(jī)械領(lǐng)域。近些年來，全球的經(jīng)濟(jì)都在高速的發(fā)展，好多行業(yè)的發(fā)展都取到了前所未有的成功，摩擦磨損試驗機(jī)也變的越來越重要[3]?，F(xiàn)階段，在摩擦磨損試驗機(jī)行業(yè)，美國、意大利和英國依舊遙遙領(lǐng)先，我國處在中等偏上的位置。我國第一臺摩擦磨損試驗機(jī)是濟(jì)南的試金集團(tuán)發(fā)明的。早在二十世紀(jì)六五十年代，我國的石油行業(yè)就非常需要摩擦磨損試驗機(jī)，于是在1964年初，試金集團(tuán)研究出了全國第一臺MQ-12型四球摩擦試驗機(jī)，并于1965年開始大批量的生產(chǎn)。在此基礎(chǔ)上試金集團(tuán)于第二年研制出有一種摩擦磨損試驗機(jī)，型號為MM-200。試金集團(tuán)兩種試驗機(jī)的研發(fā)，很大程度上提高了我國的試驗機(jī)研發(fā)能力。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，又多了許多研究摩擦磨損試驗機(jī)的廠家，并且又研制出了許許多多高質(zhì)量的產(chǎn)品?，F(xiàn)階段，我國有許多可以研制出高質(zhì)量試驗機(jī)的企業(yè)，竟成測試技術(shù)有限公司就是其中之一，它研發(fā)了SFT-2M銷盤式摩擦磨損試驗機(jī)如圖1.2所示：圖1.2SFT-2M銷盤式摩擦磨損試驗機(jī)SFT-2M試驗機(jī)的研制，更加促進(jìn)了我國試驗機(jī)行業(yè)的發(fā)展，為銷盤式摩擦磨損試驗機(jī)的研發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。該裝置可以更加準(zhǔn)確的測得材料表面的磨損情況，也可以進(jìn)行摩擦副試驗進(jìn)而得出在不同摩擦方式下，材料的摩擦系數(shù)等各種參數(shù)。最大的特點是測量精度高。主要技術(shù)指標(biāo)如表1.1所示：表1.1SFT-2M銷盤式摩擦磨損試驗機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)項目名稱技術(shù)指標(biāo)載荷范圍1N～200N旋轉(zhuǎn)速度100～4500rpm樣品尺寸Φ8～Φ80mm0.5～30mm摩擦系數(shù)測量精度0.2％F樣品對偶尺寸Φ3～Φ6mm磨痕深度±1mm精度0.1μm除了該公司外，我國在該領(lǐng)域成熟的公司還有許多，例如思達(dá)測試技術(shù)有限公司，它研發(fā)了MME-2微機(jī)控制摩擦磨損試驗機(jī)。該摩擦磨損試驗機(jī)的用途是非常廣泛的，例如用于干摩擦等摩擦狀態(tài)、金屬和非金屬材料和模擬干摩擦等摩擦模擬試驗，該機(jī)的創(chuàng)新點是采用PLC進(jìn)行控制。微機(jī)控制摩擦磨損試驗機(jī)直接與電腦相連，可直接通過電腦觀察和記錄數(shù)據(jù)，并且各個參數(shù)也會在電腦屏幕上顯示。在實驗結(jié)束后可以輸出各種曲線，例如摩擦系數(shù)—時間曲線。該設(shè)備的特點是功能非常多，成本高，使用方便等。該機(jī)器不僅在國內(nèi)用的較多，在國外也很受歡迎。MME-2微機(jī)控制摩擦磨損試驗機(jī)如圖1.3所示，技術(shù)參數(shù)如表1.2所示。圖1.3MME-2微機(jī)控制摩擦磨損試驗機(jī)表1.2MME-2微機(jī)控制摩擦磨損試驗機(jī)技術(shù)參數(shù)項目名稱技術(shù)指標(biāo)最大試驗力2500N摩擦力矩測量范圍0～20N.m上、下試樣軸轉(zhuǎn)速0-600r/min試樣軸向最大移動距離±4mm試驗力相對誤差在10%以上，不超過±2%試驗力重復(fù)性相對誤差在10%以上，不超過2%摩擦力矩相對誤差在10%以上，不超過±2%摩擦力矩重復(fù)性相對誤差在10%以上，不超過2%溫度適用范圍25℃-60℃時間控制范圍1s-9999min轉(zhuǎn)數(shù)控制范圍1-99999999外形尺寸970×660×1100試驗機(jī)凈重約500kg以下是對于國外的一些成熟產(chǎn)品介紹：美國FALEX公司：經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)調(diào)研可知，該公式具有70多年的歷史并且它是一個專業(yè)制造摩擦磨損測試儀器的公司。該公司的生產(chǎn)范圍是非常廣泛的，無論是在機(jī)械、化工還是材料領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。迄今為止，該公司生產(chǎn)的最具影響力的摩擦磨損試驗機(jī)——四球法磨損實驗測定儀已經(jīng)在各個國家廣泛應(yīng)用，并被各國政府所認(rèn)同。四球法磨損磨損試驗機(jī)如圖1.4所示，技術(shù)參數(shù)如表1.3所示。圖1.4FALEX

四球法磨損實驗測定儀表1.3FALEX

四球法磨損實驗測定儀技術(shù)參數(shù)項目名稱技術(shù)指標(biāo)試驗負(fù)荷可變驅(qū)動四球試驗機(jī)，氣動可變負(fù)載最大到180kg標(biāo)準(zhǔn)四球試驗機(jī)，固定砝碼和機(jī)械桿，最大50kg試驗速度氣動連續(xù)可變驅(qū)動，60-3600rpm連續(xù)可調(diào)，可選1-10,000rpm速度轉(zhuǎn)換組件V形帶和滑輪驅(qū)動，提供三種速度選擇600,1200,1800rpm.溫度控制數(shù)字溫度控制環(huán)境溫度-232℃定時數(shù)字可編程定時器(1s-999h)測量F-1519：集成測壓元件和數(shù)字顯示摩擦力F-1520：手動測量環(huán)境固態(tài)或液態(tài)(潤滑油、潤滑脂,固態(tài)膜涂層等)可選外罩倉增強(qiáng)溫度控制精度可選壓力倉，最大壓力125psi尺寸168cmx91cmx81cm電源220V,50/60Hz、10A氣源80psi干燥空氣(F-1519)1.3發(fā)展趨勢隨著科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的人開始關(guān)注摩擦磨損技術(shù)，對于摩擦磨損試驗機(jī)來說，它主要有以下幾種發(fā)展趨勢：（1）更高程度的機(jī)電一體化：采用合適的電機(jī)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械調(diào)速系統(tǒng)。迄今為止，機(jī)電傳動系統(tǒng)已經(jīng)較為成熟，它的調(diào)速比非常高。用該系統(tǒng)可以完成多種運動形態(tài)，例如直線、擺動運動等。采用合適的電機(jī)帶動主軸，最大的優(yōu)點是簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)以及降低能量消耗；（2）添加微計算機(jī)：目前，微型計算機(jī)的性價比是非常高的，操作也很簡單，并且性能比較穩(wěn)定。微計算機(jī)可以用來控制試驗機(jī)，使數(shù)據(jù)采集更加準(zhǔn)確，并簡化試驗機(jī)的操作。（3）簡化試驗過程；（4）提高精度，減少試驗結(jié)果的偶然性和特殊性。1.4小結(jié)本次設(shè)計的摩擦磨損試驗機(jī)主要應(yīng)用在高溫高速的情況下，它的類型屬于銷盤式摩擦磨損試驗機(jī)。所設(shè)計的試驗機(jī)性能要求如下：（1）主軸轉(zhuǎn)速：，可實現(xiàn)無級調(diào)速；（2）工作溫度：攝氏度以下；（3）加載范圍：，采用的加載方式為砝碼加載；（4）樣品盤尺寸：直徑為，厚度不能超過。本次設(shè)計的摩擦磨損試驗機(jī)必須滿足性能要求。在本次設(shè)計中，首先進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計計算，然后對摩擦磨損試驗機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，最后用SolidWork畫出整個試驗機(jī)的三維結(jié)構(gòu)圖。2摩擦磨損試驗機(jī)的影響因素摩擦磨損試驗是研究材料磨損性能必不可少的試驗，進(jìn)行該試驗的原因是試驗機(jī)可以模擬出理想化的摩擦系統(tǒng)，可以更好的確定出參數(shù)。摩擦磨損試驗機(jī)的基本系統(tǒng)如圖2.1所示，它可以測量出載荷、速度、溫度、摩擦力和表面特征等參數(shù)。因此，在摩擦磨損試驗機(jī)的設(shè)計過程中，必須考慮它的設(shè)計目的和設(shè)計要求，并根據(jù)設(shè)計目的與要求進(jìn)行設(shè)計。它的構(gòu)思圖如圖2.1摩擦磨損試驗機(jī)的基本系統(tǒng)所示，它的運轉(zhuǎn)變量在工作時必須是可調(diào)的，至于選擇什么樣的參數(shù)要根據(jù)需求決定[4]。在下圖2.1中，1和2為摩擦元素，3為潤滑劑，4為氣氛。圖2.1摩擦磨損試驗機(jī)的基本系統(tǒng)2.1試驗條件的影響運動狀態(tài)影響：就摩擦磨損試驗而言，不同的運動狀態(tài)，對試驗結(jié)果的影響是不同的，其中摩擦副的結(jié)構(gòu)會嚴(yán)重影響摩擦磨損試驗的結(jié)果。但是在一般情況下，運動狀態(tài)和摩擦副結(jié)構(gòu)是不會發(fā)生變化的，然而也有一些特殊的情況，例如當(dāng)添加附件的時候可能會發(fā)生變化。添加附件的公司，最常見的是美國FALEX公司，該公司形成了許多摩擦副的形式。滾動、自旋、滑動和沖擊是常見的試驗機(jī)摩擦副。對摩擦磨損試驗機(jī)來說，對運動形式的要求精度是非常高的，需要考慮，對運動位置的精度要求很低，一般不予考慮。負(fù)荷的影響：負(fù)荷在摩擦磨損試驗機(jī)的工作過程中扮演了一個非常重要的角色。它與其它參數(shù)不同，它對精度的要求是非常高的，并且模擬時始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。為了獲得合適的負(fù)荷精度，在試驗時最常用的辦法是減少加載裝置中的阻力。在2018年的一項調(diào)查中，就試驗機(jī)的加載方式而言，經(jīng)常被使用的有電磁式、機(jī)械式、液壓式等。其中機(jī)械式的加載又可分為重物、杠桿、彈簧，除此之外還有一種不常見的方式是三者的組合。前兩者的加載系統(tǒng)具有許多優(yōu)點，例如機(jī)構(gòu)簡單，精度高，存在過載保護(hù)，然而它也存在缺點，最大的缺點是容易產(chǎn)生振動和沖擊。對于彈簧加載來說，它在加載過程中產(chǎn)生的振動是非常小的，它最大的缺點是精度低，很難實現(xiàn)負(fù)荷穩(wěn)定。難實現(xiàn)負(fù)荷穩(wěn)定還有另一種加載方式，叫做液壓式加載，該加載方式又可分為靜壓和動壓兩種。還有一種加載方式因成本較高而不常用，該種加載方式為電磁加載。恒比壓的影響：針對摩擦磨損試驗機(jī)來說，它的類型是非常多的，并且對恒比壓的要求也很高，難以實現(xiàn)。為了實現(xiàn)恒壓比，最常用的方法如下：對材料進(jìn)行磨損試驗時，保證它與磨盤的接觸面始終不變，這樣就可以確定恒壓比(如圖2.2所示)。圖2.2以摩擦副結(jié)構(gòu)保證恒圧比當(dāng)摩擦?xí)r接觸面積發(fā)生變化。在做試驗時接觸面積逐漸增大，此時要想實現(xiàn)恒壓比，最好的方法是按照一定規(guī)律增加負(fù)荷。理研一大越式高速磨損試驗機(jī)就運用到了這中方法的，它的原理圖如圖2.3所示。在2.3圖中裝置1為凸輪，裝置2為搖桿，裝置3為齒輪齒條，裝置4為彈簧，裝置5和裝置8為齒輪齒條，裝置6為旋轉(zhuǎn)圓環(huán)器件，裝置7為片狀試件。圖2.3理研一大越式高速磨損試驗機(jī)原理圖（c）為了保證恒壓比，在同一時間內(nèi)，記錄摩擦副的接觸面積，記錄摩擦副的實驗負(fù)荷，在記錄之后對各數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出負(fù)荷的大小，控制負(fù)荷，使它隨著接觸面積的變化而變化。該方式與前兩種方式相比，具有先進(jìn)可靠的優(yōu)點，但是也有操作復(fù)雜的缺點。造成這一缺點的主要原因是接觸面積很難測量。（4）滑動速度的影響：滑動速度是進(jìn)行摩擦磨損試驗時的關(guān)鍵參數(shù)，因此它對摩擦磨損具有很大的影響。該速度有兩個滑動方式，一個是單向滑動，另一個是雙向滑動。其中，雙向滑動又可分為擺動和往復(fù)式兩種。對于試驗機(jī)來說，它可以通過多種方式來實現(xiàn)擺動，常見的有機(jī)械和電機(jī)兩種。往復(fù)直線運動最簡單的是通過曲柄滑桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)的。本次所設(shè)計的機(jī)器速度要求是可調(diào)的，常見的調(diào)速方式有兩種，一種是有級調(diào)速，一種是無級調(diào)速，前者是通過改變齒輪轉(zhuǎn)速和帶輪轉(zhuǎn)速的比值實現(xiàn)的，而后者無級調(diào)速又可分為機(jī)械式和電機(jī)式兩種，其中電機(jī)式要比機(jī)械式的應(yīng)用范圍更廣，并且的它的速度更加穩(wěn)定，為了調(diào)節(jié)速度一般采用的控制方式為閉環(huán)控制。常見的有直流伺服電機(jī)，它的調(diào)速范圍很廣，最低可達(dá)到1.2r/min。（5）溫度的影響：溫度同運動狀態(tài)一樣對試驗的影響是很大的，對于一些特殊的材料來說，溫度是必須考慮的。在高溫環(huán)境下做實驗時，最常用的加熱方式是電阻絲加熱。因此，想制造一個高溫試驗機(jī)，我們就必須考慮它一些部件的隔熱問題，同時還要考慮材料的耐熱性等問題。同理，對于低溫試驗機(jī)來說，制冷需要使用適當(dāng)?shù)姆绞剑⑶乙ＷC零件能承受一定的低溫。（6）氣氛的影響：氣氛對摩擦磨損試驗機(jī)的影響是非常大的，控制氣氛主要是在做真空試驗時考慮的。在做真空試驗時，必須要對氣氛進(jìn)行控制。對于想調(diào)節(jié)濕度的摩擦磨損試驗機(jī)，現(xiàn)階段，應(yīng)用最多的方法是，選取一個可以有效密封的罩子，在罩子中放入適當(dāng)?shù)乃?，然后將它放在試驗機(jī)的摩擦副上。調(diào)節(jié)濕度還有另一種方法是添加一個濕度傳感器，用它來調(diào)節(jié)濕度。除此之外，一些用于特殊場合的試驗機(jī)，例如在真空條件下做試驗的試驗機(jī)，它對真空度的要求是非常高的。創(chuàng)造一個真空環(huán)境，可以使用的方法有許多，最常用的是用真空泵抽真空，但是要注意的是必須保證密封性良好。一些試驗機(jī)運用了磁力傳動的方式，很有效的提高了真空度。（7）試驗時間的影響：試驗時間的長短一般是由具體的試驗來決定的?，F(xiàn)階段來說，大多數(shù)的試驗機(jī)都不會安裝定時裝置，但是也有少部分的高校和研究所安裝該裝置，該裝置的工作原理是原理是通過控制動力源的大小來實現(xiàn)時間的控制，還有一些定時裝置的原理是通過調(diào)節(jié)摩擦力的極限來控制機(jī)器開關(guān)。定時裝置還有一個重要的作用是過載保護(hù)。2.2試驗負(fù)荷的影響對于負(fù)荷來說，不同的負(fù)荷產(chǎn)生的影響是不同的，所以是必須考慮的。加載方式也可以影響負(fù)荷的測量，不同的加載方式隨負(fù)荷的變化而變化。Timken試驗機(jī)是機(jī)械式杠桿一砧碼加載的，它主要是通過所加的砝碼來確定負(fù)載的。機(jī)械式彈簧加載最常見的試驗機(jī)是AMSLER試驗機(jī)，它測量負(fù)荷時靠彈簧的形變得出的。液壓加載最常見的試驗機(jī)MQ-800型四球式摩擦試驗機(jī)，是通過換算油缸的壓力得到負(fù)荷的數(shù)值。除了上述幾種方式之外，用負(fù)荷傳感器測量負(fù)荷是最輕松的一種測量方式，為了較少測量誤差，一般都將負(fù)荷傳感器安裝在摩擦副附近。摩擦力的影響：在進(jìn)行摩擦磨損實驗時，試驗過程中只需要測量摩擦力的大小而不需要測量摩擦系數(shù)。這么做的一個原因是與摩擦系數(shù)相比，摩擦力更容易測量。在測得摩擦力后，根據(jù)公式，就可以得出摩擦系數(shù)，其中P為負(fù)荷。同理，也可以已知摩擦系數(shù)確定摩擦力。測量摩擦力有兩種方法，一種是用彈簧等彈性元件來測量，然后按彈簧的計算公式算出力的大小，另一種是側(cè)量軸的扭矩。當(dāng)采用第一種方法測量F時，由于法向力是固件運動時必然產(chǎn)生的，所以應(yīng)該盡量較少摩擦力，這樣可以增加摩擦力的測量精度。當(dāng)提到摩擦力，就不得不提摩擦扭矩，一般來說摩擦扭矩都是用傳感器來測量的，該傳感器可以安裝在靜軸或動軸上。對于動軸和靜軸來說，要想測得摩擦力，首先要確定傳感器能輸出信號。當(dāng)對摩擦扭矩進(jìn)行測量時，一般是將扭矩轉(zhuǎn)換成拉壓力來進(jìn)行測量（見圖2.4），但是這樣測量的誤差比較大，當(dāng)超過允許值時不能使用。圖2.4將摩擦扭矩轉(zhuǎn)化成拉力或壓力的測量速度的影響：在進(jìn)行摩擦磨損試驗時，能否避免試驗結(jié)果具有偶然性和特殊性，主要是由每次試驗的儀器工作狀態(tài)是否始終保持不變決定的。測量速度，現(xiàn)在常用的是西德公司的SRV型試驗機(jī)。測溫方法的影響：工作環(huán)境溫度、室內(nèi)溫度、潤滑油溫度和摩擦副表面溫度，都是做摩擦磨損試驗時必須測量的溫度，在這些溫度中，摩擦副表面溫度是非常難測量的，主要原因是它在里面。紅外線測溫法和電偶測溫法都是經(jīng)常應(yīng)用在試驗機(jī)上的測溫方法，這兩種方法有一個共同的特點是它們測得的都是接近值，造成這一現(xiàn)象的原因是電偶只能安裝在摩擦副的附近，只能測得它附近的溫度，對于減小測量誤差，最好的方法是修正測量結(jié)果。測量誤差最小的方法是自然熱電偶法，該方法基本可以準(zhǔn)確的測得摩擦副表面的溫度，它的原理是將待測件組合成熱電偶的一部分，但是該方法也有缺點，最大的缺點是可能會受到潤滑油的影響，導(dǎo)致潤滑油進(jìn)入電偶使測量裝置損壞，所以該方法不常用。（4）磨損量的影響：現(xiàn)階段，測量磨損量還是很困難的。以前，最常用的測量方法是將待測件卸下，然后手動測量磨痕?，F(xiàn)在，常用的方法是電測法，即根據(jù)試驗中測得摩擦副的相對位移，完成磨損量的在線監(jiān)控。3試驗機(jī)的設(shè)計分析3.1試驗機(jī)的整體分析根據(jù)第二章所述的內(nèi)容可以很容易的確定摩擦磨損試驗機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由主傳動、加載、摩擦盤夾持、摩擦銷軸向和徑向進(jìn)給、加熱及冷卻系統(tǒng)等系統(tǒng)組成。對這些系統(tǒng)進(jìn)行組合可得到不同的整體設(shè)計方案，然后對各個方案進(jìn)行分析，最后選擇合適的方案。3.2設(shè)計方案的制定通過對試驗機(jī)的整體分析，以及各個系統(tǒng)的組合設(shè)計，可得出如下四種設(shè)計方案：一、設(shè)計方案一設(shè)計方案一的方案圖如圖3.1所示：圖3.1設(shè)計方案一設(shè)計方案一各部分的組成：主傳動系統(tǒng)：方案一的主傳動系統(tǒng)為圖3.1方框中的部分。該部分的工作原理為電機(jī)帶動齒輪轉(zhuǎn)動，然后齒輪間進(jìn)行齒輪傳動，再然后齒輪帶動主軸轉(zhuǎn)動，最后主軸帶動摩擦盤旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)磨損工件的作用。摩擦盤夾持系統(tǒng)：摩擦盤夾持系統(tǒng)如圖3.1中虛框部分。夾持器是與主軸相連的，在主軸的作用下而運動。本次設(shè)計的夾持器為通用的。加載系統(tǒng)：伺服控制連續(xù)加載。摩擦銷軸向和徑向進(jìn)給系統(tǒng)：軸向進(jìn)給是通過絲杠螺母之間的相互作用實現(xiàn)的。摩擦銷的軸向移動，是依靠步進(jìn)電機(jī)和編碼器帶動的。徑向進(jìn)給是通過調(diào)節(jié)手輪實現(xiàn)的。加熱及冷卻系統(tǒng)：因為加熱處溫度較高，所以應(yīng)在加熱爐處添加隔熱層，隔熱層材料應(yīng)采用石棉。二、設(shè)計方案二設(shè)計方案二的方案如圖3.2所示：圖3.2設(shè)計方案二設(shè)計方案二各部分的組成：主傳動系統(tǒng)：方案二的主傳動系統(tǒng)為圖3.2方框中的部分。工作原理為電機(jī)帶動主軸轉(zhuǎn)動，然后主軸帶動摩擦盤轉(zhuǎn)動，進(jìn)而實現(xiàn)摩擦工件的作用。摩擦盤夾持系統(tǒng)：摩擦盤夾持系統(tǒng)如圖3.2雙實線框所示，基本與方案一相同，但它不是通用的。加載系統(tǒng)：彈簧加載。摩擦銷軸向和徑向進(jìn)給系統(tǒng)：徑向進(jìn)給主要是通過調(diào)整手輪來實現(xiàn)的，手輪轉(zhuǎn)動，絲杠也會運動，進(jìn)而實現(xiàn)摩擦銷的徑向進(jìn)給。對于實現(xiàn)摩擦銷的軸向移動，它也是絲杠旋轉(zhuǎn)帶動的，而此時是依靠步進(jìn)電機(jī)和編碼器帶動的。加熱及冷卻系統(tǒng)：加熱爐處的設(shè)計基本與方案一相同，不同的是，為了冷卻主軸，在主軸的外部包裹了一層銅管，用銅管做冷卻管，并在銅管中加入冷卻用的冷卻水。三、設(shè)計方案三圖3.3是設(shè)計方案三的方案圖：圖3.3設(shè)計方案三設(shè)計方案三各部分的組成：主傳動系統(tǒng)：主傳動系統(tǒng)如圖3.3實線框部分所示。該原理為電機(jī)帶動帶輪轉(zhuǎn)動，然后通過傳送帶帶動主軸轉(zhuǎn)動，最后主軸帶動摩擦盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實現(xiàn)摩擦工件的作用。摩擦盤夾持系統(tǒng)：摩擦盤夾持系統(tǒng)如圖3.3雙虛線部分所示。基本同方案一一致，也是通用的。加載系統(tǒng)：彈簧加載。摩擦銷軸向和徑向進(jìn)給系統(tǒng)：本方案中絲杠的旋轉(zhuǎn)是通過電機(jī)和編碼器控制的，為了更好的使銷子軸向運動，可通過改變橫梁的豎直位置來實現(xiàn)；絲杠由手輪和分度盤旋轉(zhuǎn)帶動，二者均是手動帶動的，銷沿摩擦盤的軸向進(jìn)給，可通過絲杠螺母相互運動實現(xiàn)。加熱及冷卻系統(tǒng)：因為加熱處溫度較高，所以在加熱爐處添加了石棉隔熱層。四、設(shè)計方案四圖3.4是設(shè)計方案四的方案圖：圖3.4設(shè)計方案四設(shè)計方案四各部分的組成：主傳動系統(tǒng)：主傳動系統(tǒng)如圖3.4實線框所示，它的工作原理與方案三相同。摩擦盤夾持系統(tǒng)：摩擦盤夾持系統(tǒng)如圖3.2雙虛線框所示，它的結(jié)構(gòu)與方案三相同。加載系統(tǒng)：砝碼加載。摩擦銷軸向和徑向進(jìn)給系統(tǒng)：本次設(shè)計中電機(jī)和編碼器的作用是控制絲杠的旋轉(zhuǎn)，為了更好的使銷子軸向運動，可通過改變橫梁的豎直位置來實現(xiàn)；絲杠由手輪和分度盤旋轉(zhuǎn)帶動，二者均是手動帶動的，銷沿摩擦盤的軸向進(jìn)給，可通過絲杠螺母相互運動實現(xiàn)。加熱及冷卻系統(tǒng)：因為加熱處溫度較高，所以應(yīng)在加熱爐處添加隔熱層，采用的隔熱層材料為石棉。3.3方案分析現(xiàn)對四個方案進(jìn)行比較。方案一采用的傳動方式為齒輪傳動，它的好處是安裝精度低且傳動比恒定，并可以使電機(jī)不至于因為過載而損壞。齒輪傳動也有缺點，例如噪音大等，噪音主要是由機(jī)器零件碰撞產(chǎn)生振動而引起的，對于齒輪傳動來說，在劇烈震動的情況下可能會影響試驗機(jī)的精度。該方案主軸處沒有冷卻裝置，在主軸長時間工作的情況下，可能會導(dǎo)致溫度升高，導(dǎo)致主軸發(fā)生彎曲變形甚至折斷。主軸的彎曲變形會產(chǎn)生很大的影響，不僅會降低試驗機(jī)的使用壽命，也會降低它的測量精度。采用的加載是伺服控制連續(xù)加載，它最大的好處是精確度高，但是它也有許多缺點，例如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。摩擦銷徑向運動是手輪和分度盤作用的結(jié)果，該方式雖然結(jié)果簡單，但是橫梁的剛性不好，會造成較大的誤差。絲杠螺母的運動是由電機(jī)帶動的，該種方式經(jīng)濟(jì)性要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且測量精度不太高。方案二傳動方式為電機(jī)通過連軸器帶動主軸旋轉(zhuǎn)，該方案最大的特點是結(jié)構(gòu)簡單、抗震性好。當(dāng)電機(jī)帶動主軸轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生一定的熱量損失，所以該試驗機(jī)效率不高。為了減少熱量損失，故可在主軸處安裝了冷卻裝置。由于主軸有熱量損失，所以冷卻管的作用不是很明顯，并且維護(hù)也是很困難的。摩擦盤與主軸上端的連接采用的是螺栓連接，故要在摩擦盤的中心打一個孔，打孔后摩擦盤的運動穩(wěn)定性不易保證，剛度也會降低很多，并且不是什么材料都能在中間打孔的，例如陶瓷等脆性材料。加載系統(tǒng)采用彈簧加載，該系統(tǒng)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，缺點是測量精度不高，造成這一缺點的原因是彈簧自身的性質(zhì)，它易受環(huán)境的干擾。摩擦銷徑向運動是手輪和分度盤作用的結(jié)果，該方式雖然結(jié)果簡單，但是橫梁的剛性不好，會造成較大的誤差。絲杠螺母的運動是由電機(jī)帶動的，該種方式經(jīng)濟(jì)性要求高，并且測量精度不太高。方案三采用的傳動方式是帶傳動，它是由電機(jī)帶動的。該傳動的優(yōu)點是基本沒有噪音、可以過載保護(hù)且傳動平穩(wěn)等。但是帶傳動也有許多缺陷，例如彈性滑動和打滑，其中彈性滑動是帶的一種性質(zhì)是必然發(fā)生的，不可避免的，而打滑是帶傳動的失效形式，因此帶傳動的傳動效率不高且不能保持準(zhǔn)確的傳動比。本方案的摩擦盤夾持器由于是特制的，所以它的適用范圍是比較廣的。加載系統(tǒng)采用彈簧加載，該系統(tǒng)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，缺點是測量精度不高，造成這一缺點的原因是彈簧自身的性質(zhì)，它易受環(huán)境的干擾。通過調(diào)整手輪和分度盤可以有效的控制摩擦銷的軸向位移，該方式最大的缺點是效率低。摩擦銷的軸向位移是靠電機(jī)控制的，它最大的缺點是不方便維修。方案四采用電機(jī)通過同步帶帶動主軸。該傳動方式的特點是噪聲低、可過載保護(hù)等。基本滿足方案三傳動的一切優(yōu)點，與方案三最大的區(qū)別是同步帶傳動不會出現(xiàn)打滑，因此它的傳動效率比較高并且傳動比穩(wěn)定，可使主軸保持一定的速度轉(zhuǎn)動。該方案中電機(jī)帶動主軸轉(zhuǎn)動的過程中熱影響是非常小的，采用特制的摩擦盤夾持器不僅擴(kuò)大了試驗機(jī)的適用范圍，也使試驗機(jī)的結(jié)構(gòu)更加完整。采用的加載系統(tǒng)為砝碼加載，它的主要特點是準(zhǔn)確度高、結(jié)構(gòu)簡單等。橫梁和立柱是相對靜止的，二者可以繞軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，所以測量準(zhǔn)確、操作穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單和效率高是系統(tǒng)最大的優(yōu)點。用手輪和分度盤控制橫梁和立柱的整體位移，可以更加準(zhǔn)確的控制銷沿盤的徑向位移，所以精度高。綜上所述，選擇設(shè)計方案四為設(shè)計方案。因為該方案具有結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)性好，精度高等特點，其它方案沒有方案四好。4摩擦磨損試驗機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)計算4.1試驗機(jī)的主要性能指標(biāo)的確定查找摩擦磨損試驗機(jī)的相關(guān)資料，結(jié)合設(shè)計要求，確定出摩擦磨損試驗機(jī)的性能指標(biāo)如下[5]：（1）主軸轉(zhuǎn)速：，可實現(xiàn)無級調(diào)速；（2）工作溫度：攝氏度以下；（3）加載范圍：，采用的加載方式為砝碼加載；（4）樣品盤尺寸：直徑為，厚度不能超過。4.2試驗機(jī)的主傳動系統(tǒng)的相關(guān)計算設(shè)計試驗機(jī)的傳動路線為：變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)→同步帶和帶輪→主軸→摩擦盤夾持器→摩擦盤[6-8]，摩擦磨損試驗機(jī)的調(diào)速為無級調(diào)速，選擇的電機(jī)為三相異步交流電動機(jī)。4.2.1電機(jī)選擇設(shè)摩擦盤和摩擦銷之間的動摩擦系數(shù)為，所以摩擦產(chǎn)生的最大功率的公式為：（4-1）式中：是摩擦產(chǎn)生的最大功率（Kw）；是相互作用力（N）；是相對運動速度（m/s）；是滑動摩擦系數(shù)；是正壓力（N）；是摩擦力作用電相對旋轉(zhuǎn)軸的距離（m）；同步帶的傳動效率：滾動軸承的傳動效率：則總傳動效率：電動機(jī)的輸出功率公式為：（4-2）故為保證電動機(jī)可以達(dá)到工作功率，現(xiàn)取負(fù)荷率為0.85。所以電機(jī)的功率為：。根據(jù)電機(jī)的功率，選擇YVF80M2-4(摘自JB/T7118-2004)的電機(jī)，該電機(jī)的各參數(shù)如表4.1所示，電機(jī)的安裝尺寸及公差如表4.2所示，電機(jī)的外形尺寸如表4.3所示，電機(jī)的外形圖如圖4.1所示，安裝尺寸圖如圖4.2所示[9]。表4.1YVF80M2-4型電機(jī)參數(shù)表序號1234參數(shù)額定功率（）額定轉(zhuǎn)矩（）同步轉(zhuǎn)速（）電機(jī)軸直徑（）數(shù)值0.754.5139019圖4.1YVF80M2-4電機(jī)的外形圖圖4.2YVF80M2-4電機(jī)的安裝尺寸圖綜上所述，經(jīng)過上述的設(shè)計計算，為滿足設(shè)計的要求，本次設(shè)計選擇的電動機(jī)為YVF80M2-4型電動機(jī)。表4.2YVF80M2-4電機(jī)的安裝尺寸及公差表安裝尺寸及公差型號AA/2BCDEFG機(jī)座號級數(shù)基本尺寸極限偏差基本尺寸基本尺寸基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差80M212562.5±0.510050±1.519±0.00940±0.316±0.035.5±0.1表4.2YVF80M2-4電機(jī)的安裝尺寸及公差表（續(xù)表）安裝尺寸及公差HKMNPRST孔數(shù)基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差位置度公差基本尺寸基本尺寸極限偏差基本尺寸基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差位置度公差基本尺寸極限偏差凸緣孔數(shù)80±0.510±0.36φ1.0165130±0.0142000±1.512±0.43φ1.03.5±0.124表4.3YVF80M2-4電機(jī)的外形尺寸表序號12345位置ABACADHDL尺寸1651751452203704.2.2同步帶傳動的計算1、功率計算：(4-3)式中：是同步帶傳動的工況系數(shù)，取1.40；2、選擇帶型和節(jié)距：根據(jù)計算功率和，選擇L型同步帶。齒形如圖所示（圖4.3），各參數(shù)如下[10]：周節(jié)制其節(jié)距：；齒形角:40;齒根厚s:4.65mm;齒高:1.91mm;帶高:3.6mm;齒根圓角半徑:0.51mm;齒頂圓角半徑:0.51mm;圖4.3齒形圖3、小帶輪齒數(shù)：根據(jù)國標(biāo)(JB/T7512.2-1994)[11]，查取，因為，所以根據(jù)設(shè)計方案?。恍л喒?jié)圓直徑：小帶輪直徑的計算公式如下：（4-4）可按上述公式（4-4）計算，可查得出小帶輪直徑為。5、大帶輪齒數(shù)：根據(jù)設(shè)計方案四可知，帶傳動為同步帶傳動。同步帶傳動過程中，速度不發(fā)生變化，因此兩帶輪的齒數(shù)相等都為25。6、大帶輪節(jié)圓直徑：由公式（4-4）可以得出大帶輪節(jié)圓直徑為：帶速計算：帶速的計算公式如下：（4-5）通常L型，則符合要求。8、初定軸間距：根據(jù)機(jī)械手冊知，軸間距公式如下[12]：（4-6）即，取。9、計算帶長及齒數(shù)：帶長的計算公式為：（4-7）查機(jī)械設(shè)計手冊得，齒數(shù)；10、實際軸間距計算：實際軸間距計算分為兩種情況，軸間距可調(diào)整時：（4-8）軸間距不可調(diào)時：（4-9）（4-10）根據(jù)設(shè)計要求，軸間距是可調(diào)的，則小帶輪嚙合齒數(shù)：小帶輪嚙合齒數(shù)的計算公式為：（4-11）小帶輪的嚙合齒數(shù)為：基本額定功率：基本額定功率的計算公式為：（4-12）式中：—寬度為的帶的需用工作拉力（N），查機(jī)械手冊[13]；—寬度為的帶單位長度的質(zhì)量（kg/m），查機(jī)械手冊；基本額定功率是各帶型基準(zhǔn)寬度的額定功率，(摘自GB/T11362-1989)。則計算帶寬：同步帶寬度的計算公式為：（4-13）式中：—嚙合齒數(shù)系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計手冊；應(yīng)按表4.4選取標(biāo)準(zhǔn)值，一般小于；式中：。按照以上設(shè)計要求要求，可以確定公稱帶寬12.7mm，代號050。、作用在軸上的力：徑向力的計算公式為：（4-14）則帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸：圖4.4直邊齒帶輪的尺寸和公差直邊齒帶輪的尺寸和公差圖如圖4.4所示。根據(jù)直邊齒帶輪的尺寸和公差(摘自GB/T11361-1989)[14-15]，可以查得：齒槽底寬:3.05±0.10；齒高:2.67(0，-0.10)；槽半角φ±1.5°:20；齒根圓角半徑:1.19；齒頂圓角半徑:1.17(+0.13，0)；節(jié)頂距:0.762；外圓直徑:；外圓節(jié)距:(z—帶輪齒數(shù))；根圓直徑:；4.2.3主軸計算1、轉(zhuǎn)矩計算：綜上所述，可以得出，則轉(zhuǎn)矩為：2、軸的最小直徑計算：軸的最小直徑計算公式為：（4-15）主軸的材料選擇為，查設(shè)計手冊可得，[16]。則，取即主軸上直徑最小處：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：（1）按照設(shè)計要求確定軸的各段直徑和長度，如圖4.5所示。圖4.5主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）擬定軸上的零件裝配方案，見圖4.6所示。圖4.6軸上零件的裝配方案1）為了滿足帶輪的尺寸要求，。2）擬定軸承。對于設(shè)計的試驗機(jī)來說，它的軸承須同時承受兩個力的作用，既軸向力和徑向力。故本次設(shè)計選擇深溝球軸承和推力球軸承。所選推力球軸承的型號為51206，軸承尺寸為；所選深溝球軸承型號為6206，軸承尺寸為。綜上所述，取，。3）根據(jù)結(jié)構(gòu)要求擬定，；，EQ；，；，。（3）軸的強(qiáng)度校核。按鈕局強(qiáng)度條件計算，公式如下（4-16）已知，則。根據(jù)設(shè)計軸的最小直徑為，EQ，故軸符合要求。4.2.4主軸上鍵的強(qiáng)度校核在本次設(shè)計中，鍵所在軸段處的直徑為24毫米。根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊，可以選出鍵的尺寸為。普通平鍵連接的強(qiáng)度計算公式為[17-19]：(4-17)式中：是軸的直徑；是鍵的工作長度，；是鍵的高度；是許用壓力；鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，；傳遞的轉(zhuǎn)矩，取，，；則故鍵符合要求。4.2.5橫梁的強(qiáng)度校核對于橫梁來說，它在試驗機(jī)中的地位是不可替代的，所以需對其進(jìn)行強(qiáng)度校核。但是再本試驗機(jī)中，它所需承受的力最大僅為20N，所以不需對它進(jìn)行強(qiáng)度校核，只需讓它有足夠的強(qiáng)度和剛度即可。4.2.6絲杠螺母副的相關(guān)計算摩擦銷沿摩擦盤的軸向運動和徑向運動，是依靠絲杠螺母副的傳遞運動實現(xiàn)的。但是它傳遞的力是比較小的，所以一般情況下可以忽略不計。故不需對其進(jìn)行強(qiáng)度校核，只需做結(jié)構(gòu)設(shè)計。螺母沿軸向移動的距離的公式為：（4-18）式中：是螺桿轉(zhuǎn)角，rad；是導(dǎo)程，mm；是螺距，mm；是螺紋線數(shù)；本次設(shè)計?。唤z杠帶著摩擦銷運動，摩擦銷可移動40mm，因為二者之間有一定的空隙，所以取螺紋長度；此處設(shè)計為手輪轉(zhuǎn)動8圈，螺紋移動40mm，即：螺紋移動的設(shè)計公式為：（4-19）即；由此可知：。螺紋中徑的計算公式為：（4-20）式中：是螺母形式參數(shù)，如果是整體式的螺母，一般取，對于分體式螺母，一般?。皇锹菁y副許用壓強(qiáng)，；在本次設(shè)計中取，；將數(shù)據(jù)帶入可得：故有由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，取：；絲桿公稱直徑，小徑：；螺母高度：；絲桿旋動圈數(shù)：；基本牙型高度：；工作強(qiáng)度：；故工作壓強(qiáng)滿足要求。為了保證自鎖，螺紋升角:；螺紋牙根部的寬度：。4.2.7軸承的校核軸承是機(jī)器必不可少的一個零件，因為它所需要承受軸上的力，所以必須對其進(jìn)行校核。在本次設(shè)計中絲杠和橫梁處的軸承、主軸和絲杠處都用到了軸承。其中前者由于只是起到支撐作用，所以可以忽略它受到的力，二者的轉(zhuǎn)速是比較低的，甚至比軸承的極限轉(zhuǎn)速低很多。所以軸承的設(shè)計要求很容易達(dá)到，并且軸承校核不必進(jìn)行。所以只對主軸上的軸承進(jìn)行校核，主軸上的軸承又包括深溝球和推力球軸承兩種[20-21]。一、深溝球軸承壽命校核1、根據(jù)主軸結(jié)構(gòu)，可得出：；由帶輪計算可知：；；；則：；EQ；；由可查機(jī)械設(shè)計手冊得出，深溝球軸承值最小為0.22，可以得出此式：2、初步計算當(dāng)量動載荷P，公式如下：（4-21）查機(jī)械設(shè)計得，??；；；則。3、求軸承應(yīng)有的基本額定動載荷，公式如下：（4-22）則4、演算軸承壽命，軸承壽命公式如下：（4-23）則。故符合設(shè)計要求。推力球軸承壽命校核1、根據(jù)主軸結(jié)構(gòu)，可得出：；由帶輪計算可知：；；；則：；EQ；；由可查機(jī)械設(shè)計手冊得出，推力球承值最小為0.18，可以得出此時：2、初步計算當(dāng)量動載荷P，公式如下：（4-21）查機(jī)械設(shè)計得，??；；；則。3、求軸承應(yīng)有的基本額定動載荷，公式如下：（4-22）則4、演算軸承壽命，軸承壽命公式如下：（4-23）則。故該軸承符合設(shè)計要求。5摩擦磨損試驗機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1磨損試驗機(jī)的整體結(jié)構(gòu)摩擦磨損試驗機(jī)的外觀效果圖用SolidWork畫出，其三視圖如圖5.1、5.2、5.3所示。圖5.1裝配圖（正視圖）圖5.2裝配圖（左視圖）圖5.3裝配圖（俯視圖）5.2箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)箱體的設(shè)計計算，可以得出它的各個尺寸，故可設(shè)計出箱體的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)圖如圖5.4所示。圖5.4箱體結(jié)構(gòu)圖5.3橫梁的設(shè)計在設(shè)計橫梁時，必須要選擇一個合適的杠桿，該杠桿的倔強(qiáng)系數(shù)不能太低。除此之外，還應(yīng)選擇一個幾乎沒有摩擦的傳感器，當(dāng)摩擦盤轉(zhuǎn)動時，杠桿會發(fā)生一定的變形，該變形程度會被線性差分位移傳感器檢測出來，因此根據(jù)檢測值，可以計算出摩擦力的數(shù)值。在知道摩擦力的大小之后，根據(jù)材料的損失量可以計算出摩擦系數(shù)。橫梁的結(jié)構(gòu)圖如圖5.5所示[22-23]。圖5.5橫梁的結(jié)構(gòu)圖本次設(shè)計在橫梁的兩側(cè)添加了位移傳感器，該傳感器是線性差分的。根據(jù)橫梁材料的性質(zhì)，當(dāng)它受到摩擦銷的作用力時，會產(chǎn)生一定的變形，通過橫梁的變形，位移傳感器就能計算出它所受力的大小。為了提高位移傳感器的靈敏度和測量精度，故在橫梁的兩個臂上開了凹槽；在橫梁的兩側(cè)還設(shè)計了一個凸起，該凸起距離支架的長度為5mm，它的主要作用是可以有效的將杠桿與其上的零件分開，因此它可以提高位移傳感器的測量精度。橫梁右端的孔與摩擦銷的配合采用過渡配合，該種配合方式可以更好的保證二者之間的連接，不僅保證了位置精度，也大大減小了銷在豎直方向上的摩擦力。因此在加載過程中，摩擦力對測量精度的影響是非常小的，測量精度是比較高的。5.4支架的設(shè)計支架對任何機(jī)器設(shè)備來說都是必不可少的，本次設(shè)計的摩擦磨損試驗機(jī)的機(jī)架有三種形式，雖然形式不同，但它們有一個共同的特點是受的力小。所以在設(shè)計支架的過程中，只需要讓它滿足結(jié)構(gòu)的要求，而不需要考慮力的要求[24]。對與絲杠相連的機(jī)架進(jìn)行分析，該機(jī)架為滑動機(jī)架。絲杠如圖5.6所示。它的主要作用就像一個轉(zhuǎn)動軸，當(dāng)橫梁轉(zhuǎn)動時，它可以調(diào)節(jié)它與絲杠的配合，進(jìn)而來實現(xiàn)銷沿摩擦盤的經(jīng)向移動。為了防止起支撐作用的橫梁發(fā)生側(cè)翻，故在支架上添加了一根橫桿。與絲杠相連的移動支架結(jié)構(gòu)圖如圖5.7所示。圖5.6絲杠結(jié)構(gòu)圖圖5.7與絲杠相連的移動支架結(jié)構(gòu)圖5.5摩擦盤夾持器的設(shè)計對于摩擦盤的設(shè)計來說，它的尺寸是比較小的，并且對于不同的材料，它的加工方式是不同的。例如使用脆性材料的摩擦盤，在摩擦盤上鉆中心孔是困難的，故需要專用的摩擦盤夾持器摩擦盤夾持器在工作時，是隨著需著主軸一起運動的，故需要考慮它的連接方式，本次設(shè)計采用螺紋副將其和主軸固定。為了使摩擦盤夾持器的使用范圍更廣，最好的辦法是在摩擦盤下面加一個墊片，墊片的直徑應(yīng)和摩擦盤的相同，并且厚度是可調(diào)節(jié)的。對于可轉(zhuǎn)位車刀刀片這種尺寸小、形狀特殊的試件，一般采用的摩擦盤夾持器為特制的鎳合金盤型夾具[25]。5.6摩擦銷的結(jié)構(gòu)設(shè)計本次設(shè)計的摩擦磨損試驗機(jī)它的工作環(huán)境主要是高溫，適用于高溫條件下工作的測試球的常見尺寸有1.5mm、3mm、6mm、10mm，以上均為球的直徑。對于不同尺寸的摩擦球來說，需要根據(jù)不同直徑的球來選擇不同尺寸的夾持器。夾持器的結(jié)構(gòu)設(shè)計為，中間為空結(jié)構(gòu)，后面為螺紋機(jī)構(gòu)。這種設(shè)計方式可以更好的加緊待測件，并且操作簡單，不需要將待測件手動調(diào)緊，只需將它放入后端，然后通過零件夾緊即可。針對熱脹冷縮的原理，在夾具的中心處添加一根微型彈簧，這樣可以保證測試件始終被夾緊。夾持器結(jié)構(gòu)圖如圖5.8所示。圖5.8夾持器結(jié)構(gòu)圖結(jié)論通過以上分析，本次設(shè)計的摩擦磨損試驗機(jī)可以有效測得待測件的各個參數(shù)，方便最優(yōu)參數(shù)的選擇以及方便摩擦試驗的進(jìn)行。該摩擦磨損機(jī)雖然主要是用來進(jìn)行實驗室試驗，但它可以應(yīng)用在各個領(lǐng)域，極大的推動了科研事業(yè)的發(fā)展。本文介紹了摩擦磨損試驗機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)，并根據(jù)摩擦磨損試驗機(jī)的性能參數(shù)設(shè)計了機(jī)器。介紹了本課題的研究意義和目的；闡述了摩擦磨損試驗機(jī)的影響因數(shù)；列出了多種設(shè)計方案，并選擇了最優(yōu)的設(shè)計方案；進(jìn)行了試驗機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)部分相關(guān)的設(shè)計計算；完成了摩擦磨損試驗機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計使機(jī)械結(jié)構(gòu)更加合理。本次設(shè)計完全符合實際生產(chǎn)的要求，不僅有經(jīng)濟(jì)性好，結(jié)構(gòu)簡單等特點，而且精度也非常高，可以實現(xiàn)多種功能。但是該設(shè)計也有許多不足，電氣控制系統(tǒng)還需要進(jìn)一步補(bǔ)充。最后用SolidWork畫出零件圖，并完成摩擦磨損試驗機(jī)的裝配圖。參考文獻(xiàn)[1]武文忠,郝建東,蘇俊義.高溫磨損試驗機(jī)的研制[J].工程與試驗,2002,42(1,2)：15-17[2]王紅梅,曲慶文.摩擦學(xué)設(shè)計的發(fā)展與探究[J].農(nóng)機(jī)化研究,2002,2(2)：38-42[3]桂長林,沈健.摩擦磨損試驗機(jī)設(shè)計的基礎(chǔ)[J].固體潤滑,1990,10(2),120-136[4]楊學(xué)軍,趙浩峰,趙昕月.高溫銷盤磨損試驗機(jī)的研制[J].太原理工大學(xué)學(xué)報,2005,36(4)：477-479[5]李霞,許志慶,楊永.高速摩擦磨損試驗機(jī)的總體設(shè)計[J].中國儀器儀表,2003,10(1)：19-21[6]桑可正,金志浩.MPX—2000型盤銷式摩擦磨損試驗機(jī)的改裝[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),1999,18(3)：470-471[7]何國仁,曾漢民,楊桂成.高溫摩擦磨損試驗機(jī)的研制[J].試驗技術(shù)與試驗機(jī),1991,31(5)：11-16[8]王斌,蔡興旺.一種摩擦磨損試驗機(jī)的設(shè)計[J].農(nóng)機(jī)化研究.2003,00(4)：118-119[9]馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.1：36-45[10]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊（單行本）機(jī)械傳動[M],第5版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1：15-17[11]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊（單行本）機(jī)械工程材料[M],第5版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1：8-13[12]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊（單行本）減（變）速器&電機(jī)與電氣[M],第5版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1：25-36[13]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊（單行本）連接與緊固[M],第5版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1：18-25[14]濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計[M]，第9版.北京：高等教育出版社,2013.05：176-185[15]李凱嶺,宋強(qiáng).機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]，第2版.濟(jì)南：山東科技出版社,2005.9：85-96[16]焦永和,董國耀.機(jī)械制圖[M],第4版.北京：北京理工大學(xué)出版社,2001.7：125-130[17]周良德,朱泗芳.現(xiàn)代工程圖學(xué)[M]，第2版.湖南：湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2000.6：38-45[18]羅迎社.材料力學(xué)[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社,2004.6：20-25[19]LenartAgnieszka,PawlusPawel,DzierwaAndrzej.TheEffectofDiscSurfaceTopographyontheDryGrossFrettingWearofanEqual-HardnessSteelPair.[J].Materials(Basel,Switzerland),2019,12(19)：28-31[20]XuLinhong,WangRuidong,GenMeijie,LuLuhua,HanGuangchao.PreparationandPropertiesofGraphene/NickelCompositeCoatingBasedonTexturedSurfaceofAluminumAlloy.[J].Materials(Basel,Switzerland),2019,12(19)：10-15[21]陳飛雄,顏君毅,劉毅.不同摩擦副在MM3000型試驗機(jī)和TM-3型臺架機(jī)上的對比試驗研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件.2020(08)：91-95[22]梁爽,朱鵬,王武榮.摩擦次表層結(jié)構(gòu)演變對40Cr鋼油潤滑摩擦學(xué)行為的影響[J].材料保護(hù).2020,53(02)：47-51[23]雷愛蓮,宋萱儀,王愛香.用SRV試驗機(jī)評價柴油機(jī)油摩擦磨損性能[J].潤滑與密封.2020,45(02)：135-140[24]李建芳,楊士強(qiáng),沈璟.往復(fù)摩擦磨損試驗機(jī)測試系統(tǒng)的設(shè)計[J].潤滑與密封.2008(10)：85-87[25]李霞,許志慶,楊勇.高速摩擦磨損試驗機(jī)的總體設(shè)計[J].中國儀器儀表.2003(10)：19-21致謝在本次畢業(yè)設(shè)計中，不僅很大程度上提高了我的學(xué)術(shù)水平，也讓我更加明白了我的專業(yè)，對我的就業(yè)產(chǎn)生了很大的幫助。雖然畢業(yè)設(shè)計只有短短的幾個月，但他對我的影響是終生的。通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅鍛煉了我的獨立思考能力，也提高了自己動手查閱資料的能力。在畢業(yè)設(shè)計最開始的時候，我對摩擦磨損試驗機(jī)是一無所知的，但是在指導(dǎo)老師的幫助下我慢慢有了思路，可以把設(shè)計進(jìn)行下去，雖然在設(shè)計過程中遇到了許許多多的困難，但是我都挺過來了，過程很艱辛，但是結(jié)果是好的。當(dāng)然，這一切都離不開指導(dǎo)老師對我的幫助。所以，在這里我要感謝我的指導(dǎo)老師，正是因為他淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、高度的責(zé)任心以及嚴(yán)于律己、待人誠懇的思想品德深深的影響著我。這不僅幫助我順利完成了畢業(yè)設(shè)計，而且也將成為我受益終生的寶貴財富。在這里，請允許我，再一次感謝我的指導(dǎo)老師。在這里我還有感謝我的父母，如果不是它們的細(xì)心照顧，也就不會有我的今天，想要對他們說一聲辛苦了。最后，感謝所有幫助過我的老師和同學(xué)，祝他們事事順利！

怎樣提高電腦系統(tǒng)運行速度WindowsXP的啟動速度比Windows2000要快30%左右，但相對于Windows98仍然要慢了不少，不過，我們可以通過優(yōu)化設(shè)置，來大大提高WindowsXP的啟動速度。加快系統(tǒng)啟動速度主要有以下方法：盡量減少系統(tǒng)在啟動時加載的程序與服務(wù)；對磁盤及CPU等硬件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置；修改默認(rèn)設(shè)置，減少啟動等待時間等。這些方法大部分既可減少系統(tǒng)啟動的時間，又可以節(jié)省系統(tǒng)資源，加快電腦運行速度。1.加快系統(tǒng)啟動速度WindowsXP的啟動速度比Windows2000要快30%左右，但相對于Windows98仍然要慢了不少，不過，我們可以通過優(yōu)化設(shè)置，來大大提高WindowsXP的啟動速度。加快系統(tǒng)啟動速度主要有以下方法：盡量減少系統(tǒng)在啟動時加載的程序與服務(wù)；對磁盤及CPU等硬件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置；修改默認(rèn)設(shè)置，減少啟動等待時間等。這些方法大部分既可減少系統(tǒng)啟動的時間，又可以節(jié)省系統(tǒng)資源，加快電腦運行速度。(1)MsconfigWindowsXP的啟動速度在系統(tǒng)安裝初期還比較快，但隨著安裝的軟件不斷增多，系統(tǒng)的啟動速度會越來越慢，這是由于許多軟件把自己加在了啟動程序中，這樣開機(jī)即需運行，大大降低了啟動速度，而且也占用了大量的系統(tǒng)資源。對于這樣一些程序，我們可以通過系統(tǒng)配置實用程序Msconfig將它們從啟動組中排除出去。選擇“開始”菜單中的“運行”命令，在“運行”對話框中鍵入“Msconfig”，回車后會彈出“系統(tǒng)配置實用程序”對話框，選擇其中的“啟動”選項卡(如圖1)，該選項卡中列出了系統(tǒng)啟動時加載的項目及來源，仔細(xì)查看每個項目是否需要自動加載，否則清除項目前的復(fù)選框，加載的項目越少，啟動的速度就越快。設(shè)置完成后需要重新啟動方能生效。(2)BootvisBootvis是微軟提供的一個啟動優(yōu)化工具，可提高WindowsXP的啟動速度。用BootVis提升WindowsXP的啟動速度必須按照正確的順序進(jìn)行操作，否則將不會起到提速的效果。其正確的操作方法如下：啟動Bootvis，從其主窗口(如圖2)中選擇“工具”菜單下的“選項”命令，在“符號路徑”處鍵入Bootvis的安裝路徑，如“C:\ProgramFiles\Bootvis”，單擊“保存”退出。從“跟蹤”菜單中選擇“下次引導(dǎo)”命令，會彈出“重復(fù)跟蹤”對話框，單擊“確定”按鈕，BootVis將引導(dǎo)WindowsXP重新啟動，默認(rèn)的重新啟動時間是10秒。系統(tǒng)重新啟動后，BootVis自動開始運行并記錄啟動進(jìn)程，生成啟動進(jìn)程的相關(guān)BIN文件，并把這個記錄文件自動命名為TRACE_BOOT_1_1。程序記錄完啟動進(jìn)程文件后，會重新啟動BootVis主界面，在“文件”菜單中選擇剛剛生成的啟動進(jìn)程文件“TRACE_BOOT_1_1”。窗口中即會出現(xiàn)“CPU>使用”、“磁盤I/O”、“磁盤使用”、“驅(qū)動程序延遲”等幾項具體圖例供我們分析，不過最好還是讓BootVis程序來自動進(jìn)行分析：從“跟蹤”菜單中選擇“系統(tǒng)優(yōu)化”命令，程序會再次重新啟動計算機(jī)，并分析啟動進(jìn)程文件，從而使計算機(jī)啟動得更快。(3)禁用多余的服務(wù)WindowsXP在啟動時會有眾多程序或服務(wù)被調(diào)入到系統(tǒng)的內(nèi)存中，它們往往用來控制Windows系統(tǒng)的硬件設(shè)備、內(nèi)存、文件管理或者其他重要的系統(tǒng)功能。但這些服務(wù)有很多對我們用途不大甚至根本沒有用，它們的存在會占用內(nèi)存和系統(tǒng)資源，所以應(yīng)該將它們禁用，這樣最多可以節(jié)省70MB的內(nèi)存空間，系統(tǒng)速度自然也會有很大的提高。選擇“開始”菜單中的“運行”命令，在“運行”對話框鍵入“services.msc”后回車，即可打開“服務(wù)”窗口。窗口的服務(wù)列表中列出了系統(tǒng)提供的所有服務(wù)的名稱、狀態(tài)及啟動類型。要修改某個服務(wù)，可從列表雙擊它，會彈出它的屬性對話框(如圖3)，你可從“常規(guī)”選項卡對服務(wù)進(jìn)行修改，通過單擊“啟動”、“停止”、“暫?！薄ⅰ盎謴?fù)”四個按鈕來修改服務(wù)的狀態(tài)，并可從“啟動類型”下拉列表中修改啟動類型，啟動類型有“自動”、“手動”、“已禁用”三種。如果要禁止某個服務(wù)在啟動自動加載，可將其啟動類型改為“已禁用”。WindowsXP提供的所有服務(wù)有36個默認(rèn)是自動啟動的，實際上，其中只有8個是必須保留的(見下表)，其他的則可根據(jù)自己的需要進(jìn)行設(shè)置，每種服務(wù)的作用在軟件中有提示。4)修改注冊表來減少預(yù)讀取，減少進(jìn)度條等待時間WindowsXP在啟動過程中會出現(xiàn)一個進(jìn)度條，我們可以通過修改注冊表，讓進(jìn)度條只跑一圈就進(jìn)入登錄畫面。選擇“開始”菜單中的“運行”命令，在“運行”對話框鍵入“regedit”命令后回車，即可啟動注冊表編輯器，在注冊表中找HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\PrefetchParameters，選擇其下的EnablePrefetcher鍵，把它的鍵值改為“1”即可。(5)減少開機(jī)磁盤掃描等待時間當(dāng)Windows日志中記錄有非正常關(guān)機(jī)、死機(jī)引起的重新啟動，系統(tǒng)就會自動在啟動的時候運行磁盤掃描程序。在默認(rèn)情況下，掃描每個分區(qū)前會等待10秒鐘，如果每個分區(qū)都要等上10秒才能開始進(jìn)行掃描，再加上掃描本身需要的時間，會耗費相當(dāng)長的時間才能完成啟動過程。對于這種情況我們可以設(shè)置取消磁盤掃描的等待時間，甚至禁止對某個磁盤分區(qū)進(jìn)行掃描。選擇“開始→運行”，在運行對話框中鍵入“chkntfs/t:0”，即可將磁盤掃描等待時間設(shè)置為0；如果要在計算機(jī)啟動時忽略掃描某個分區(qū)，比如C盤，可以輸入“chkntfs/xc:”命令；如果要恢復(fù)對C盤的掃描，可使用“chkntfs/dc:”命令，即可還原所有chkntfs默認(rèn)設(shè)置，除了自動文件檢查的倒計時之外。2.提高系統(tǒng)運行速度提升系統(tǒng)運行速度的思路與加快啟動的速度類似：盡量優(yōu)化軟硬件設(shè)置，減輕系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。以下是一些常用的優(yōu)化手段。(1)設(shè)置處理器二級緩存容量WindowsXP無法自動檢測處理器的二級緩存容量，需要我們自己在注冊表中手動設(shè)置，首先打開注冊表，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”，選擇其下的“SecondLevelDataCache”，根據(jù)自己所用的處理器設(shè)置即可，例如PIIICoppermine/P4Willamette是“256”，AthlonXP是“384”，P4Northwood是“512”。(2)提升系統(tǒng)緩存同樣也是在“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”位置，把其下的“LargeSystemCache”鍵值從0改為1，WindowsXP就會把除了4M之外的系統(tǒng)內(nèi)存全部分配到文件系統(tǒng)緩存中，這樣XP的內(nèi)核能夠在內(nèi)存中運行，大大提高系統(tǒng)速度。通常來說，該優(yōu)化會使系統(tǒng)性能得到相當(dāng)?shù)奶嵘灿锌赡軙鼓承?yīng)用程序性能降低。需要注意的是必須有256M以上的內(nèi)存，激活LargeSystemCache才可起到正面的作用，否則不要輕易改動它。(3)改進(jìn)輸入/輸出性能這個優(yōu)化能夠提升系統(tǒng)進(jìn)行大容量文件傳輸時的性能，不過這只對服務(wù)器用戶才有實在意義。我們可在中新建一個DWORD(雙字節(jié)值)鍵值，命名為IOPageLockLimit。一般情況下把數(shù)據(jù)設(shè)置8~16MB之間性能最好，要記住這個值是用字節(jié)來計算的，例如你要分配10MB的話，就是10×?1024×1024，也就是10485760。這里的優(yōu)化也需要你的機(jī)器擁有大于256M的內(nèi)存。(4)禁用內(nèi)存頁面調(diào)度在正常情況下，XP會把內(nèi)存中的片斷寫入硬盤，我們可以阻止它這樣做，讓數(shù)據(jù)保留在內(nèi)存中，從而提升系統(tǒng)性能。在注冊表中找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”下的“DisablePagingExecutive”鍵，把它的值從0改為1即可禁止內(nèi)存頁面調(diào)度了。(5)關(guān)閉自動重新啟動功能當(dāng)WindowsXP遇到嚴(yán)重問題時便會突然重新開機(jī)，可從注冊表將此功能取消。打開注冊表編輯器，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\CrashControl\”將AutoReboot鍵的Dword值更改為0，重新啟動后設(shè)置即可生效。(6)改變視覺效果WindowsXP在默認(rèn)情況下啟用了幾乎所有的視覺效果，如淡入淡出、在菜單下顯示陰影。這些視覺效果雖然漂亮，但對系統(tǒng)性能會有一定的影響，有時甚至造成應(yīng)用軟件在運行時出現(xiàn)停頓。一般情況下建議少用或者取消這些視覺效果。選擇桌面上“我的電腦”圖標(biāo)，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，打開“系統(tǒng)屬性”對話框。選擇“高級”選項卡，在其中的“性能”欄中單擊“設(shè)置”按鈕，會彈出“性能選項”對話框(如圖4)，可選擇“調(diào)整為最佳性能”單選框來關(guān)閉所有的視覺效果，也可選擇“自定義”然后選擇自己需要的視覺效果。(7)合理設(shè)置頁面虛擬內(nèi)存同樣也是在“性能選項”對話框中，選擇“高級”選項卡，在其中的“虛擬內(nèi)存”欄中單擊“更改”按鈕，接下來選擇虛擬內(nèi)存為“自定義大小”，然后設(shè)置其數(shù)值。一般情況下，把虛擬設(shè)為不小于256M，不大于382M比較合適，而且最大值和最小值最好一樣。(8)修改外觀方案WindowsXP默認(rèn)的外觀方案雖然漂亮，但對系統(tǒng)資源的占用也多，可將其改為經(jīng)典外觀以獲得更好的性能。在桌面空白位置單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，會打開“顯示屬性”對話框，在“主題”選項卡選擇主題為“Windows經(jīng)典”，即可將外觀修改為更為經(jīng)濟(jì)的Windows經(jīng)典外觀。(9)取消XP對ZIP支持WindowsXP在默認(rèn)情況下打開了對zip文件支持，這要占用一定的系統(tǒng)資源，可選擇“開始→運行”，在“運行”對話框中鍵入“regsvr32/uzipfldr.dll”，回車確認(rèn)即可取消XP對ZIP解壓縮的支持，從而節(jié)省系統(tǒng)資源。(10)關(guān)閉Dr.WatsonDr.Watson是WindowsXP的一個崩潰分析工具，它會在應(yīng)用程序崩潰的時候自動彈出，并且在默認(rèn)情況下，它會將與出錯有關(guān)的內(nèi)存保存為DUMP文件以供程序員分析。不過，記錄DUMP文件對普通用戶則毫無幫助，反而會帶來很大的不便：由于Dr.Watson在應(yīng)用程序崩潰時會對內(nèi)存進(jìn)行DUMP記錄，將出現(xiàn)長時間硬盤讀寫操作，要很長一斷時間程序才能關(guān)閉，并且DUMP文件還會占用大量磁盤空間。要關(guān)閉Dr.Watson可打開注冊表編輯器，找到“HK