直线往复运动摩擦磨损试验机的改造
一种环境可控的新型往复式摩擦磨损试验机
实验结果可知，当温度为723 K时，该材料初始屈服强度不低于609 MPa，因此可判定钛合金金属基体管不存在破坏风险，满足工程应用要求。
4 结语为了得出并联式双室双推力固体火箭发动机长尾喷管组件在工作状态下的温度分布情况，该文基于流固耦合方法对长尾喷管组件进行传热计算，相关结论如下：1） 并联式双室双推火箭发动机长尾喷管组件承受内、外两侧高温燃气热量传递，长尾喷管总体温度分布不均匀，最高温度出现在喉衬处，大约为3 400 K，且整体温度明显高于周围部件。
长尾管内外侧复合材料热防护组件对减缓热量向金属基体传导起到了明显作用，其中外侧热防护构件虽厚度较低，但因为EPDM优良的绝热性能，所以仍能发挥较好的隔热效能。
从提升安全裕度角度上来看，建议可适当增加EPDM层的厚度。
2） 长尾喷管组件金属基体温度呈现“中间高，两端低”的分布特点，最高温度为695.22 K，主要由圆柱中段同时承受内、外侧高温燃气传热所致。
上游螺纹处相对防护层厚度较大，温度保持在310 K，同理，下游温度基本处于初始环境温度范围。
长尾管组件金属基体在温度及压力载荷共同作用下的最大应力为568 MPa，位于圆柱段与螺纹连接台阶过渡区域，综合文献试验数据判定，长尾喷管不存在连接失效及结构完整性的问题，可满足并联式双室双推力火箭发动机工作的要求，同时也间接反映出长尾喷管热防护形式的有效性及合理性。
参考文献[1] EL-NADY A M，AHMED M，EL-SENBAWY M A，et al. Experimental and theoretical study on a dual-thrust rocket motor with subsonic intermediate nozzle[J].Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，2018，232（10）：1844-1852.[2]伍永慧，高喜飞，乔小平，等.一种双室双推力的丁羟复合固体火箭发动机助推器：CN201822255516.7[P].2019-11-19.[3]苟秋雄，王伟，杨晓英，等.双脉冲发动机对火箭弹增程可行性分析[J].弹箭与制导学报，2020（3）：79-84.[4]鲍福廷，侯晓.固体火箭发动机设计[M].北京：中国宇航出版社，2016.[5]王启凡，余陵，洪松，等.典型固体火箭发动机流热固耦合数值模拟[J]. 弹箭与制导学报，2019，39（2）：11-14，19.[6]张军.两相钛合金拉伸力学行为的研究[D].合肥：中国科学技术大学，2015.0 引言传统的立式摩擦磨损试验机不仅测试范围会受试件形状和试验条件的限制，而且具有体积大、操作复杂以及价格昂贵的缺点，而往复式摩擦磨损试验机能够解决上述难题。
往复式摩擦磨损试验机的研制
ａ１１ｄ ｓｏ ｏｎ ｃａ丌ｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｂ咖ｄａｔｉｏｎ，ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｒｕｂ ｍｅ ａｂｒａＳｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｎ ｍｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇｎ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ
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ｓｔｎｌｃｔｕｒｅ ｄｒａ、ｖｉｎｇ，ｈａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａ ｍｏｌｄ ｂｏｘ Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，ｔｈｅ ｓｕｒｖｅｙ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅ
重大的课题，也是机器设计的关键技术之一。
摩擦学具有两个重要属性：（１）多学科性：摩擦学的研究涉及材料学、化学、机
械学、测试技术、物理和力学等多个学辩和领域，摩擦学的发展嚣要多学科的毫度交
叉、融合秘支籍：（２）实箴赣：瘴擦学理论分车蠢经茬蓑要大量实验萋嚣究藏采的支持，
其应用璺是直接服务于各种生产实践，因此，试验测试技术的开发研究对摩擦学学科
兰州理工大学 硕士学位论文 往复式摩擦磨损试验机的研制 姓名：刘立平 申请学位级别：硕士 专业：机械工程 指导教师：龚俊;卢世忠
20060501
兰州理工大学工程碗上学位论文
摘要
摩擦学是研究作相对运动的相互作用的表面间摩擦行为对机械系统作用的理论和 实践的科学。先进的摩擦磨损试验机及摩擦学试验技术对于摩擦学研究的深入丌展有 着重要意义，随着计算机技术、自动化技术以及智能控制技术的日益发展，将其应用 于摩擦磨损试验系统已成为摩擦学实验测试技术开发研究的重要内容。本文所研制的 往复式摩擦磨损试验机及其测试系统，正是将这些技术与摩擦磨损试验有机结合的产 物。
往复式摩擦磨损试验机的工作原理
往复式摩擦磨损试验机是一种用于模拟物体表面往复摩擦磨损情况的专用设备，广泛应用于材料磨损性能评价和材料磨损机理研究等领域。
本文将从工作原理、结构特点和应用领域等方面对往复式摩擦磨损试验机进行介绍。
一、工作原理往复式摩擦磨损试验机的工作原理主要基于摩擦和磨损的物理过程。
在试验中，样品与摩擦副之间采用往复摩擦方式，在一定载荷和速度的作用下，样品表面会产生不同程度的磨损，通过对磨损量、磨损形貌、摩擦系数等参数的监测和分析，可以评价材料的耐磨性能和磨损机理。
往复式摩擦磨损试验机采用电机驱动，通过控制电机的转速和载荷大小，实现样品之间的往复摩擦运动，同时利用多种传感器对摩擦副的运动状态和试验参数进行实时监测和记录，以获取精确的试验数据。
二、结构特点1. 样品夹持装置：通常采用气动或液压夹持方式，保证样品稳固牢固地固定在磨损试验机上，避免试验过程中的误差。
2.试验载荷装置：通过加载装置对样品施加一定大小的载荷，模拟实际工况下的磨损情况，使试验结果更具可靠性。
3. 高精度运动控制系统：试验机配备高精度的运动控制和数据采集系统，可实现多种摩擦运动方式的模拟和控制，如往复摩擦、旋转摩擦等。
4. 数据采集与分析系统：试验机配备强大的数据采集与分析系统，能够实时记录试验过程中的摩擦系数、磨损量、磨损形貌等参数，并对试验数据进行深入分析和处理，为后续的磨损机理研究提供可靠的数据支持。
三、应用领域1. 材料耐磨性能评价：往复式摩擦磨损试验机可对不同材料的耐磨性能进行定量分析和评价，为材料的选择和设计提供科学依据。
2. 磨损机理研究：通过对试验结果的分析和研究，可以深入了解材料磨损的机理和规律，为改进材料性能和延长材料使用寿命提供理论支持。
3. 润滑剂研究：通过模拟不同润滑条件下的摩擦磨损试验，评价不同润滑剂对材料表面磨损的影响，为润滑剂的优选和应用提供技术参考。
总结：往复式摩擦磨损试验机具有良好的稳定性和精确性，能够模拟多种实际工况下的摩擦磨损情况，广泛应用于材料磨损性能评价和磨损机理研究等领域，对于促进材料科学研究和工程实践具有重要意义。
摩擦磨损试验机的工作原理和操作方法 摩擦磨损试验机常见问题解决方法
摩擦磨损试验机的工作原理和操作方法摩擦磨损试验机常见问题解决方法摩擦磨损试验机，其紧要用途与功能均与美国FALEX6#型多功能试样测试试验机相像（Multi—Specimen Test Machine），它是研制开发各种中系列液压油、内燃机油、齿轮机油必需的模拟评定测试试验机工作原理试样的待磨层与摩擦纸，在荷重摩擦体的作用下，以规定的速度相互摩擦。
通过测量摩擦前后密度的削减量（或涂层厚度的削减量），来判定墨层（或涂层）的耐磨性。
摩擦试验机结构原理接受微电脑掌控、LCD动态显示、机电一体化原理，进行设定的摩擦试验。
试验前将试验标准要求的或操自定的摩擦次数输入掌控系统，试验则可实现自动掌控，并在每次试验结束后蜂鸣提示。
掌控系统具有断电记忆功能，即每次重新上电后，保持上次断电前输入的参数状态。
执行机构接受高精度齿轮减速微型电动机驱动摩擦体进行直线往复摩擦运动。
操作方法立式摩擦磨损试验机是由主轴驱动系统，摩擦副专用夹具，油盒与加热器，试验力传感器，摩擦力矩测定系统，摩擦副下副盘升降系统，弹簧式微机施力系统，操纵面板系统等部分构成。
它们都安装在以焊接机座为主体的机架内。
机座的右上方是试验机操作显示系统，左上方是主轴驱动系统和油盒，摩擦副，各种传感仪器等，机座的左下部是试验机弹簧式施力系统和微机自动加荷系统，右下部是工具箱，机座的前后及左侧有门，打开时能清楚看到内部机构，以便进行调试检修。
1 主轴及其驱动系统主轴（1）是由松下交流电机（2）和PWMC 脉宽调速掌控系统构成,该系统电机的额定力矩为9.545Nm,脉宽调速范围为10—2000r/min,无级恒扭矩,高速精度为1%.该电机较大功率约 1.5Kw,在主轴（1）和电机（2）上部，分别装有从动和自动特制的圆弧齿形带轮（3）、（4）,通过圆弧齿同步带（5）把电机的功率传递到主轴上。
由于应用了脉宽调速系统使其在低转速下具有高的传动力矩,它完全更改了可控硅无级变速系统在低转速下传动力成倍递减的特点。
重磅推出PV3906往复式磨耗试验仪技术指导
重磅推出PV3906往复式磨耗试验仪技术指导往复式磨耗试验仪PV3906往复式耐磨仪往复式耐磨试验机，往复式磨耗仪，往复式磨耗试验仪一，用途往复式磨耗试验仪用于检测涂料、塑料、装饰织物、汽车内饰，立绒织物等的耐刮擦及耐磨耗性能。
液晶屏掌握并显示试验过程，可依据用户需求设置往复磨耗次数，运动行程，往复运动速度等参数。
*的摩擦臂设计，实现不同摩擦头的替换。
依据杠杆平衡原理精确掌握压力的实施。
充分满意不同标准对于摩擦形式、摩擦头、压力等的不同要求。
织物往复式耐磨仪flat abrasion tester for fabrics测定织物"耐磨性能'（486页）的仪器。
属织物平磨仪中的一种。
主要由运动平台、支架等组成。
利用电动机传动产生直线往复式运动。
在运动平台上以肯定张力安装织物试样。
将支架包缠磨料（例如400号水砂纸）放到试样上，往复摩擦。
或将试样包缠在支架上，将磨料展平张紧在运动平台上。
支架和运动平台做相对运动，试样受到平面往复的磨损。
测量肯定次数下试样的重量透光量及强度的变化或破损状况以确定试样的耐磨性能。
二，测试原理测试样品被固定在水平的样品台上，在规定的磨料和负载下随着样品台的水平移动而被磨耗。
测试臂的另一端配以砝码来保持测试臂的平衡，以确保样品表面负载的精确性。
磨料和负载架高度可调，以适合不同高度样品的测试。
三，测试标准ASTM F2496、ISO 1518-1、ISO 1518-2、GME 60248、D42 1775等仪器由以下几部分组成：附加砝码、摩擦头、平衡杆、固定旋钮、锁紧旋钮、平衡砝码;液晶屏;电源开关;急停按钮。
附加砝码：依据各标准及客户需求配备不同附加砝码，调整平衡后，附加砝码的重量即为压在试样的重量。
摩擦头：依据不同标准和客户需求，有多种摩擦头可供替换。
本仪器配备有摩擦头及其夹具如下：其中，对于D42 1775磨头，在使用中需将砂纸贴附到磨头圆弧表面。
对于橡胶装磨头及套具，在使用中需将套具拆开，将绿色磨头放入套具中部，再用顶丝突出并旋紧，磨头露出套具表面0.1in。
往复式磨耗仪的实验方法
往复式磨耗仪的实验方法技术领域[0001]本发明涉及一种摩擦、磨损领域技术，特别是涉及一种直线往复式滑动摩擦磨损测试装置及方法。
背景技术[0002]两体间的勻速直线、往复相对滑动磨损是一种常见的两体磨损形式。
经一定周期磨损后，材料的磨损失重、以及两体材料间的最大静摩擦或滑动摩擦系数、或与其他材料间的最大静摩擦或滑动摩擦系数，是材料的重要基础指标。
例如，美军标MIL-PRF-24667B (SH) 提出了以下测试要求：(1)耐磨性测试：钢缆轴线与试板测试面平行，对钢缆均勻施加额定载荷，使之压在试板上，钢缆轴线与运动方向垂直，二者进行额定行程的勻速直线、往复相对运动，单向行程不小于225mm，从而在试板上形成225mmX 150mm的磨损平面，测量若干磨损周期后试板、钢缆的失重。
(?摩擦系数测试：经若干磨损周期后，将橡胶滑块平放在涂层的磨损平面上，施加额定正压力，二者进行额定速度和额定行程的水平相对运动，行程不小于25_，用力矩传感器测量最大静摩擦力，计算出最大静摩擦系数。
[0003]该测试条件具备如下四个技术特征：(1)可实现两体在较长单向行程内的勻速直线、往复相对滑动磨损。
(2)在一定磨损周期后，可测试两体材料与其他材料间的最大静摩擦系数。
(3)可设置直线滑动速度、载荷与行程。
(4)可完成线缆、板材、块体等不同结构形式样品的摩擦磨损试验。
[0004]目前的滑动磨损测试方法大致可分为三类：[0005]一是摩擦盘与摩擦副对磨形式。
依靠摩擦盘的旋转，形成摩擦盘的外圆或端面与摩擦副的相对滑动磨损，只能实现两体间的单向滑动，两体材料均为块体材料。
当摩擦盘的外圆与摩擦副发生相对滑动磨损时，摩擦盘的磨损面即外圆，摩擦副的磨损面为弧面。
磨损面往往受材料的特性、制样水平、设备精度等的影响，而产生不规则形状。
虽可测量磨损过程中二者间的滑动摩擦阻力，但滑动摩擦系数实际上只具有相对意义。
而且经一定周期磨损后，两体间的最大静摩擦系数，以及任一材料与第三种材料间的最大静摩擦或滑动摩擦系数无法测量。
往复式摩擦磨损试验机的研制
内容摘要
总之，通过对摩擦磨损试验机的改装和研制，我们成功地提高了试验机的稳 定性和精度，简化了操作流程，更好地满足了实验需求。我们还开发了全新的试 验内容，发现了一些有价值的规律和现象。这些成果将为材料科学和机械工程领 域的研究者提供更好的实验工具和方法，促进该领域的发展。
参考内容二
一、引言
一、引言
关键词：往复式摩擦磨损试验机，摩擦学，模拟工况
Keywords: reciprocating friction and wear tester, tribology, simulate working conditions
一、引言
一、引言
往复式摩擦磨损试验机是一种用于研究材料在交变应力作用下的摩擦磨损性 能的实验设备。与传统的磨损试验机相比，往复式摩擦磨损试验机更能够模拟实 际工况下的材料摩擦行为，因此对于评估材料的耐久性和摩擦性能具有更为实际 的意义。本次演示着重介绍一种新型往复式摩擦磨损试验机的研制过程，包括设 计思路、结构特点、控制系统和实验效果等方面。
四、实验效果
2、试样的磨损量准确可控：通过精确控制载荷、行程等参数，试样的磨损量 得到准确可控，实验结果可靠。
四、实验效果
3、模拟实际工况效果好：试验机能够模拟实际工况下的材料摩擦行为，如往 复运动、冲击载荷等条件，为材料在各种复杂条件下的摩擦性能研究提供了有力 支持。
四、实验效果
4、实验效率高：试验机采用先进的控制系统和辅助装置，能够快速完成大量 材料的摩擦磨损性能测试，提高实验效率。
关键词：往复式摩擦磨损试验机， 摩擦学，模拟工况
关键词：往复式摩擦磨损试验机，摩擦学，模拟工况
In this paper, the development process of a new reciprocating friction and wear tester is introduced. The tester adopts advanced tribological principles and can simulate the friction and wear behavior of materials under actual working conditions, providing an effective experimental means for evaluating the friction and wear performance of materials.
直线往复运动摩擦磨损试验机的改造设计方案
直线往复运动摩擦磨损试验机的改造设计方案第1章绪论1.1 课题研究的目的与意义运动产生摩擦。
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、经济的发展产生着巨大影响。
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、提高资源利用率和保护环境等密切相关，成为我国走新型工业化道路和发展循环经济必须面对的科学问题，已受到科技界的高度重视。
利用摩擦磨损试验机进行摩擦学相关试验是最简单便捷的测试材料摩擦性能的方法。
与实际使用试验相比，试验机测试周期短，成本低，并且可单独控制一些参数进行单项测试，灵活性也很好。
所以在摩擦学研究领域，摩擦磨损试验机被广泛应用于机械设计，材料科学等领域进行材料磨损摩擦性能试验，用以评定材料的耐磨性能，也可用于测定摩擦功及材料的摩擦系数等。
另外，摩擦磨损试验机能很简单明了地演示摩擦磨损机理，对于摩擦磨损的教学有很好的促进作用，因而摩擦磨损试验机也广泛应用于教学实验室。
为了满足轴套、衬套的转动对磨试验的需要，参考我校现有摩擦磨损实验机的基本原理，设计一个结构简单、体积小巧、实用廉价的转动对磨摩擦磨损实验机，结合试验机开展摩擦学试验，对生产实践、摩擦学测试技术以及摩擦学理论研究都具有积极的参考价值。
1.2 研究动态1910年第一台磨料磨损试验机问世，1975年美国润滑工程学会（ALSE）编著的“摩擦磨损装置”一书中所公布的不同类型摩擦磨损试验机已有上百种。
近几十年来，摩擦磨损试验机和试验方法有了较大发展，但价格都比较昂贵。
80年代初美国的Soemantei·S等人[1]最早从事高温磨损试验机的研究，共研制了三台高温磨料磨损试验机。
并在这些试验机上研究了纯铝和纯铜在室温到400℃围大气气氛下磨料磨损的特性。
80年代末德国的Fischer·A等人[2]在总结前人对试验机研究的基础上，研制一台气氛可控的高温三体磨损试验机。
该机最大的优点是气氛可控、严格保证试验的主要因素（温度、磨料、载荷等）恒定，实验数据重现性好。
一种往复式摩擦磨损试验机[实用新型专利]
![一种往复式摩擦磨损试验机[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/aaa10ddc5ff7ba0d4a7302768e9951e79b896937.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201621199926.9(22)申请日 2016.11.07(73)专利权人 红河学院地址 661400 云南省红河哈尼族彝族自治州蒙自市学府路中段红河学院(72)发明人 韩青 (74)专利代理机构 泰州地益专利事务所 32108代理人 王楚云(51)Int.Cl.G01N 3/56(2006.01)(54)实用新型名称一种往复式摩擦磨损试验机(57)摘要本实用新型公开了一种往复式摩擦磨损试验机，主要内容为：所述变频电机安装在机架上，曲柄盘安装在变频电机输出轴上，连杆一端通过铰链安装在曲柄盘上，连杆另一端通过铰链安装在滑座的左端，滑座两端安装在机架上，试件安装在滑座顶面上的凹槽里，加热装置安装在滑座底面上的安装孔里，支架底部安装在机架上，支撑臂通过铰链安装在支架上，位移传感器安装在机架上，垂直轴安装在支撑臂的左端，配重砝码固定安装在垂直轴上，摩擦力传感器安装在支撑臂的顶面上且摩擦力传感器位于配重砝码的右侧，磨头安装在垂直轴的底面上，磨头测温计安装在垂直轴的中心孔里，转速计、加热装置、位移传感器和磨头测温计都通过电缆与计算机控制系统连接。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 206146769 U 2017.05.03C N 206146769U1.一种往复式摩擦磨损试验机，其特征在于：包括曲柄盘、变频电机、转速计、计算机控制系统、加热装置、滑座、机架、支架、位移传感器、支撑臂、试件、摩擦力传感器、垂直轴、磨头测温计、配重砝码、磨头和连杆；所述变频电机固定安装在机架上，所述曲柄盘安装在变频电机输出轴上，所述连杆一端通过铰链安装在曲柄盘上，所述连杆另一端通过铰链安装在滑座的左端，所述滑座两端安装在机架上，所述试件安装在滑座顶面上的凹槽里，所述加热装置安装在滑座底面上的安装孔里且加热装置位于试件的正下方，所述支架底部固定安装在机架上，所述支撑臂通过铰链安装在支架上且支撑臂可绕支架上的铰链转动，所述位移传感器安装在机架上且位移传感器位于支撑臂右端的正上方，所述垂直轴安装在支撑臂的左端，所述配重砝码固定安装在垂直轴上，所述摩擦力传感器安装在支撑臂的顶面上且摩擦力传感器位于配重砝码的右侧，所述磨头固定安装在垂直轴的底面上，所述磨头测温计安装在垂直轴的中心孔里，所述转速计、加热装置、位移传感器和磨头测温计都通过电缆与计算机控制系统连接。
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安徽工业大学毕业设计设计（论文）题目：直线往复运动摩擦磨损试验机的改造学生姓名：姜春桐学号：129054477专业名称：机械制造及自动化指导教师徐培民教授2016 年6月6日本文对已有直线往复摩擦磨损试验机进行改造，将往复对磨的运动方式改成转动对磨，使改造后的试验机在满足试验要求的前提下，结构小巧，造价低廉，使用方便。
主要设计内容包括以下几个方面。
（1）转动对磨摩擦磨损试验机附加部分的整体结构设计。
（2）对试验机附加部分的主轴驱动系统进行了详细设计，包括减速器设计、联轴器选择，实验轴设计校核等。
（3）加载系统、润滑系统、密封系统及水箱的结构设计。
（4）利用SolidWorks和ProE软件对试验机的附加部分进行了三维建模，并对几个关键零部件的强度进行了校核。
关键词：摩擦磨损试验机；转动对磨；摩擦磨损量；表面织构An existing linear reciprocating friction wear test machine is modified and the manner of motion is changed from reciprocating to rotation. The main content of the design includes the following aspects.(1) The overall structural design of the additional part of the friction and wear testing machine.(2) The main spindle drive system of the test machine is designed in detail, including design of reducer, choice of the coupling, check of the experimental shaft, and so on.(3) Design of the loading system, lubrication system, sealing system and water tank structure.(4) Three-dimensional model is established for the additional part of the test machine with ProE and SolidWorks and the strength of several key parts are checked.keywords：Friction and wear testing machine；Rotation of the grinding；Friction and wear；Surface texture摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题研究的目的与意义 (1)1.2 研究动态 (1)1.3 设计内容 (2)第2章总体设计 (4)2.1 实验背景 (4)2.2 设计方案 (4)2.2.1 驱动系统 (4)2.2.2 传动系统 (4)2.2.3 加载系统 (4)2.2.4 密封系统 (6)2.3 工作方式 (6)第3章动力机选择 (8)3.1 确定电动机的功率 (8)3.1.1 计算工作机所需功率P W (8)3.1.2 计算电动机所需功率P0 (10)3.1.3 确定电动机的额定功率P m (10)3.2 确定电动机的转速 (10)3.3 确定电动机型号 (11)3.4 本章小结 (11)第4章减速器的设计 (12)4.1 选择减速器的类型 (12)4.1.1 传动装置总传动比的计算 (12)4.1.2 传动装置的运动和动力参数 (12)4.2 闭式直齿圆柱齿轮传动的设计 (13)4.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (13)4.2.2 按齿面接触疲劳强度设计 (13)4.2.3 按齿根弯曲疲劳强度设计 (18)4.2.4 几何尺寸的计算 (25)4.3 轴的结构尺寸设计及计算 (25)4.3.1 输入轴的设计 (25)4.3.2 输出轴的设计 (28)4.3.3 确定轴的尺寸 (30)4.4 本章小结 (30)第5章实验轴的设计 (32)5.1 轴的结构尺寸设计 (32)5.1.1 选择材料，确定许用应力 (32)5.1.2 初步确定轴的最小直径 (32)5.1.3 轴的结构设计 (33)5.2 轴的校核 (33)5.2.1 求出轴上转矩 (33)5.2.2 危险截面左侧 (33)5.2.3 危险截面右侧 (37)5.3本章小结 (39)第6章联轴器的选择 (40)6.1 与减速器主动轴配合的联轴器 (40)6.1.1 类型选择 (40)6.1.2 载荷计算 (40)6.1.3 型号选择 (40)6.2 与减速器从动轴配合的联轴器 (40)6.2.1 类型选择 (40)6.2.2 载荷计算 (42)6.2.3 型号选择 (42)6.3 本章小结 (42)第7章机座与水池 (43)7.1 机座 (43)7.1.1机座的材料及制造方法 (43)7.1.2 机座的最小厚度 (44)7.2 水池 (44)7.2.1 水池的设计 (44)7.2.2 水池的密封 (44)7.3 本章小结 (45)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)第1章绪论1.1 课题研究的目的与意义运动产生摩擦。
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、经济的发展产生着巨大影响。
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、提高资源利用率和保护环境等密切相关，成为我国走新型工业化道路和发展循环经济必须面对的科学问题，已受到科技界的高度重视。
利用摩擦磨损试验机进行摩擦学相关试验是最简单便捷的测试材料摩擦性能的方法。
与实际使用试验相比，试验机测试周期短，成本低，并且可单独控制一些参数进行单项测试，灵活性也很好。
所以在摩擦学研究领域，摩擦磨损试验机被广泛应用于机械设计，材料科学等领域进行材料磨损摩擦性能试验，用以评定材料的耐磨性能，也可用于测定摩擦功及材料的摩擦系数等。
另外，摩擦磨损试验机能很简单明了地演示摩擦磨损机理，对于摩擦磨损的教学有很好的促进作用，因而摩擦磨损试验机也广泛应用于教学实验室。
为了满足轴套、衬套的转动对磨试验的需要，参考我校现有摩擦磨损实验机的基本原理，设计一个结构简单、体积小巧、实用廉价的转动对磨摩擦磨损实验机，结合试验机开展摩擦学试验，对生产实践、摩擦学测试技术以及摩擦学理论研究都具有积极的参考价值。
1.2 研究动态1910年第一台磨料磨损试验机问世，1975年美国润滑工程学会（ALSE）编著的“摩擦磨损装置”一书中所公布的不同类型摩擦磨损试验机已有上百种。
近几十年来，摩擦磨损试验机和试验方法有了较大发展，但价格都比较昂贵。
80年代初美国的Soemantei·S等人[1]最早从事高温磨损试验机的研究，共研制了三台高温磨料磨损试验机。
并在这些试验机上研究了纯铝和纯铜在室温到400℃范围内大气气氛下磨料磨损的特性。
80年代末德国的Fischer·A等人[2]在总结前人对试验机研究的基础上，研制一台气氛可控的高温三体磨损试验机。
该机最大的优点是气氛可控、严格保证试验的主要因素（温度、磨料、载荷等）恒定，实验数据重现性好。
主要缺点是：耐高温工作部位未设冷却系统，影响设备精度；同时由于该机未考虑高温氧化对磨损的影响，在该机测定高温氧化与磨损的交互作用时误差较大。
90年代西交大的邢建东等人[3]研制了一台高温磨损试验机。
在电阻炉中的磨损室内装有一水平放置的砂轮，砂轮上有一定的松散磨料。
实验时试样夹上装有相同成分的3个试样，它们受到作用于表面铺有松散磨料的砂轮上的载荷，由于试样和砂轮及其松散磨料间的相对运动而产生两体和三体混合磨料磨损。
该机可严格控制温度。
一次3个试样，可减少重复试验次数。
但其主要不足是：（1）试样总在同一轨迹上反复磨损，磨屑潜入砂轮间隙，使砂轮研磨能力逐渐下降；（2）气氛不易控制；（3）这种混合磨损与实际工况相差较远。
近年来，西交大吴文忠、邢建东等人在Fischer·A的高温氧化磨损试验机的基础上，研制一台高温氧化三体磨损试验机。
该机的主要优点是：摩擦学系统设计合理；气氛可控，温度可控；关键部件设有冷却系统。
主要不足是：密封还存在一些问题；冷却系统还不够完善；气氛成分不能定量测定等。
太原理工大学的杨学军等[4]研制了一台高温销盘磨损试验机。
该机结构简单，操作方便，加热温度可控，能在1000℃范围内对各种金属材料的摩擦磨损特性进行研究，摩擦速度可调，所加载荷稳定，试验磨损均匀，对试验参数的变化反应敏感。
北方交大的李霞等[5]研制的高速摩擦磨损试验机，其最大滑动速度可达70m/s，可以测量高速状态下的摩擦学参数；可以模拟高速列车制动；可以实现多个测试数据的显示与同步记录。
北京机械工业管理学院的崔周平、宋期等[6]对MT-1型真空摩擦磨损试验机进行了实际的振动速度测量和频谱分析，得出了有关振动速度值和主要的振动来源。
设计出的MT-1型真空摩擦磨损试验机在空载情况下的摩擦盘强迫振动速度值较小。
哈工大的宋宝玉等人[7]研究的SY-I型真空摩擦磨损试验机，可以提供4×10-3Pa 的压力环境，速度在0~2800 r/min范围内可调，并且可以自动进行数据采集和处理。
该机可以在真空、不同气候环境、加热及冷却等多种条件下测定材料的摩擦性能。
北方交大的徐双满等人[8]为了研究机车柴油机缸套-活塞环材料的摩擦学性能，研制了一台往复式销块摩擦磨损试验机。
该试验机可以在一定范围内实现载荷、速度、润滑脂的单因素控制。
但该试验机磨损量的测量采用的是不连续的称重法。
1.3 设计内容本课题研究的主要内容是对直线往复摩擦磨损试验机的改造，并使其有利于教学实验。
主要研究方法是从摩擦磨损测试的基本原理出发，找出简单易用的传动、调速、加载和测力的结构方案，将往复对磨的运动方式改成转动对磨，并使研制的试验机结构小巧，造价低廉，功能完善。
本文主要内容如下：1. 完成对往复对磨摩擦磨损试验机的整体改造设计。
2. 完成对试验机的主轴驱动系统、摩擦磨损测定系统、加载系统、润滑系统、密封系统的结构设计。
3. 通过计算校核总体结构及关键零部件的强度。
第2章总体设计2.1 实验背景为了减小热镀锌工艺里稳定辊轴套与衬套（轴瓦）之间的磨损，现拟用表面织构技术在轴套表面开槽，通过实验探讨最佳开槽形式，最终提高其摩擦磨损特性。
但是现有的实验机为往复式磨摩擦磨损试验机，而这里的实际工况为衬套-轴套之间发生对磨，所以将原有实验机改造成转动式磨摩擦磨损试验机。