本科学生毕业设计小型摩擦磨损试验机的研制 系部名称： 机电工程系 专业班级：材料成型及控制工程B03-65班 学生姓名： 高攀宏 指导教师： 毕凤阳 职 称： 讲师 黑 龙 江 工 程 学 院二七年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDevelopment of Small Friction-wear TesterCandidate：Gao PanhongSpecialty：Material Processing and Control EngineeringClass：B03-65Supervisor：Lecturer Bi FengyangHeilongjiang Institute of Technology2007-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计摘 要摩擦学是一个实践性比较强的学科，试验是学好摩擦学的一个重要环节。磨损摩擦试验机是能够定量的演示摩擦磨损机理的试验设备。市面上销售的商业化的磨损摩擦试验机价格高昂，结构复杂，不适宜教学实验室使用。通过分析摩擦学原理，并参考其他磨损试验机的工作原理，设计了一个小型的摩擦磨损试验机。该机采用柱盘式结构，无液压件，加载组件紧凑，加载稳定，测力组件零件少，测量简单直接，减少了中间环节误差，加工制作简单，工作可靠，成本低廉。该机可以进行滚动和滑动两种摩擦试验，试验所用上试件可以是方的或圆的柱体，机械加工非常方便；试验所用下试件为圆盘，它对任何材料都可采用车削加工，加工成本低，便于不同材料的摩擦学性能测试，能够很好的满足实验室的教学试验要求。 关键词：试验机； 摩擦； 磨损； 摩擦性能； 试验装置ABSTRACTTribology is a subject that need many practice and experiment. Experiment is an important element in learning tribology. Friction-wear tester is an equipment that can quantitatively demonstrate the mechanism of friction and wear. Because the friction-wear tester that on sale has a high price and complex structures， it is not appropriate to use in laboratory.I designed a small friction-wear tester by analyzing principles of tribology and other friction-wear tester. The structure of the friction-wear tester is column-disc. There is no hydraulic package on it and its loading modules are compact and stable. So it is easy to be produced and has low cost. The friction-wear tester can be used in both rolling and sliding friction testing. The specimen is square or round cylinder which is easy to be machined. It can meet the requirements of laboratory well. Key words：Testing Machine；Friction；Wear；Tribological Property；Testing DeviceII黑龙江工程学院本科生毕业设计目 录摘要 Abstract 第1章 绪论 11.1选题的目的及意义 11.2选题的国内外研究现状 21.2.1 选题的国内研究现状 2 1.2.2 选题的国外发展趋势 31.3选题研究的主要内容与研究方法 51.4选题研究的预期结果 5第2章 摩擦磨损试验原理与方法 6 2.1 材料摩擦磨损的评定方法 6 2.1.1 摩擦的概念及类型 6 2.1.2 摩损的类型及评定方法 62.2 摩擦磨损试验方法分类 82.3 常用的几种磨损试验机 92.4 教学用磨损试验机的功能需求11 2.5 本章小结11第3章 磨损试验机测试方案比较与分析 12 3.1 简易环块式方案12 3.1.1 结构特点及工作原理 12 3.1.2 主要组件 133.1.3 设计启示 153.2 球盘式方案 153.2.1 试验机工作原理15 3.2.2 试验机传动方案163.2.3 试验机机械部分特点173.2.4 试验机应用范围183.2.5 设计启示 183.3 多用途型方案183.3.1 试验原理 18 3.3.2 试验机结构组成及其主要性能指标193.3.3 设计启示 213.4 CJS106型试验机 213.4.1 基本结构及工作原理21 3.4.2 设计启示23 3.5 本章小结24第4章 小型磨损试验机试验执行部件的结构设计254.1试件装夹组件的设计 25 4.2摩擦力测试组件的设计 27 4.3 试验力加载组件设计27 4.4 本章小结28第5章 小型磨损试验机整体结构设计295.1主要参数设计 29 5.2整体结构设计 29 5.3 本章小结31第6章 试验机零部件的设计与校核326.1电动机的选型 32 6.2轴系零件的设计校核 33 6.2.1轴的设计与校核 33 6.2.2轴承的选用与校核 346.2.3键的选用与校核 356.3实体设计 36 6.4 本章小结37结论 38参考文献 39致谢 40黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章 绪 论1.1 选题的目的及意义运动产生摩擦。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、经济的发展产生了巨大影响。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，成为我国走新型化工业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。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。中国机械工程学会摩擦学分会上世纪末的全国调查显示：我国每年制造汽车消耗的钢材与制造汽车配件消耗的相比大致相等。根据美国、英国、德国等国家的统计，与摩擦、磨损有关方面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11694亿元，如果摩擦、磨损有关方面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。摩擦学及其相关领域的基础研究既瞄准了当今的科学前沿，又面向国家重大装备和工程的需求，促进摩擦学和相关学科的发展，既能解决了我国国民经济、社会发展和国家安全中出现的许多重要的摩擦学科学技术问题，又能改善我国在世界能源战略中的格局。因此，应加强我国在摩擦学领域的研究。1、摩擦学是多学科交叉科学，融基础知识和应用技术于一体，是包括大家都熟悉的摩擦、磨损、润滑在内的一个宽广的科技领域。它在工程上的应用包括：建筑、