MMW-1碳棒磨损机设计

本科论文目录TOC\o"1-3"\h\u3796摘要 I28733Abstract II19799引言 119111碳棒磨损机 293451.1本课题研究的目的和意义 2276651.2研究现状及国内外研究概况 3303441.3发展趋势 5153881.4研究内容 5253782碳棒磨损的评定方法及分类 6211782.1碳棒磨损的评定方法 6128372.2碳棒磨损评定方法的分类 8134963总体方案设计 1021013.1设计原则 107853.2工作原理 11239923.3试验方法 12108764结构设计 14129804.1电机选择 141134.2传动装置设计 1536434.2.1联轴器的设计 15167134.2.2轴的设计与校核 1737274.2.3轴承的选用与校核 23164814.2.4键的选用与校核 24141254.3加载装置设计 25252024.3.1称重传感器 25215934.3.2弹簧 26316034.3.3杠杆 31184054.3.4丝杠螺母副 32135064.4夹具设计 33289935三维建模 3513885.1加载装置的建模 35130935.2支架的设计 35219535.3支撑板的设计 36274615.4三维整体装配 3728836结论 385362参考文献 3914387致谢 41本科论文摘要为了更好的测量在一定压力下碳棒的磨损量，提高碳棒磨损量的测量精度，本文设计了一种MMW-1碳棒磨损机，该碳棒磨损机属于柱盘式摩擦磨损试验机的一种。该机器主要用于做和碳棒有关的摩擦磨损试验，可以更准确的获得相关的参数。本次设计的设备主要应用在摩擦学领域，对摩擦学来说，试验是必不可少的一个环节。本文所设计的MMW-1碳棒磨损机，是在分析摩擦学原理的基础上，依据摩擦磨损试验机的工作原理设计的。该试验机设有扭矩测量工具，包括支架、扭矩传感器、伺服电机、摩擦轮、加载试验、加载装置等，加载装置设有缓冲装置，采用手动加载，加载力用测力传感器测量。该机可进行多种摩擦试验例如滑动和滚动，试验所用的碳棒形状可以为方形也可以为圆柱形，所以它做试验是非常方便的。本文设计的摩擦磨损试验机，可以有效的测量出碳棒在试验中的摩擦力、冲击力、温度等工作参数，方便信息的收集。该试验机的试验范围比较窄，只适用于测量碳棒的参数，因此不能广泛应用。关键词：碳棒；磨损机；设计；摩擦学

AbstractInordertobettermeasurethewearofcarbonrodunderacertainpressureandimprovethemeasurementaccuracyofthewearofcarbonrod,anmmw-1carbonrodwearmachineisdesignedinthispaper,whichbelongstothepinshafttypefrictionweartester.Themachineismainlyusedforfrictionandweartestrelatedtocarbonrod,andcanobtainrelevantparametersmoreaccurately.Thedesignedequipmentismainlyusedinthefieldoftribology.Fortribology,thetestisanessentiallink.Themmw-1carbonrodwearmachinedesignedinthispaperisbasedontheanalysisofthetribologicalprincipleandtheworkingprincipleofthefrictionweartester.Thetesterisequippedwithtorquemeasuringtools,includingbracket,torquesensor,servomotor,frictionwheel,loadingtest,loadingdevice,etc.theloadingdeviceisequippedwithbufferdevice,whichadoptsmanualloading,andtheloadingforceismeasuredbyforcemeasuringsensor.Thismachinecancarryoutmanykindsoffrictiontests,suchasslidingandrolling.Theshapeofcarbonrodcanbesquareorcylindrical,soitisveryconvenienttodothetest.Thefrictionandweartesterdesignedinthispapercaneffectivelymeasurethefriction,impactforce,temperatureandotherworkingparametersofcarbonrodinthetest,whichisconvenientforinformationcollection.Thetestingrangeofthistestingmachineisnarrow,itisonlysuitableformeasuringtheparametersofcarbonrod,soitcannotbewidelyused.Keywords:carbonrod;wearparts;design;Tribology引言进入21世纪以来，越来越多的人开始研究摩擦的机理以及摩擦带来的危害，为了更好的研究摩擦，人们开始进一步研究摩擦学。对于摩擦学来说，最好的研究方法是做摩擦磨损试验，而做摩擦磨损试验就必须要用到摩擦磨损试验机，因此本文设计了一种MMW-1碳棒磨损机。MMW-1碳棒磨损机是摩擦磨损试验机的一种，它主要应用在摩擦磨损试验中，用来测量碳棒的各种参数。该试验机设有扭矩测量工具，包括支架、扭矩传感器、伺服电机、摩擦轮、加载试验、加载装置等，加载装置设有缓冲装置，采用手动加载，加载力用测力传感器测量。该试验机的应用范围较窄，只适用于测量碳棒的各个参数，但它可以测量方形的和圆柱形的碳棒。随着当今社会的高速发展，碳棒磨损机也得到了突飞猛进的发展，无论是国内还是国外，越来越多的人开始注意到它的重要性。因此，当我们研究碳棒的磨损机理时，用碳棒磨损机可以更好的确定出各因素对碳棒性能的影响，例如温度，载荷等，以便于更好的评价碳棒磨损性能。故MMW-1碳棒磨损机可以测得碳棒的磨损量，进而研究其摩擦特性。1碳棒磨损机1.1本课题研究的目的和意义随着当今社会的高速发展，越来越多的学者发现摩擦带来的危害，因此摩擦学这一学科得到了飞速的发展。对于摩擦学来说，它所涉及的领域是非常广泛的，无论是在机械、化工还是材料领域，它都扮演着非常重要的角色。故摩擦问题是我国发展新型工业化，推动我国工业高质量发展必须面对的一个问题[1]。本课题研究的目的是为了更好的做碳棒摩擦磨损试验，方便对碳棒摩擦磨损现象和摩擦磨损的本质进行研究，并准确的测得影响摩擦磨损性能的各个参数，最后从参数中选择符合条件的最优参数。对于碳棒的摩擦磨损现象来说，它是相当复杂的，应用到的实验装置和试验方法都是非常多的，所以要想准确的得到碳棒摩擦磨损过程中的各个参数是相当重要的。因此，本次毕业设计设计了MMW-1碳棒磨损机，常见的MMW-1碳棒磨损机如图1.1所示[2]。图1.1摩擦磨损试验机对摩擦磨损实验来说，它可以分成两种，一种是现场实物摩擦磨损试验，另一种是在实验室进行的摩擦磨损模拟试验。对第一类来说，它主要是在有条件进行实物试验的情况下进行的，这种方式最大的优点是可靠，最大缺点是得到实验结果需要的时间比较长，造成这一缺点的原因是机器正常工作时，碳棒磨损的比较慢，并且磨损量测量困难，还有一点是机器工作时，它的操作条件不一定一直相同，所以取得的数据有一定的误差，并且摩擦磨损试验的试验结果具有一定的偶然性和特殊性的。对第二类试验来说，与第一类试验相比，它的操作较为简单，只需要对机器中的零部件进行模拟实验。再对零部件进行模拟试验时，通过改变不同的参数，来确定不同参数对碳棒摩擦磨损的影响，并且通过模拟得到的参数的精确度是非常高的。通过模拟试验，得到试验结果的时间是比较短的，也便于分析各个参数，也可以减少做试验的花费。但是此类试验最大的缺点是试验结果不能直接使用，需要多做几次试验，得到精度更高的参数才能使用。本课题的意义是设计一种用于测量在一定压力下碳棒的磨损量的机器，该机器可以更准确的测定碳棒的各个参数，方便进行摩擦磨损试验。MMW-1碳棒磨损机设有扭矩测量工具，包括支架、扭矩传感器、伺服电机、摩擦轮、加载试验、加载装置等，加载装置设有缓冲装置，采用手动加载，加载力用测力传感器测量。碳棒磨损机的主要作用是研究碳棒在不同条件（载荷、速度）的各种性能，当碳棒磨损时，可以用碳棒磨损机研究碳棒磨损时的机理性能。对碳棒来说，它相对碳棒试验机的相对运动有滚动、纯滑动等。点、线、面接触是碳棒在碳棒试验机常见的接触形式，三者的接触压力是不同的，点接触的单位面积压力最大为，面接触的单位面积压力最小为，线接触处于二者之间为。线接触适用于接触疲劳磨损试验，点接触适用于接触压力高的试验，面接触适用于磨粒磨损试验。碳棒磨损机属于摩擦磨损试验机的一种。1.2研究现状及国内外研究概况目前，碳棒磨损机研究还是非常先进的，碳棒磨损机是摩擦磨损机中的一类。现阶段的摩擦磨损试验机有销一盘式磨损试验机、滚子式磨损试验机、环一块型试验机、四球式试验机、端面摩擦磨损试验机等。由于摩擦存在于生活的角角落落，所以由摩擦引起的机械设备失效，引起了越来越多的人的关注，推动了碳棒磨损机的发展。现阶段碳棒磨损机约占全国GDP的1%~3%，同发达国家相比，我国的碳棒磨损机生产水平还是比较低的，即以占GDP2%计，我国每年因生产碳棒磨损机挽回的损失约为450多亿人民币，通过上述数据可以看出，现阶段我国对碳棒磨损机的研究是相当有意义的[3-5]。现阶段，对我国来说碳棒磨损机的起步是比较晚的，是在摩擦学这一学科提出后开始的，我国第一台摩擦试验机是1965年在济南发明的，型号为MQ-12属于四球式的摩擦试验机。在该试验机被发明后，济南试验机厂参考国外先进技术，仿制了美国Timken公司的摩擦试验机，该试验机大大推动了我国试验机领域的发展。除此之外，我国还有许多小公司，开始研发新型的试验机，其中MD-240定速摩擦试验机是最常见的如图1.2所示。图1.2MD-240定速摩擦试验机对国外来说，它们的摩擦磨损试验机发展，要比中国早几十年，不得不承认，它们产品的性能要比我们高许多，并且从种类上来讲，也比我国多得多。国外最有代表性的试验机为瑞士CSM公司的摩擦磨损试验机，如图1.3所示。图1.3CSM公司的摩擦磨损试验机1.3发展趋势随着当今社会的飞速发展，碳棒磨损机的发展不在单一，正朝着以下几个方向发展：用性能好的电机代替传统的机械变速系统：它最大的好处是可以使调速比增高，实现多种运动方式，简化设计结构，可以更高程度的减少碳棒磨损机的摩擦损耗，延长使用寿命；扩大夹具适用范围：选用特制的夹具，该夹具可以夹的零件比较多，这样可以测量多种形状的碳棒，扩大了适用范围；采用气压加载：用气压加载代替传统的手动加载，这样可以更好的控制加载力，不仅扩宽了加载的范围，也提高了测量精度；多方位进给：让试验机可以进行轴向、径向的加载。完成轴径向加载，可以更准确的测量轴径加载的试样；提高稳定性：提升碳棒磨损机的稳定性，减少磨损试验中出现的偶然性和特殊性。1.4研究内容本次设计的MMW-1碳棒磨损机，与传统的试验机相比采用的加载方式不同，传统的为杠杆式加载，本次设计的为弹簧加载，与杠杆式加载相比，它的精度更高，稳定性更好，调速范围可以实现无级调速。本次设计的试验机，加载装置处设有缓冲装置，并且优化了电动机，使碳棒磨损机可以更准确的测得碳棒的各项参数，使测量结果稳定可靠。采用的研究方法是从碳棒磨损机的工作原理出发，按照磨损机的性能要求，完成相关的设计计算，并设计碳棒磨损机的机械结构。2碳棒磨损的评定方法及分类当在不同的环境下进行碳棒磨损试验时，它们的试验原理都是相同的。当用不同的试验方法测定碳棒磨损试验的参数时，一般会出现差异，但差异结果不是很大。为了使碳棒磨损试验测得的数据更加准确，一般在做试验时，都将模拟它的实际使用环境[6]。2.1碳棒磨损的评定方法(1)磨损和摩擦是物体相互接触并作相对运动时伴生的两种现象：之所以出现磨损，是由于存在摩擦导致的，摩擦必然会导致磨损。磨损不是单一作用出现的，它是在多种因素的作用下出现的，磨损的结果是使零件表面出现损坏，严重的会导致零件失效。(2)分类：按介质和环境分为湿、干以及流体磨损；按表面接触性质分为金属—金属、金属—流体和金属—磨料磨损；根据磨损的失效机制又可分为五种，五种磨损为磨粒、腐蚀、粘着、接触疲劳、微动磨损。(3)磨损性质：①当碳棒做磨损试验时，碳棒表面会发生多种状态变化，例如力学、化学和物料。当碳棒发生塑形变形时，碳棒表面应力状态的变化；当碳棒做磨损试验时，因为表面摩擦会产生热，因此材料会发生相变、淬火、回火以及回复再结晶等；因与外部介质相互作用而产生的吸附作用。上述三种磨损性能可能会改变材料的耐磨性和抗腐蚀性等。故在做碳棒磨损试验时，必须要考虑磨损性质带来的影响。②正常来说，上述的磨损性质基本不能独立出现，一般都是交替发生。但是由于磨损条件会出现变化，所以组合方式一般不同。③磨损类型并非固定不变，在不同的外部条件和材料具有不同特性的情况下，损伤机制会发生转化，由一种损伤机制变成另一种损伤机制。所谓外部条件主要指摩擦类型(滚动或是滑动)、摩擦表面的相对滑动速度和接触压力的大小。(4)碳棒耐磨性的定义及评定方法：碳棒在一定条件下抵抗碳棒磨损的能力，被称作为碳棒的耐磨性，一般来说是磨损率的倒数，即[7]：（2-1）式中：—材料耐磨性；—磨损率；对于磨损量来说，常用的表示方法有：①线磨损：磨损面法向的尺寸变化值（）；②质量磨损：磨损面质量的变化（）；③体积磨损：磨损面体积的变化量（）；④磨损率：单位时间磨损量（）、单位行程磨损量（）、单位转速的磨损量（）；⑤比磨率：载荷和摩擦距离的成积与磨损量比值的倒数，单位表示为；⑥相对耐磨性：在相同条件下，被用于摩擦的碳棒和没进行任何处理的碳棒之比，即：（2-2）式中：—相对耐磨性；、—试验试样和标准试样耐磨性；、—试验试样和标准试样磨损率。对于上文磨损量的评定来说，碳棒表面损失的形式有线磨损、体积磨损等。对碳棒磨损有影响的因素有碳棒的形状尺寸、所受的载荷等。因此磨损量的表达方式通常是绝对值。对磨损率来说，必须要考虑它的磨损长度和磨损时间。对碳棒的耐磨性来说，一般需要根据相对耐磨性来评定碳棒的耐磨性。当使用相对耐磨性来测定碳棒的耐磨性时，一般需要取一个与碳棒性能相同的材料，在相同的工作环境下进行试验，这种方法可以很大程度上减少测得的误差。该方法可以很大程度上的提高对碳棒参数测得的精度。除此之外，该方法还有一些优点，例如操作简单，可以有效的避免测量误差。2.2碳棒磨损评定方法的分类当进行碳材料相关的研究时，一般需要对碳棒的耐磨性和润滑条件进行测定。碳棒磨损试验一般分为两种，一种是实际试验，另一种是实验室试验，两种方法各有优缺点[8]。(1)实际试验：与实验室试验相比，实际试验的准确度更高，测量结果更精确，比实验室试验更有效。然而，该种试验也有一定的缺点，对于一些试验不可以实现。它的缺点如下：①试验周期长；②作试验时，它的实验结果具有一定的偶然性和特殊性，分散度比较大；③影响试验的因素比较多，不容易确定单个因素对试验的影响，并且磨损结果测量往往比较困难，精度不高。④花费大量的人力物力。综上所述，一般不用实际试验的方法来测定碳棒的耐磨性和其他影响碳棒磨损量的参数。(2)实验室试验实验室试验分为台架试验和试样试验。①台架试验对台架试验来说，它一般用的是真实的零件进行模拟试验，在特殊情况下也会用整台设备进行试验。这种试验的真实性比较高，可以排除偶然性和特殊性。但它最大的缺点是费用高。②试样试验对试样试验来说，它是把碳棒作成简单的试件，然后把它放在碳棒磨损机上进行试验。这是对碳棒进行耐磨性试验最常用的方法。该方法最大的优点是可以轻易的得出碳棒的磨损规律，进而减少偶然性和特殊性，适用于研究各因素对碳棒的影响。该试验方式，它的费用低以及周期不长。试样试验又可分为两种，一种是一般性的试样试验，另一种是模拟性的试样试验。对一般性的试样试验来说，它对模拟环境的要求不是非常高，碳件形状简单，主要用于碳棒摩擦机理的研究以及碳棒耐磨性的研究等。该种试验是理想化的物理模型，所以试验结果存在一定的误差。对模拟性试样试验来说，它主要是用来模拟零件的工况，故它对零件的分析更准确。对模拟性实验来说，它有两种方法：一种是根据磨损类型模拟，即试验机摩擦副与实际工作时的类型相同；另一种是根据摩擦条件模拟，即试验机的摩擦副与实际工作时的摩擦条件接近。这两种模拟即是对立的，也是相互联系的。按照设计要求，本次设计的碳棒磨损机，主要用于测得碳棒在不同速度和载荷下的摩擦磨损机理。一般用于实验室里的试样实验，对碳棒磨损机的要求不高。(3)常用的几种磨损试验机：①MM-200型摩擦磨损试验机；②ML-10型固定磨料磨损试验机；③MD-240型定速摩擦试验机；④环块式摩擦磨损试验机。3总体方案设计3.1设计原则几年来，虽然碳棒磨损机的类型越来越多，但是它并没有标准化。对于不同的碳棒磨损试验来说，应根据它的试验目的和要求来设计相应的试验机。当设计碳棒磨损机时，不仅需要考虑它的性能，还需要考虑各个零件的经济性，应在能满足性能要求的前提下，使制造费用最少。现阶段虽然有许多碳棒磨损机实现了标准化，但该设备还不是非常成熟，一般在设计磨损机时，必须要遵守以下的设计原则[9]：(1)原则1在进行碳棒磨损试验时，碳棒的接触形式以及它的运动形式需要和碳棒在实际工作时的条件一致。(2)原则2对工作零件来说，它工作时可能出现的运动形式有许多种，例如滚动、冲击、滑动等。最常见的运动形式有往复和连续两种，往复运动又包括大小振幅运动。接触形式包括点、线、面接触三种，而面接触又包括一个设计表面（受液体冲击的零件）和两个设计表面两种。对碳棒磨损试验来说，接触形式的不同，对试验结果产生的影响也不同，本次设计采用的接触形式为点接触，示意图如图3.1所示。图3.1点接触示意图(3)原则3对碳棒磨损机来说，必需使它保证足够的精度，这样可以使磨损试验获得的参数更加准确。由于摩擦是无处不在的，所以碳棒磨损机内部也会有摩擦，这个摩擦经常会导致测量结果不准确，因此在测量摩擦系数时，必须要保证碳棒磨损机具有一定的机械稳定性。碳棒磨损机的精度越高，测量的参数越准确；碳棒磨损机寿命长，可以保证试验的长久性；如果碳棒磨损机出现振动，那么它的误差是非常大的。除此之外，为了提高试验结果的正确性，最好的方式是用传感器来测定摩擦试验中的各参数。传感器的结构示意图如图3.2所示。图3.2传感器的结构示意图(4)原则4碳棒磨损机在做摩擦试验时，应该使试验机能模拟实际的工作环境。对摩擦磨损性能来说，摩擦副的润滑条件对它的影响是非常显著的，如果不能有效的模拟实际的工作状况，那么得到的试验结果是不准确的。所以当温度、载荷等发生变化时，它的模拟结果可能也发生变化。(5)原则5碳棒磨损机应使试验精度高，并且易于调整维修，使实验结果分散度小。3.2工作原理碳棒磨损机原理选用可调速电动机，经联轴器带动主轴旋转，从而驱动摩擦盘转动，碳棒安装在夹具上，并随主轴一起回转，碳棒和摩擦盘相摩擦。载荷由弹簧添加到加载盘中，由传感器直接测的摩擦副所受的正压力，摩擦力由另一传感器经计算后得出。在做试验时，碳棒表面的润滑状态可以为边界润滑，也可以为干润滑。碳棒磨损机原理图如图3.3所示[10-11]。图3.3碳棒磨损机原理图3.3试验方法(1)试验条件载荷：10-50kg；主轴转速：750r/min；试件直径：30-50㎜；厚度：10㎜；载荷固定在摩擦圆盘上，摩擦圆盘由主轴带动旋转。(2)影响因素①碳棒的表面性质：包括碳棒的形状、碳棒的含碳量、碳棒表面光洁度等，这些因素都会影响到碳棒的磨损；②碳棒的形状和尺寸：碳棒的形状会影响到碳棒和摩擦盘的接触形式，点线面不同的接触形式，对磨损的影响是不同的。碳棒的形状还会影响到润滑剂的状态和磨损量等。对于一些碳棒磨损机来说，它们只能用来做特定形状碳棒的磨损试验；③摩擦状态：做碳棒磨损试验时，要注意碳棒的装配，在固体润滑时，不能采用倒装；④运动形式：碳棒相对运动时，它有多种摩擦形式例如滚动和滑动，并且相对运动会对润滑状态产生一定的影响；⑤速度：对速度来说，它对摩擦的影响是复杂的，因为当速度发生变化时，摩擦系数也会发生变化；当速度过高时，会使碳棒发生变形，温度也有可能升高，因此可能会改变润滑的状态；⑥温度：温度和其它因素相比，是影响摩擦试验最重要的一个参数。对碳棒来说，当温度升高时，碳棒表面的性质会发上变化，当碳棒性质变化时，摩擦系数也会变化，故导致摩擦副的工作条件发生变化。温度对磨损量的影响是复杂的，当温度很高时，材料的磨损量会发生变化，粘度也会发生变化，故粘度下降，严重时会改变润滑的状态；⑦压力：当压力发生变化时，润滑状态也有可能发生变化，进而影响碳棒的磨损量；⑧周围环境介质：周围环境中的介质发生变化时，对碳棒和润滑剂都会产生一定的影响。并且如果不控制好周围环境的介质，会导致碳棒表面被污染，进而影响到碳棒的安装精度；⑨润滑方式：润滑方式对摩擦副的直接影响主要体现在润滑条件和给油方式上，并且不同种类的润滑油有不同的影响；⑩试验时间：对碳棒磨损试验来说，要想确定试验时间，需要了解碳棒的磨损阶段，不能为了缩短试验时间而缩短时间，要根据磨损阶段来确定，不然可能会导致碳棒被破坏。4结构设计4.1电机选择查找碳棒磨损机的相关资料，结合设计要求，确定出碳棒磨损机的性能指标如下[12]：载荷：10-50kg；主轴转速：750r/min；试件直径：30-50㎜；厚度：10㎜；载荷固定在摩擦圆盘上，摩擦圆盘由主轴带动旋转。(1)驱动部分①选择原理：对电动机来说，它是一个标准件，需要根据工作参数来选择合适的电动机。现阶段来说电动机的种类是非常多的，有直流、交流、步进等几种电机。前两者的价格高，经常用在一些特殊的场合；而后者主要用在数控设备中。对于交流异步电机来说，它最大的优点是价格低，方便维修和安装，并且交流电在机械设备中应用是非常多的，所以容易获得。除此之外，在工程上还有一种常用的电动机，为三相异步交流电动机，它的电压为380伏，不能应用在易燃易爆的场合，主要应用在没有特殊要求的机械设备上，并且适合应用在大转矩的机械上，如压缩机。电动机主要应用在机械，电气等领域，在各个领域中，异步电动机的应用都是广泛的。②具体计算：根据电动机的工作条件和经济性，来选择合适的电动机功率。对于电动机的功率来说，选的太小，可能会导致机械设备不能正常工作；选的太大，可能会导致电动机不能充分发挥它的作用，并且它的成本比较高，由于电动机不能再满载下运行，所以它的工作效率比较低，造成了严重的浪费[13]。由交流可调速电动机实现无级变速转动，选择电动机：已知:，；承受最大扭矩的公式为：（4-1）设承受最大扭矩为：根据电机的额定功率计算公式：（4-2）所以电机的额定功率为：所以选择YE-71M1-2三项异步电机，其基本外形尺寸与安装尺寸如图4.1所示，YE-71M1-2三项异步电机安装尺寸表如表4.1所示。表4.1YE-71M1-2三项异步电机安装尺寸表机座号极数安装尺寸外形尺寸AA/2BCDEFGHKABACADHDL802、412562.5100501940615.58010165175150175290图4.1YE-71M1-2三项异步电机安装示意图4.2传动装置设计4.2.1联轴器的设计(1)传动部分①选择原则：本次设计的碳棒磨损机的传动部分为主轴带动联轴器转动。联轴器的选取原则为：在满足设计要求的前提下，使联轴器具有足够的精度。因为它是依据载荷和转速设计的，所以在设计传动部分时还应考虑以下几点[14]：转矩的大小和缓冲吸振。联轴器有许多种类，当运行的功率过大的时候，选用的联轴器为齿式联轴器。对冲击载荷大的传动，常用的联轴器为轮胎式联轴器。工作转速和离心力。当工作转速高时，一般选择精度高的联轴器，而不选用精度低的联轴器。常见的有膜片联轴器。两轴相对位移的大小和方向。当联轴器和轴连接时，由于加工误差，或者工作时相对位移大，可能会导致两轴不能严格对中，针对这种情况常用的联轴器为扰性联轴器。对联轴器和轴的相对位移来说，又可分为径向位移和轴向位移，当径向位移大的时候，用的联轴器为滑块联轴器，也可用万向联轴器等。可靠性和工作环境。对联轴器来说，可靠性是非常重要的。比较可靠的联轴器一般是由金属制成的，并且不需要润滑。对需要润滑的联轴器来说，润滑的好坏严重影响联轴器的性能，并且它的润滑剂容易被污染。还有一些含有非金属零件的联轴器，它对温度比较敏感，容易老化。联轴器的制造、安装和维护。联轴器的设计应在满足使用性能的前提下，是它的成本尽量的低，并且当机器出现故障时，应便于安装和修理。例如刚性联轴器，它就完全满足上述的要求。(2)具体选用：对联轴器来说，它的选择需根据轴的直径和转速以及电动机的型号来决定，根据设计参数查阅《机械设计手册》，可选择40×50弹性柱销联轴器。在碳棒磨损机工作时，联轴器和轴是不能分开的，只有当碳棒磨损机停止工作或拆卸时，二者才是可以分开的。对于柱销联轴器来说，它的柱销容易松动，影响轴和联轴器的连接，所以一般在半联轴器上用螺钉连接一个挡板。柱销联轴器有许多好处，例如装拆方便、结构简单、寿命长、耐磨性好等。有优点就会有缺点，它最大的缺点是稳定性不好。它主要应用在载荷波动小，不需考虑缓冲的轴系，它一般的工作温度为。联轴器的结构示意图如图4.2所示。图4.2联轴器的结构示意图4.2.2轴的设计与校核(1)设计原理对于轴的结构设计来说，在设计时不仅需要考虑轴的强度，还需要考虑轴的刚度。除此之外，轴上零件的轴向定位也是非常重要的，因此为了保证轴的工艺性，一般把轴设计成阶梯状。轴的设计一般分两部进行，第一部拟定一个轴径，第二部根据设计要求画出整根轴的结构。轴的结构确定后，计算轴的弯矩和转矩，最后根据弯矩和转矩进行强度校核[15]。轴径可按下式初定：（4-3）式中：—许用扭转切应力，单位为，查《机械设计手册》取；—轴上传递功率，；—轴的转速，。①轴的径向尺寸设计：当轴上零件装拆困难时，往往需要根据改变轴直径的大小来实现，相邻两端轴的轴颈变化是不大的，但是仍然会产生应力集中，为了减少应力集中一般取相邻轴颈的差为；当轴上零件的轴向固定很难实现时，最好的方法就是改变轴的直径，为了更好的承受轴向载荷，轴径的变化应该是比较大的，一般取相邻轴颈的差为；②轴的轴向尺寸设计：为了更好的确定阶梯轴各个变断面的位置，故需要对轴的轴向尺寸进行设计。为了更好的固定轴上的零件，需要对轴的变断面进行设计，应使轮毂端面与变断面的位置平齐。常用的轴向定位零件是轴套，当轴颈发生变化时，轴套和轴之间应有一定的间隙，可以保证零件的安装精度。轴上常用于周向固定的零件是平键，对于平键来说，它的长度一般要比轮毂短。平键安装时需要注意，为了便于对中，键槽应该距离轮毂装入端近一些，通常取。当轴上安装不只一个平键的时候，应保正各键在一条中心线上，以保证安装精度。(2)轴上零件的定位当轴上零件受力发生相对运动时，会严重影响到碳棒磨损机的工作效率，所以除了有要求空转的零件外，都应避免出现相对运动的现象，将使它的位置精度更准确。①零件的轴向定位：为了防止轴上零件工作时上下跳动，最好的方法就是对轴上的零件进行轴向定位。轴向定位的方法有许多种，例如圆螺母和轴肩等。②零件的周向定位为了有效的防止轴上零件沿轴向发生相对运动，最好的方法是进行轴向定位。周向定位的方法也有许多中，例如键、销和过盈配合等，其中键连接需要根据转矩的大小来选择键的种类。(3)轴的失效形式及设计准则对于轴来说，最常见的失效形式为疲劳断裂，造成这一现象的原因是轴会产生变应力，所谓变应力就是轴在弯矩和扭矩的共同作用下产生的力。因此，在轴的设计过程中，完成疲劳强度校核是必不可少的。当瞬时过载非常大时，它的应力和静应力的性质比较接近，会导致塑性变形，此时应进行静强度校核。对于机床的主轴来说，它除了对强度有要求外，对刚度也有一定的要求，必须进行刚度的计算。对汽车的主轴来说，它的转速是非常高的，并且受到的载荷是按一定规律变化的，该种轴可能会产生共振，还需要进行振动稳定性计算。对轴的设计来说，它必须要满足以下几个方面的要求：具有足够的强度和刚度、便于装拆、结构稳定简单。一般来说，轴的设计需要完成轴的结构设计和强度设计。(4)轴的计算按扭转强度初步估计轴的最小直径，常用公式为：（4-4）因为键槽会对轴产生一定的影响，所以取轴的直径为，轴的材料选45号钢（根据表4.2选择），轴还需进行正火处理。表4.2轴的常用材料及其主要力学性能材料牌号热处理毛坯直径/㎜硬度/HBS抗拉强度屈服强度极限弯曲疲劳极限剪切疲劳极限许用弯曲应力备注Q235-A热轧或锻后空冷≤100400-42022517010540100-250375-39021545正火回火调质≤100100-300≤100170-217162-217217-255590570640295285355255245275140135155556040Cr调质≤100100-300241-2867356855404903553352001857040CrNi调质≤100100-300270-300240-2709007857355704303702602107538SiMnMo调质≤100100-300229-286217-2697356855905403653452101957038CrMoA1A调质≤6060-100100-160293-321277-302241-2779308357857856855904404103752802702207520Cr渗碳淬火回火≤60渗碳52-62HRC640390305160603Cr13调质≤100≥241835635395230751Cr18Ni9Ti淬火≤100100-200≤19253049019519018011511045QT600-3190-270600370215185QT800-2245-335800480290250轴的计算简图如图4.3所示。轴上零件的受力可以分解为径向力和圆周力，根据零件所受的载荷，可以把两个受力都转画到轴上。根据轴所受的力，校核轴强度。图4.3轴的计算简图轴上载荷：跨距，计算齿轮处的弯矩。圆周力的计算公式为： （4-5）故圆周力为；径向力的计算公式为：（4-6）故径向力为；两个支撑的支反力为：；；；；经计算可得出：；；合成弯矩的公式为：（4-7）故合成弯矩为；扭矩的计算公式为：（4-8）故扭矩的大小为；考虑弯矩和转矩所产生的应力的循环特性不同而引入修正系数。查阅资料可知，。轴的相当弯矩公式为：（4-9）轴的相当弯矩为；按弯矩合成应力校核轴的强度，核算轴上受最大弯矩处剖面强度。最大弯矩处剖面强度的计算公式为：（4-10）故最大弯矩处剖面强度的计算公式为：；校核结果：为轴的许用弯曲应力，根据轴的材料可以选择的值为。校核结果的可能性如下：当是，合格；当时，不合格。根据上述的计算可知：；故该轴的设计是合格的。(5)提高轴的强度常用方式为①合理布置轴上零件以减小轴的载荷；②改进轴上零件的结构以减小轴的载荷；③改进轴的结构以减小应力集中的影响；④改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度。(6)轴的结构工艺性对于轴的工艺性来说，它主要指的是轴上零件是否便于装拆以及轴生产率的高低等。正常来说，光轴的工艺性最好，因为它的结构比较简单。故轴的结构设计，应尽量简化。对于轴来说，为了方便它的装拆，应在轴的两端作出倒角。当轴需要制作螺纹时，在轴上应设置退刀槽。4.2.3轴承的选用与校核根据轴的工作条件和载荷，查《机械设计手册》，可选GB／T276-94深沟球轴承6201-2Z。轴承的当量动载荷计算公式为：（4-11）式中：—径向载荷系数；—轴向载荷系数；—载荷系数；—径向力；—轴向力；查阅相关资料，可知的取值范围为1.2-1.8，根据设计条件，在本次设计中，取[16]；根据设计条件和所受载荷可知，；故所受的径向力为：；由可查机械设计手册得出，深沟球轴承值最小为0.22，可以得出此式：查相关的设计资料，可取；；故轴承的当量动载荷为；根据轴的设计要求以及轴承所受力的大小可取;演算轴承寿命，轴承寿命公式如下：（4-12）式中：为寿命指数，对球轴承，取。所以轴承的寿命为：对于本次设计的轴承来说，它的预期寿命是8年，即70080h，因此将预期寿命与实际寿命相比：。故该轴承设计合格。4.2.4键的选用与校核根据轴的转速和工作条件，查阅相关资料，可取，，键的长度一般按比轮毂长度短取。对于键来说，常见的失效形式有压溃和磨损，平键的连接形式为静连接，失效一般发生在最脆弱的地方。键必须具有一定的抗拉强度，一般来说他不应低于600MPa，故根据表3.2选择材料为45钢。强度校核的计算公式为：（4-13）式中：—传递转矩，取；—键与轮毂键槽的接触高度，；—键的工作长度，圆头平键，；—轴的直径，；所以轴的强度为：因为，故合格。4.3加载装置设计4.3.1称重传感器对称重传感器来说，它的工作原理是将质量信号转变为电脑可以读懂的电信号。当使用传感器时，首先必须考虑的是它的工作环境，因为工作环境是选择称重传感器必须考虑的。当使用传感器时，它的寿命也不应忽略，这将直接影响到机器的测量精度和安全稳定性。对于传感器来说，它分为两种技术指标，一种是新的，另一种是旧的，二者的差距是非常大的。常见的有BK-2型、S型等。本次设计选用的传感器为BK-2型秤重传感器。BK-2型秤重传感器的外形图如图4.4所示。图4.4BK-2型秤重传感器的外形图该传感器主要特点:(1)弹性体采用剪切(或弯曲)悬臂梁结构，高度低，结构强度高，抗疲劳、抗偏信能力强；(2)测量精度高，安装使用方便，性能稳定可靠；(3)特别适用于皮带秤、料斗秤、平台秤、地中衡等测力称重系统中；(4)并备有分体式变送器可供选择如：0-5V，±5V，0-10V，4-20ma；(5)在航空航天工业、实验室中大量应用；(6)备有四合一变送器，可供选择，此产品功能为，将四个变送器的信号经处理变换成一个标准模拟信号输出，此模块为针对重系统专门设计，可以用四个传感器称一个物体的重量，同时具有很好的平衡性。(7)备高、中档XS系列称重仪表与测力、称重传感器配套使用，以实现计量控制。4.3.2弹簧弹簧[17](1)弹簧的应用：对弹簧来说，它是弹性元件的一种，当载荷比较大时，它会发生弹性形变。弹簧在机械中的应用是非常广泛的，经常用在以下情况：①控制机构的运动。如离合器等；②减震缓冲。如汽车的座位及各种缓冲装置；③储存能量以及输出能量。如手表等；④测力的大小。如测力器等。(2)弹簧的作用：当加载以及冲击破坏被测材料表面时，都会对摩擦性能产生一定的影响，为了保证弹簧的重心稳定，在设计时需要把弹簧的上半部分固定在套筒上。对于好的弹簧来说，它的评定标准是表面光滑无裂纹，具有一定的抗腐蚀性能力，并且弹簧经过一段时间的工作后，它不会出现永久性变形的情况。(3)弹簧的设计：为防止载入时冲击过大而损坏试件，设计带有弹簧的承载件时，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。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：；许用应力系数：；开口大小的计算公式为：（4-14）故，查表得：M=0.273；采用试算法：取c=9.3，，不符合条件；取c=10，，；故；；因此，弹簧外径为；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：；弹簧圈距的计算公式为：（4-15）故弹簧的圈矩为：；极限载荷：；在载荷作用下弹簧变形量的计算公式为：（4-16）因此，在作用下的变形量为，在作用下的变形量为；弹簧的自由长度的计算公式为：（4-17）故弹簧的自由长度为；弹簧丝展开长度的计算公式为：（4-18）故弹簧丝展开长度为；弹簧劲度系数的计算公式为：（4-19）故弹簧的劲度系数为；(4)弹簧的制造：弹簧的制造工艺比较简单，具体如下：卷制挂钩加工及精加工端面热处理强度检验。对于用于重要场所的弹簧，位置精度是非常重要的，保持位置精度最好的方法是采用磨床加工弹簧的两端面，使端面与它的中心线保持垂直。当弹簧用于拉伸的场合时，必须在弹簧的两端设置一对挂钩。在弹簧加工完成时，必须要对它进行热处理，这样不仅可以提高弹簧表面的硬度，也可以使它有更好的韧性。判断弹簧热处理好坏最好的方法是，观察弹簧表面是否出现脱皮现象。除此之外，为了判断弹簧能否真正的用于设备之中，还需要对弹簧进行模拟试验，即使它在满足设计要求的前提下，进行疲劳强度的试验，根据试验结果可以看出弹簧是否合格。弹簧的表面必须始终保持光滑，不应出现缺陷和裂痕等，因为裂痕可能会引起应力集中，进而导致弹簧的寿命变短。弹簧的材料也是非常重要的，合适的材料具有一定的抗冲击能力和耐磨性，可以使弹簧的应用范围更广。弹簧的承载结构示意图如图4.5所示。图4.5弹簧结构示意图当弹簧进行喷丸处理后，它的表面硬度得到了很大的提高，承载能力也得到了大大的提高。与喷丸处理相似，还有一种相似的处理方式叫强压处理，强压处理最大的缺点是作用时间比较长，最长的时间可达48小时。经过强压处理后，弹簧的承载能力得到了提高，但是它也是有缺点的，最大的缺点是容易使弹簧受到腐蚀。(5)弹簧的材料及许用应力[18]：根据弹簧的工作要求，在弹簧工作时必须要考虑它的弹性极限，这样可以使它的工作更加可靠。众所周知，弹簧本身就是弹性元件，所以它的韧性和可热处理性是非常重要的。在本次设计中，弹簧选择的材料为碳素钢，它的优点有许多，例如刚度好，易加工等。碳素钢弹簧的抗拉强度极限图如图4.6所示。图4.6碳素钢弹簧的抗拉强度极限图在图4.6中要注意以下几点：①按受力循环次数不同，弹簧可分为三类：第一类如Ⅰ；第二类如Ⅱ；第三轮如Ⅲ；②按机械性能可分为四组，如Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ所示，其中Ⅰ最高，依次排列Ⅲ最小；③工作极限应力：第Ⅰ类小于等于1.67，第二类小于等于1.25，第三类小于等于1.21，轧制钢材的机械性能与钢丝相同，弹性模量对的直径有效。(6)弹簧的参数：许用扭应力：Ⅰ类弹簧0.3；Ⅱ类弹簧0.4；Ⅲ类弹簧0.5；许用弯曲应力：Ⅰ类弹簧0.5；Ⅱ类弹簧0.625；切变模量：81.5～78.5；弹性模量：204～202；推荐使用温度℃：-40～120；特性及用途：性能好，强度高。4.3.3杠杆(1)杠杆平衡：杠杆平衡指的是杠杆静止或相对静止时出现的平衡,当我们在做试验时，杠杆所处的位置是在水平位置处的平衡，然而在实际生活中，几乎不存在这种平衡，因为杠杆受到多个力的影响，在开始的时候很难保持水平。因此，杠杆在大多数情况下都是相对平衡的。杠杆平衡的表达公式为：动力与动力臂的成积和阻力与阻力臂的成积相等。即：动力/阻力=阻力臂/动力臂。所以杠杆平衡的公式为：（4-20）注意：①由公式（4-20）可以看出，动力臂越大，动力就越小。所以在设计时，应尽可能的使动力臂长，阻力臂短；②计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要统一，动力臂和阻力臂的单位要统一。(2)杠杆的分类（三种杠杆）：①省力杠杆：阻力臂<动力臂，如指甲刀；②费力杠杆：动力臂<阻力臂，如镊子；③平衡杠杆：动力臂=阻力臂，如秤。注意：省力杠杆，省力但费距离。费力杠杆与之相反，所以世界上没有两全齐美的杠杆，要想省力就必须放弃省距离。对于杠杆种类的判断，要根据杠杆平衡的阻力臂和动力臂的大小来决定。为了判断力臂大小，最好的方式是画出杠杆的示意图，在图上把杠杆平衡的各个参数都标出来，这样可以更加直观的在图上反应出情况，更加便于分析杠杆平衡。增大加载力度。由于安装了称重传感器，加载力可更为精确。它的结构示意图如图4.7所示。图4.7杠杆结构示意图4.3.4丝杠螺母副对于摩擦盘来说，它的转动是由主轴带动的，并且需要依靠丝杠螺母副的传递运动来实现。但是在传递过程中它的力是非常小的，所以一般情况下可以忽略不计。故只需对丝杠螺母副进行结构设计，而不需进行强度校核。螺母的轴向位移公式为：（4-21）式中：是螺杆转角，rad；是导程，mm；是螺距，mm；是螺纹线数；令该螺纹为单线螺纹，则；摩擦销是由丝杠带动的，它的移动距离为40mm，因为二者之间有一定的空隙，所以取螺纹长度；此处设计为手轮转动6圈，螺纹移动30mm，即：螺纹移动的设计公式为：（4-22）即；由此可知：。螺纹中径的计算公式为：（4-23）式中：是螺母形式参数，如果是整体式的螺母，一般取，对于分体式螺母，一般取；是螺纹副许用压强，；在本次设计中取，；将数据带入可得：故有；由系统结构特点，取：；丝杆公称直径，小径：；螺母高度：；丝杆旋动圈数：；工作强度：；故工作压强满足要求。为了保证自锁，螺纹升角:；螺纹牙根部的宽度：。4.4夹具设计本次设计的碳棒磨损机，夹具部分比较简单，为一个矩形磨棒卡具，是专门用来夹紧矩形碳棒的，通过调换磨棒卡具的形状可以夹不同形状的碳棒。本次设计的矩形磨棒卡具如图4.8所示。该种设计最大的优点是接触性好，加工精度高。图4.8矩形磨棒卡具对于摩擦盘来说，它的转动是由主轴带动的，并且需要依靠丝杠螺母副的传递运动来实现。但是在传递过程中它的力是非常小的，所以一般情况下可以忽略不计。故只需对丝杠螺母副进行结构设计，而不需进行强度校核。5三维建模5.1加载装置的建模根据弹簧磨损机的工作要求，当机器工作时，应能储存足够的动能，故设计加载装置的结构图如图5.1所示。加载装置是保证碳棒磨损机正常工作必不可少的一个装置。该装置是由弹簧、支架、滑动板、手轮、螺母等装置组成的，可以保证碳棒磨损试验时的效率。图5.1加载装置的结构图5.2支架的设计本次设计的碳棒磨损机，用到的机架形式有三种，并且这三种机架受到的力都非常小，所以对于它们的设计，只需要让它们满足受力的条件就行。现对与夹具相连的支架进行介绍，本处的支架为滑动板，它的结构图如图5.2所示。与丝杠相连的支架为滑动支架，该支架的作用是保证主轴旋转时它也会跟着转动。它用于控制碳棒沿加载装置的径向位置，进而保证碳棒磨损机正常工作。图5.2滑动板的结构图5.3支撑板的设计根据计算所得的尺寸来看，为了能够使整体结构紧凑美观设计下支承板如图5.6所示。图5.3下支承板结构图5.4三维整体装配用SolidWork画出碳棒磨损机的整体装配图，外观效果如图5.4、5.5、5.6所示。图5.4碳棒磨损机主视图图5.5碳棒磨损机左视图 图5.6碳棒磨损机俯视图结论通过以上分析可知，碳棒磨损机是摩擦磨损试验机的一种，它主要应用在碳棒磨损试验中，用于对碳棒摩擦磨损性能进行测试和评价，是碳棒磨损试验必不可少的试验设备。与摩擦磨损试验机相比，碳棒磨损机的应用范围较窄，但它对碳棒磨损量测定的精度高。本次设计的碳棒磨损机采用柱盘式结构，采用的加载方式为弹簧加载，加载稳定，工作平稳。本次设计的创新处为添加了称重传感器，这样可以使测量的力更加准确，减小了中间环节的误差。试验中用的碳棒形状可以有多种形式，例如圆柱形和方形，机械加工非常方便。并且整机的各部件加工简单、工作可靠、成本低廉。本次设计的碳棒磨损机，机械振动小，工作稳定，具有商业化推广的价值。本文首先介绍了国内外碳棒磨损机的研究现状和未来发展趋势，然后对碳棒磨损试验进行了分析，最后对碳棒磨损机的整体结构进行了设计，并完成了碳棒磨损机的三维图。参考文献陈海真,曲庆文,王红梅.摩擦学设计的发展与探究[J].农机化研究,2002(02)：33-35王斌,蔡兴旺.一种摩擦磨损试验机的设计[J].农机化研究,2003(04)：118-119[3]王世刚,张秀亲,苗淑杰.机械设计实践[M],第二版.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社,2003.20：42-45[4]朱汉华,周劲南,严新平.摩擦学设计准则及其应用实例[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2003(02)：157-160[5]胡元,冯秦淮,唐小行.机械设计中的摩擦学问题[J].机械工程师,2002(11)：47-48[6]王三民,诸文俊.机械原理与设计[M].北京：机械工业出版社,2004.8：67-68[7]杨学军,赵浩峰,赵昕玥.高温销盘磨损试验机的研制[J].太原理工大学学报,2005(04)：477-479[8]李霞,许志庆,杨勇.高速摩擦磨损试验机的总体设计[J].中国仪器仪表,2003(10)：19-21[9]刘永强,张栋.简易摩擦试验机的改装[J].现代机械,2003(05)：95-94[10]LingXiaomei，JiaXian.Influenceofcompositiononfriction-wearbehaviorofcompositemateri-alsreinforcedbybrassfibers[J].RareMetals,2003(04)：265-269[11]A.A.Voevodin,J.S.Zabinski,C.Muratore.RecentAdvancesinHard,Tough,andLowFrictionNanocompositeCoatings[J].TsinghuaScienceandTechnology,2005(06)：31-45[12]刘焜,焦明华.机械产品创新与摩擦学设计[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2005(09)：989-993[13]陈召宝,李强,韩作庆.浅谈用现代技术对MM-200磨损试验机测控系统的改进[J].试验技术与试验机,2005(Z1)：72-75[14]梁风,张锋,宋宝玉.球盘式摩擦磨损实验机的研制[J].机械工程师,2005(08)：36-37[15]濮良贵,纪名刚.机械设计[M],第9版.北京：高等教育出版社，2013.05：102-135[16]秦大同,谢里阳.现代机械设计手册[M],第四版.北京：化学工业出版社,2011.3：76-82[17]马金盛、成九瑞.机械设计原理[M],第七版.北京：中国时代经济出版社,2008.3：102-138[18]濮良贵,纪名刚.机械设计[M],第9版.北京：高等教育出版社，2013.05：102-135[19]罗迎社.材料力学[M].武汉：武汉理工大学出版社，2004.6：56-72[20]宾胜武.刷镀技术[M].北京:化学工业出版社,2003.10：52-46致谢在本次毕业设计中，我的各项能力都得到了很大的提高，从最开始对碳棒磨损机的懵懵懂懂，到最后基本熟悉了它的各个部件及工作原理。在本次设计过程中，我的动手能力和独立思考能力都得到了提高。在此毕业设计完成之际，首先我要感谢我的指导老师，老师虽然很忙，但仍抽出时间帮我解决设计中的遇到的困难，也让我知道了许多以前不了解的知识。从初稿到定稿，老师不厌其烦，一审再审，大到图形的绘制，小到图形中的一根线和语句格式的瑕疵，都一一予以指出。同时，我要感谢机电工程学院所有给我上过课的老师们，是他们传授给我方方面面的知识，拓宽了我的知识面，培养了我的功底，对论文和设计的完成不无裨益。我还要感谢学院的各位工作人员，他们细致的工作使我和同学们的学习和生活井然有序。让我依依不舍的还有各位学友、同门和室友。在我需要帮助的时候，他们伸出温暖的双手，鼎立襄助。能和他们相遇、相交、相知是人生的一大幸事。本论文的完成远非终点，文中的不足和浅显之处则是我新的征程上一个个新的起点。我将继续努力！

论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰的认识。

（2）观察法

观察法是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助仪器，对处于自然状态下的客观事物进行系统考察，从而获取经验事实的一种科学研究方法。

（一）典型例子

皮亚杰的儿童认知发展理论就是通过观察法提炼总结出来的；儿童心理学创始人——普莱尔，也是在一次次地使用观察法后，提出了儿童心理学领域中的诸多理论。

（二）研究