销盘式摩擦磨损试验机设计

1、PAGE 销盘式摩擦磨损试验机设计 摘 要摩擦磨损试验机主要用于测试在不同速度，较小载荷条件下各种材料和润滑的摩擦性能。进行摩擦磨损机理的研究，设计摩擦磨损试验机应满足工业和生产中的需要。摩擦引起的磨损、润滑、材料与能源消耗等一系列摩擦学问题普遍存在，并对社会、经济的发展产生了巨大的影响。一方面，摩擦学是多学科交叉科学，融基础知识与应用技术于一体；另一方面，摩擦学又具有重要的经济价值；摩擦材料的研究与攻关是工程科技的前沿重点；摩擦学已成为高科技领域。在摩擦学越来越重要的今天，摩擦磨损试验机具有十分广阔的应用前景。本文主要介绍了滑动摩擦磨损试验机设计思想、工作原理和结构特点。该试验机结构简单、调

2、整方便、试验结果分散度小、重复性好、试验精度高。关键词：摩擦学; 摩擦磨损; 摩擦磨损试验机AbstractFriction and wear test machine use in testing materials and lubrication frictional properties under conditions of different speeds and smaller load.research friction and wear mechanism, friction and wear test machine designed should meet the need

3、s of industrial production. a series of tribology problem: abrasion, lubrication, materials and energy consumption caused by friction is widespread, and have a huge impact on social and economic development. Tribology is a multi-interdisciplinary scientific, integrates basic knowledge and applicatio

4、n technology; On the other hand, tribology also has an important economic value; what friction materials research and the key problems that engineering tackles the technological forefront; tribology has become a high-tech areas. Tribology is becoming increasingly important and friction and wear test

5、ing machine has very broad application. This paper introduces a sliding friction and wear test machines design concept, principle and structural features. The test machine structure is simple, easy to adjust, has small dispersion test results, good repeatability and high accuracy .Key words: tribolo

6、gy; frictional wear; friction wear testing machine 目 录引言1第一章 试验机的设计和选择原则21.1试验机的设计21.2销盘式摩擦磨损试验机的设计31.3原则1 51.4原则2 51.5原则3 61.6原则4 71.7原则5 8第二章 试验参数的选择82.1 试验时间 82.2 载荷和速度 82.3 试验次数 82.4 控制试件摩擦表面所处的状态 8第三章 试验条件及影响因素93.1 试验条件93.2 影响因素9第四章 试验机原理以及测试方法114.1 试验机原理114.2 测试方法11第五章 结构介绍125.1 驱动部分125.2 传动部分

7、125.3 加载试验部分125.4 试验加装部分145.5 轴的设计145.6 箱体155.7 轴承选择155.8 传感器技术指标155.9 计算方法与具体步骤15第六章 键连接的选择计算176.1键的选择176.2关于键的计算176.3键连接的许用应力17第七章 润滑密封的选择 17结论 18注释 19参考文献 20附录21谢辞22需要全套图纸资料联系，QQ：1047713170PAGE 22引 言 摩擦磨损试验机能最大限度的减少摩擦带来的不必要的浪费，可使摩擦磨损试验机较准确的测量在日常生活和工业生产中的摩擦大小。设计摩擦磨损试验机机械部分，首先应满足摩擦学试验和实验教学的基本要求，其次以

8、与学生不同佩服材料的更换和不同参数的调节，在此基础之上海要求试验机运转平稳，机械振动小，以减少由于机械原因产生的误差，结合学生试验特点，设计的摩擦磨损试验机采用销盘式结构。这种结构的摩擦磨损试验机体积小，机械传动结构简单，试件便于拆装。运动产生摩擦。由摩擦引起的磨损、润滑、材料与能源消耗等一系列摩擦学问题普遍存在，并对社会、经济的发展产生了巨大的影响。由于摩擦学科学所涉及的问题与节约能源、节约材料、减少磨损、提高资源的利用率和保护环境等密切相关，成为我国走新兴工业化道路和发展循环经济必须面对的科学问题，已经受到了科技界的高度重视。摩擦学是一门综合性学科，主要研究相对运动的作用表面间的摩擦、润滑

9、和磨损，以及三者间相互关系的理论与应用。摩擦学涉及很多学科，如固体力学、流体力学、材料学、应用数学、流变学、物理化学，以及化学和物理学的其他内容。随着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用将由宏观进入微观，由静态进入动态，有定性进入定量，成为系统综合研究的领域。摩擦磨损是受多种非线性、强耦合因素作用的过程。通常，摩擦和磨损过程受到摩擦夫、润滑剂、工作参数、环境和工作历史等许多因素的影响，材料的强度或者说材料对外载荷的响应与温度、载荷作用速度、材料的应变量、应变速率和应变历史等都有密切的关系。一般认为，人类一次能源大约1/3是消耗于摩擦损失，约有70%的设备损坏是由于各种形式的磨损而引起的。中国机械

10、工程学会摩擦份学会曾在一次全国调查显示：我国每年制造汽车所消耗的钢材与制造汽车配件所消耗的钢材大致相等。根据美国、英国、德国等国家的统计, 与摩擦、磨损相关的花费大约占国民经济年生产总值的2%7%。我国的GDP 只占世界的4%, 却消耗了世界30%以上的钢材。同发达国家比较, 我国目前平均生产水平还较低。2003 年国民经济的生产总值为11 694 亿元, 如果将与摩擦、磨损相关的花费按占国民经济年生产总值的5%计算,就损失584.7 亿元。可见，对于摩擦磨损的研究具有相当重大的意义。此外，摩擦所造成的磨损是使工作机可靠性降低、使用寿命缩短的重要原因。摩擦还会导致过度发热，是限制某些机器工作能

11、力的主要因素。为此，我们研究摩擦磨损的机理，确定各种因素对摩擦磨损性能的影响以及评价各种材料的摩擦磨损性能，在机械工程系任靖日老师的指导下研究设计了摩擦磨损试验机，用来测定被测物体的磨损量，进而研究其摩擦特性。第一章、试验机的设计和选择原则1.1试验机的设计摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、润滑和磨损，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。世界上使用的能源大约有1/31/2消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。另外，机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的，如果能控制和减少磨损，则既减少设备维修次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用

12、。人类对摩擦现象早有认识，并能用来为自己服务，如史前人类 的钻木取火。诗经邶风泉水中有“载脂载宣，还车言迈”的诗句，表明中国在春秋时期已应用动物脂肪来润滑车轴。应用矿物油作润滑剂的记载最早见于西晋张华所著博物志，书中提到酒泉延寿和高奴有石油，并且用于“膏车及水碓甚佳”。但长久以来摩擦学的研究进展缓慢，直到15世纪，意大利的列奥纳多达芬奇才开始把摩擦学引入理论研究的途径。世界上使用的能源大约有1/31/2消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。人类对摩擦现象早有认识，并能用来为自己服务，如史前人类 的钻木取火。诗经邶风泉水中有“载脂载宣，还车言迈”的诗句，表明中国在春秋时期

13、已应用动物脂肪来润滑车轴。应用矿物油作润滑剂的记载最早见于西晋张华所著博物志，书中提到酒泉延寿和高奴有石油，并且用于“膏车及水碓甚佳”。但长久以来摩擦学的研究进展缓慢，直到15世纪，意大利的列奥纳多达芬奇才开始把摩擦学引入理论研究的途径。1785年，法国库仑继前人的研究，用机械啮合概念解释干摩擦，提出摩擦理论。后来又有人提出分子吸引理论和静电力学理论。1935年，英国的鲍登等人开始用材料粘着概念研究干摩擦，1950年，鲍登提出了粘着理论。关于润滑的研究，英国的雷诺于1886年继前人观察到的流体动压现象，总结出流体动压润滑理论。20世纪50年代普遍应用电子计算机之后，线接触弹性流体动压润滑的理论

14、开始有所突破。对磨损的研究较晚，20世纪50年代提出粘着理论后，60年代在相继研制出各种表面分析仪器的基础上，磨损研究才得以迅速开展。至此，综合研究摩擦、润滑和磨损相互关系的条件已初步具备，并逐渐形成摩擦学这一新的发展中的学科。摩擦学研究的对象很广泛，在机械工程中主要包括动、静摩擦，如滑动轴承、齿轮传动、螺纹联接、电气触头和磁带录音头等；零件表面受工作介质摩擦或碰撞、冲击，如犁铧和水轮机转轮等；机械制造工艺的摩擦学问题，如金属成形加工、切削加工和超精加工等；弹性体摩擦，如汽车轮胎与路面的摩擦、弹性密封的动力渗漏等；特殊工况条件下的摩擦学问题，如宇宙探索中遇到的高真空、低温和离子辐射等，深海作业

15、的高压、腐蚀、润滑剂稀释和防漏密封等。此外，还有生物中的摩擦学问题，如研究海豚皮肤结构以改进舰只设计，研究人体关节润滑机理以诊治风湿性关节炎，研究人造心脏瓣膜的耐磨寿命以谋求最佳的人工心脏设计方案等。地质学方面的摩擦学问题有地壳移动、火山爆发和地震，以及山、海，断层形成等。在音乐和体育以及人们日常生活中也存在大量的摩擦学问题。摩擦学涉及许多学科。如完全流体润滑状态的滑动轴承的承载油膜，基本上可以运用流体力学的理论来解算。但是齿轮传动和滚动轴承这类点、线接触的摩擦，还需要考虑接触变形和高压下润滑油粘度变化的影响；在计算摩擦阻力时则需要认真考虑油的流变性质，甚至要考虑瞬时变化过程的效应，而不能把它

16、简化成牛顿流体。如果油膜厚度接近于接触表面的粗糙度，还需要考虑表面纹理对润滑油的阻遏和疏导作用，以及油温所引起的热效应。油膜再薄，两摩擦表面粗糙峰点 也会发生接触或碰撞，接触峰将分担一部分载荷，接触峰点区域处于边界润滑状态。在使用油性添加剂时，表面形成吸附膜，而在使用极压添加剂时，表面形成反应膜。 1.2摩擦磨损试验机球痕测厚仪可以方便、快捷的在镀层试样表面产生一个穿透镀层的球冠型微坑，借助测量显微镜测量球冠型微坑的尺寸可精确计算出镀层的厚度。同时用此设备亦可在磨损试验试片的磨损轨道上或划痕试验试片的划痕上磨出球冠型微坑，从而定性的检测镀层经以上两种破坏性试验后的完整度。摩擦是我们生活中司空见

17、惯的现象，我们每时每刻都在和摩擦打交道.我们走路、吃饭、洗衣服依靠摩擦；各种车辆的行使依靠摩擦，机器运转离不开摩擦；就是建造房子也离不开摩擦。假如没有了摩擦，世界将会变成什么样？真是不可想象。可以说，摩擦是我们人类离不开的好朋友。但是在很多场合，摩擦三兄弟扮演着“不受欢迎”的角色。在现代汽车中，20的功率要用来克服摩擦；飞机上的活塞式发动机因摩擦损耗的功率要占10，就是最先进的涡轮喷气发动机也要为克服摩擦损耗2的功率。世界上有数以万计的汽车、数以万架的飞机，这样每年要有多少燃料被白白浪费掉，真是可惜。但更为严重的是，摩擦还会造成机器零部件的磨损。据报道，英国在这方面损失每年要超过20亿美元。摩

18、擦除了导致磨损之外，还会使航空和航天器过度发热，这更是现代科技遇到的又一难题。当飞机着陆的时候，闸阀和闸轮会摩擦产生红热现象，这样的高温使机闸材料变软、变质，一幅价格昂贵的闸瓦和闸轮，往往只使用了几次就报废了。当宇宙飞船返回地面的时候，由于高速船体与空气之间的摩擦，会使整个船体成为一个通红的火球，为了保护飞船里的宇航员和各种仪器设备，人们不得不付出昂贵的代价，用耐高温的特种合金制造船体，并且还在外面加装了耐高温材料。为了能驾驭摩擦，让摩擦三兄弟为人类更好地服务，人们一直在进行着艰苦的研究和探索。早在15世纪，达芬奇就开始了对摩擦的研究。到17、18世纪，法国形成了一股摩擦研究热，库仑根据达芬奇

19、的想法完成了摩擦起因的凹凸说。到了18世纪上半叶，有人又创立了分子说。进入20世纪后又出现了粘合说。可以说有关摩擦起因的争论还在进行着，凹凸说、分子说和粘合说都持之有理，言之有据，究竟怎样圆满地解释摩擦的起因，还一直是一个很活跃的研究课题。摩擦学研究的对象很广泛，在机械工程中主要包括动、静摩擦，如滑动轴承、齿轮传动、螺纹联接、电气触头和磁带录音头等；零件表面受工作介质摩擦或碰撞、冲击，如犁铧和水轮机转轮等；机械制造工艺的摩擦学问题，如金属成形加工、切削加工和超精加工等；弹性体摩擦，如汽车轮胎与路面的摩擦、弹性密封的动力渗漏等；特殊工况条件下的摩擦学问题，如宇宙探索中遇到的高真空、低温和离子辐射

20、等，深海作业的高压、腐蚀、润滑剂稀释和防漏密封等。此外，还有生物中的摩擦学问题，如研究海豚皮肤结构以改进舰只设计，研究人体关节润滑机理以诊治风湿性关节炎，研究人造心脏瓣膜的耐磨寿命以谋求最佳的人工心脏设计方案等。地质学方面的摩擦学问题有地壳移动、火山爆发和地震，以及山、海，断层形成等。在音乐和体育以及人们日常生活中也存在大量的摩擦学问题。摩擦学涉及许多学科。如完全流体润滑状态的滑动轴承的承载油膜，基本上可以运用流体力学的理论来解算。但是齿轮传动和滚动轴承这类点、线接触的摩擦，还需要考虑接触变形和高压下润滑油粘度变化的影响；在计算摩擦阻力时则需要认真考虑油的流变性质，甚至要考虑瞬时变化过程的效应

21、，而不能把它简化成牛顿流体。如果油膜厚度接近于接触表面的粗糙度，还需要考虑表面纹理对润滑油的阻遏和疏导作用，以及油温所引起的热效应。油膜再薄，两摩擦表面粗糙峰点 也会发生接触或碰撞，接触峰将分担一部分载荷，接触峰点区域处于边界润滑状态。在使用油性添加剂时，表面形成吸附膜，而在使用极压添加剂时，表面形成反应膜。为了了解磨损的发生发展机理，寻找各种磨损类型的相互转化以及复合的错综关系，需要对表面的磨损全过程进行微观研究。仅就油润滑金属摩擦来说，就需要研究润滑力学、弹性和塑性接触、润滑剂的流变性质、表面形貌、传热学和热力学、摩擦化学和金属物理等问题，涉及物理、化学、材料、机械工程和润滑工程等学科。随

22、着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用必将由宏观进入微观，由静态进入动态，由定性进入定量，成为系统综合研究的领域为了了解磨损的发生发展机理，寻找各种磨损类型的相互转化以及复合的错综关系，需要对表面的磨损全过程进行微观研究。仅就油润滑金属摩擦来说，就需要研究润滑力学、弹性和塑性接触、润滑剂的流变性质、表面形貌、传热学和热力学、摩擦化学和金属物理等问题，涉及物理、化学、材料、机械工程和润滑工程等学科。随着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用必将由宏观进入微观，由静态进入动态，由定性进入定量，成为系统综合研究的领域。润滑与摩擦的关系密切。摩擦的类别取决于摩擦条件，从润滑观点来讲，常按摩擦面之间有无润滑材

23、料及润滑剂的存在状态来分类。可分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。润滑机理与这些不同的摩擦状态相关联。摩擦面之间没有润滑剂存在时发生的摩擦，称为干摩擦。干摩擦的发生有许多理论解释，常用的是所谓“粘着机械啮合”学说。由于物体之间摩擦面的微观状态是凹凸不平的，摩擦面之间的接触不发生在整个接触面上，摩擦只是发生在摩擦面之间凸峰与凸峰正好相对的地方，物体之间的正压力实际上只由占摩擦面很小部分的实际接触面积承受。由于这些凸峰与凸峰相接触的点受到相当大的压力而产生塑性变形，出现了粘着现象,使凸峰与凸峰就好像被“熔焊”在一起。当物体做相对运动时，为了将这些“熔焊”在一起的点撕裂所需要的力，就构成了摩擦

24、力的主要部分。此外，还存在着一个摩擦面上的凸峰正好嵌入另一个摩擦面上的凹谷的情况，当物体做相对运动时，将产生机械啮合阻力，这是摩擦力的又一个来源。因而物体之间发生干摩擦时，其摩擦力是“熔焊”点造成 的粘着阻力与“凹凸体”机械啮合阻力之和。从设备的润滑观点来讲，干摩擦是有害的，主要表现在能量的损失（如转为热能）和机件的磨损上（如温度升高导致材料表面抗磨性及强度降低同时有磨屑的产生）。边界摩擦亦称为边界润滑，是指物体之间摩擦面上存在一层由润滑剂构成的边界膜发生的摩擦。边界膜的性质是影响边界摩擦的主要因素，按其形成方式，可分为吸附膜和反应膜两类。吸附膜是通过物理因素（分子吸引）或化学因素（电子交换产

25、生的化学结合力），使润滑剂中的极性分子产生定向排列形成的一层膜。目前，摩擦磨损试验机的种类很多，并且没有标准化。模拟性的试验应根据试验目的和要求来进行设计和选择。在分析设计滑动摩擦实验机的同时，还必须要考虑各种零部件的造价，尽量在节约资金的同时，完成研究任务。一般性的摩擦磨损试验已倾向标准化，但看法还不完全一致，一般必须遵守的基本原则如下：1.3 原则1磨损试件的接触条件和运动形式要与实际零件工作情况相同。1.4 原则2实际的工作零件可能出现的运动形式有滑动、滚动、滚动兼滑动、冲击，其中有连续运动（如转动）和往复运动（大振幅和小振幅运动）。接触形式分为只有一个设计表面（如受液体或固体颗粒冲击的

26、零件）和有两个涉及表面。其中有点接触、面接触和线接触。不同的接触形式对摩擦磨损产生不同的影响，我们在这里研究的是点接触，滑动现象，示意图如下：1.5 原则3试验设备必须是具有足够的精度和调节时间的能力，这对试验参数的选择很重要。首先，试验设备必须具有足够的机械稳定性，这是由于在摩擦磨损实验机上测定摩擦系数时，由于机构内的摩阻，常常导致数值不稳定。试验机的精度不够，影响数据的正确性；试验机寿命短，影响试验的长期进行；如果有震动，使得测得的数据之间误差较大。此外，我们还应采用传感器来测量试验参数，以保证结果的准确性。传感器的结构示意图如下：1.6 原则4试验机应能重现摩擦零件实际工作的环境因素，摩

27、擦副的环境因素（如润滑条件等）对其摩擦磨损性能有显著的影响，在和实际工作环境不同的情况下进行试验，常导致不正确的结果。我们提出当转速、温度、介质、载荷不同情况下，结果有不同的变化。此设备模拟无润滑时摩擦。电动机示意图2.承载件结构示意图为防止载入时冲击过大而损坏试件，设计带有弹簧承载件，弹簧的选择要保证加载后载物圆盘落至弹簧周围的套筒上。1.7原则5试验机应调整方便，试验结果分散度小，重复性好，试验精度高。第二章 试验参数的选择2.1试验时间 选定合适的试验机后，试验时间要认真选取。应先做出时间与磨损的关系曲线，作为正确确定试验时间的根据，其中要注意：考虑测量仪器的精确度，为了使测定磨损的精度

28、在允许范围内，从试验获得的磨损量应该比可能的测量误差要大得多。2.2载荷和速度 对于模拟性的实验室试验，载荷和速度要根据实际的摩擦副情况而定。速度对温度、对润滑条件的影响比较大，在实验实践中，经常采用比实际系统高的载荷和速度进行“加速”试验。显然，这只有在磨损过程没有太大影响的时候才使用的。在润滑条件试验时一般很少在“混合润滑”情况下进行。2.3试验次数1 因为摩擦磨损试验的离散性很大，多次重复一种试验是必须的（至少要重复三次）。然后，经统计分析得出试验结果。2.4控制试件摩擦表面所处的状态 摩擦表面的控制状态不严，引起摩擦磨损测量结果无规律的变化。因此，试验过程应防止摩擦表面被异物污染，防止

29、磨粒侵入，以及在装卸试件时保证重装位置精度。2.5主要部件强度校核及受力分析当温度变化时,杆件的变化应为式中为材料的膨胀系数,然后再在右端作用下杆件产生缩短.计算剪切应力截面极惯性矩所以 第三章 试验条件及影响因素3.1试验条件：载荷：10-50公斤主轴转速：750转/分试件直径：30-50毫米厚度10毫米载荷固定在摩擦圆盘上，摩擦圆盘由主轴带动旋转。3.2影响因素1.试样的表面性质：包括材料种类（化学成分及组织）、机械性能和表面光洁度，它们明显的影响磨损。2.试样的形状和尺寸：它影响试样的接触型式和重迭系数，而且它们还对润滑状态、压力大小、相对运动速度以及磨损量等都有影响。有些试样试验机规定

30、了试样的形状和尺寸。3.试样中的固定件与运动件材料不同时，一般不宜倒转装配，特别是在干摩擦或固体润滑的情况下。4.运动形式：试样相对运动所形成的滑动、滚动或复合摩擦形式不同，对润滑状态或破坏特征等都有影响。5.速度：速度对磨损影响比较复杂，速度改变，摩擦系数一般发生变化；摩擦材料变形速度和接触区的温度也发生变化；甚至改变了磨损形式和润滑状态。6.温度：温度与速度一样，对磨损影响同样是比较复杂的。温度升高到一定程度，材料的摩擦系数和磨损量都将变化；温度升高，润滑油的粘度下降，严重时甚至破坏油膜，改变润滑状态。7.压力：压力改变，摩擦副的摩擦磨损特性随之改变，润滑状态也随之改变。8.周围环境介质：

31、周围环境的水汽、空气、灰尘以及其它气体的改变，对摩擦副材料和润滑材料都有影响。摩擦表面的状态控制不严，将引起摩擦磨损测量结果无规律的变化。因此，试验过程应防止摩擦表面被异物污染，防止微粒侵入，以及在装卸试件时保证重装的位置精度。9.润滑方式：不仅润滑剂种类和数量有影响。而且润滑条件（全浸、滴油、飞溅）以及给油方式（开式、闭式、有否过滤器等）对摩擦副都有直接影响。10.试验时间：在一定的试验条件下，要确定试验时间时，应注意不同材料在不同磨损阶段所发生的急剧改变，不能片面地强化试验条件，以求缩短试验时间，否则有可能改变破坏状态。第四章 试验机原理以及测试方法 4.1试验机原理电动机通过减速器减速后

32、，经联轴器带动主轴旋转，从而驱动转杯回转，下试件安装在转杯中并随转杯一起回转，上试件裝在夹头中。载荷由加载手柄产生，由传感器直接测的摩擦副所受的正压力，摩擦力用过另一传感器经计算后得出。工作时，可在下试件表面上滴润滑油（边界润滑），也可不加润滑油（干摩擦）。4.2测试方法：磨损量的测量通过加载力的变化来确定。同时摩擦力的测定采用压力传感器来实现，并且通过改变加载力的大小，可以调节摩擦副的接触正压力。根据库仑定律计算摩擦系数： 式中，摩擦系数 F摩擦力 N摩擦副承受的正压力第五章 结构介绍5.1驱动部分由交流可调速电动机实现无级变速转动。选择电动机：设0.3承受最大扭矩：50KgN/Kg0.03

33、M=4.41Nm额定功率：P=T/9550N=4.419550750=0.35KW所以选择YCTD112-4B调速电机5.2传动部分由联轴器连接试验板和电机。查机械零件设计手册由轴孔径和转速等条件选择HL1Y-24型号的弹性柱销联轴器，工作时是通过主动轴上的键、半联轴器、柱销、另一半联轴器及键而传到从动轴上的。它的优点是传递转矩的能力很大，结构简单，安装、制造方便，耐久性好，并且有一定的缓冲和吸振能力。5.3加载试验部分1.弹簧作用：4当加载时以及免冲击破坏被测材料表面，影响其摩擦性能的测定，弹簧的设计要保证其上部分落在套筒上，避免重心不稳。弹簧的成品表面质量要求光滑，不允许有裂纹、氧化皮、锈

34、蚀等缺陷；有工作极限负荷要求的压缩、拉伸、扭转弹簧不允许有永久变形。2.弹簧的设计压缩次数 压缩量载荷所需弹簧刚度：材料：碳系弹簧钢丝材料强度系数：材料指数：s=0.3 许用应力系数：a=0.36查表得：M=0.273采用试算法：取c=9.3, d=18/9.3=1.932 否取c=10, =72.5, =7.25弹簧外径：D=20+2=22单圈刚度：工作圈数：取支承圈数为2.5总圈数：在作用下圈的间隙：弹簧圈距：极限载荷：作用下的变形量：作用下的变形量：弹簧的自由长度：mm弹簧丝展开长度：劲度系数： 3.杠杆作用：增大加载力度。由于安装了压力传感器，加载力可更为精确。结构示意图如下：5.4试

35、验件加装部分3 试验盘安装在载物盘上由主轴带动旋转，小球安装在专用夹具上，专用夹具则安装在加载轴上。这种设计的优点在于防止下试件转动时将磨屑和润滑剂甩到试验机上。上试件为球体，可直接选用不同材料的标准轴承球。下试件为圆盘，可选用不同材料经车削加工而成。如图：5.5轴的设计材料：钢调质硬度：220HBS采用计算法：设传递的功率为0.6KW，按扭转强度粗估轴径，有 其中P为传递的功率，不是电机的功率，n为轴的转速（r/min），d为轴的最小值静（mm）,由于轴既承受弯矩，又受转矩，D去最小值30mpa,以补偿弯矩对轴的影响。 以上所设计的轴的尺寸主要考虑的是与实际零件的配合。5.6箱体2 本试验机

36、为小型摩擦磨损试验机，设计的机座质量较大，以减少试验时震动对实验数据的影响。用于安装电动机，承载试验装置以及在其表面附带线路控制板。其大小尺寸参考试验仪器及使用方便而定。箱体的一些结构参数，如壁厚、凸台及孔等对箱体的工作能力、材料消耗、质量及成本影响很大，设计时须处理好。壁厚、凸台的布置和尺寸的确定可采用类比法，对同类产品进行比较，并参照设计手册等资料提供的经验数据及设计者的经验。5.7轴承选择传感轴上选择角接触球轴承和推力轴承。有已知轴径大小和强度要求选择型号：GB297-64 7205、GB301-64 8105。轴承内孔与轴的配合采用基孔制，轴承外径与外壳的配合采用基轴制。5.8传感器技

37、术指标：型号：BK-2,其特点是精度高，拉、压输出对称性好，性能稳定可靠，量程范围广，安装使用方便。测量范围：0500kg，非线性误差：优于0.03，滞后误差：优 于0.03，重复性误差：优于0.03，零点温度：优于0.05，激励电压:12V, 输出灵敏度 1.52.0mV/V，输入电阻：钢质3805、铝质4005输出电阻3502/3505，零点输出：01%F.S，安全过负荷率120%F.S 5.9计算方法已知载荷P（由压力传感器1测得）、转矩M（由传感器2计算后得出）和小球球心到加载轴心距L。根据原理图可知：载荷P可由传感器1直接测得，即为。已知转矩的公式为：= （由传感器2测得）。受力示意图如下：由库仑定律 转矩公式可得：第六章 键连接的选择计算6.1键的选择键连接选择普通平键,B型，此种监考侧面传转矩，对中性好，易拆卸，无轴向固定作用，精度高，用于高速轴或受冲击、正反转的场合。6.2关于键的计算平键动连接工作压强:p=其中T传递的转矩Nmm轴的直径mm键的工作长度，B型间舆论毂的接触高度，平键0.4h6.3键连接的许用应力钢的动连接许用压强：静载荷50;轻微冲击40;冲击30。第七章 润滑密封的选择选择润滑油,润滑油的物理性能是黏度,润滑油的主要性能指标叫黏度,黏度是润滑油的内摩擦阻力。选用通用锂基润滑脂，此润滑脂适用