往复式高温摩擦试验机的结构设计

往复式高温摩擦试验机的结构设计(论文说明书20000字,CAD图纸14张)
摘 要
本文所讲述的摩擦试验机为往复式高温摩擦试验机，主要测量材料在高温往复运动状态下的摩擦磨损性能，本设计主要面向中小型企业。
根据往复式高温摩擦试验机设计的主要参数，确定出了试验机各结构的运动形式和方案。在驱动方式选取中采用电机驱动，往复结构则选择简单灵活的曲柄摇杆机构。电机通过联轴器带动转盘，从而实现连杆的旋转运动，连杆带动导杆通过导向装置实现直线往复运动；弹簧加载系统实现压力的输出，同时可以减小振动对测量的影响，并通过应变片进行压力的测量；加热装置中电阻丝产生试验所需的高温温度，通过热电偶进行温度的测量。接着对往复式高温摩擦试验机的各组成部件分别进行了设计。通过对各部件多种形式的选择比较，确定出了本试验机设计中要采用的形式，然后对其结构进行了全面而详尽的设计计算。
最后利用AutoCAD软件将往复式高温摩擦试验机的装配图及各部件零件图绘制出来。
关键词：结构设计；摩擦；试验机

THE STRUCTURAL DESIGN OF HIGH TEMPERATURE RECIPROCATING FRICTION TESTING MACHINE
ABSTRACT
The text relate to the friction of the pilot machine is high temperature reciprocating friction testing machine. Main measure of material in high temperature condition that a reciprocating sports wear performance. Designed primarily for smes.
According to high temperature reciprocating the friction in designing the machine's main argumentsfriction, Set out the test of the structure of sports exercises and programmes. Drive mode used motor drivers , Clearing structure has chosen a simple and flexible mechanism of the crank rockers .Through the crank rockers institutions to implement the exercise of the connecting rod, connecting rods in the report of the device package achieved by their line of sports, the spring load a system stress the realization of the output , at the same time can be reduced to measure the impact, and to measure gage pressure. Heating element realise a test of the high temperature, and use the thermocouple for temperature measuring.Then to reciprocating the friction in various parts of the machine.The parts of the multiple choice, identify out of the pilot machine designed to the form and structure of a comprehensive and detailed design calculations.
Finally, Autocad software will make use of a reciprocating the friction of the machine parts and components assembly drawing a map drawn.
KEY WORDS: Structural design;Friction; Testing machine

2. 往复式高温摩擦试验机的总体设计
本课题是往复式高温摩擦试验机的结构设计，主要任务是完成试验机结构方面的设计，主要包括驱动机构、往复机构、加载机构、加热装置的设计。在本章中对试验机的驱动机构、往复结构、加载结构、加热装置等进行了选择确定。
2.1往复式高温摩擦试验机的主要技术参数
由于本论文涉及的往复式高温摩擦磨试验机主要面向小型企业，所以该试验机要求结构简单，能够适合高速高温运动，工作范围较大，成本较低，操作简单，控制方便。
我们设计的往复式摩擦磨损试验机的具体设计指标如下:
(1) 载荷范围:小于100N；
(2) 主轴转速范围:0-600r/min，无级调速；
(3) 摩擦温度的测量范围:室温500℃；
(4) 试样尺寸：小于100mm；
(5) 往复行程：200mm。
2.2各结构的设计方案
2.2.1往复结构的选择
常见的能够实现往复运动的结构可以分为以下3种:
(1) 凸轮机构：结构简单、精度高、运动范围大、难以实现高速运动，多用于装配、价格低的场合。
(2) 曲柄滑块机构：工作范围大、结构简单紧凑、定位精度较高、占地面积小，是较早使用的结构形式。
(3) 齿轮机构：结构紧凑、占用空间小、较好的姿态确定性、适应性好，缺点是坐标计算和控制复杂。
综合比较以上3种形式的往复结构，由于本设计要求结构简单，而且成本不能较高，工作范围较大，结合各个结构的优缺点，因此本设计采用曲柄滑块机构。
2.2.2往复结构的主要部件及运动
在往复结构的基本方案选定后，根据设计任务，为了满足设计要求，本往复结构设计实现2个运动，即回转运动和往复运动，将连杆的回转运动转化为导杆的往复运动，如图2-1所示。
本往复结构设计主要由4个大部件组成：
(1) 转盘：通过电动机带动实现旋转运动。
(2) 连杆：通过开口销与转盘相连实现旋转运动。
(3) 导杆：利用和连杆相连并通过导向装置实现直线往复运动。
(4) 导向装置：用于实现导杆的直线往复运动。

目 录
1绪论……………………………………………………………………1
1.1摩擦磨损概述………………………………………………………1
1.2摩擦磨损试验简介…………………………………………………2
1.2.1摩擦磨损实验的目的和意义…………………………………………………2
1.2.2 摩擦磨损试验的方法…………………………………………………………2
1.2.3 实际使用试验…………………………………………………………………3
1.2.4 磨损实验步骤…………………………………………………………………4
1.3摩擦试验机的发展简史……………………………………………4
1.4摩擦试验机的现状与发展趋势……………………………………6
1.5摩擦试验机的影响因素……………………………………………8
1.6往复式高温摩擦试验机的选题背景……………………………10
2往复式高温摩擦试验机的总体设计方案…………………………11
2.1往复式高温摩擦试验机的主要技术参数………………………11
2.2各结构的设计方案………………………………………………11
2.2.1 往复结构的选择……………………………………………………………11
2.2.2 往复结构的主要部件及运动………………………………………………12
2.2.3 驱动方式的选择……………………………………………………………12
2.2.4 加载机构的选择……………………………………………………………12
2.2.5 高温加热装置的选择………………………………………………………13
3往复结构的设计计算……………………………………………17
3.1往复结构的基本要求……………………………………………17
3.2设计计算及校核…………………………………………………17
3.2.1 电动机的选取………………………………………………………………17
3.2.2 联轴器的选择………………………………………………………………18
3.2.3 转盘的设计计算……………………………………………………………20
3.2.4 连杆的设计计算及校核……………………………………………………20
3.2.5 导杆的计算及校核…………………………………………………………22
3.2.6 键的选取计算及校核………………………………………………………23
3.2.7 导向装置端盖螺钉的计算…………………………………………………24
3.2.8 螺栓的设计计算及校核……………………………………………………26
4加载系统的设计计算…………………………………………28
4.1加载系统的基本要求……………………………………………28
4.2加载系统的基本计算……………………………………………29
4.2.1 弹簧的设计计算……………………………………………………………29
4.2.2 弹簧的校核…………………………………………………………………31
4.3试样夹具的设计计算…………………………………………31
4.3.1 夹具的发展趋势……………………………………………………………32
4.3.2 夹具设计的基本要求………………………………………………………33
4.3.3 夹具结构方案的确定………………………………………………………33
4.3.4 导轨的设计计算……………………………………………………………35
4.3.5 摩擦力的测量………………………………………………………………36
4.4 试样的设计……………………………………………………37
4.4.1 试样参数的设计……………………………………………………………37
5高温加热装置的设计计算…………………………………………39
5.1高温加热装置的基本要求………………………………………39
5.2高温加热装置的结构设计………………………………………39
论文总结………………………………………………………………41
参考文献
致谢