摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)資料

1、江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)摘 要： 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)主要應(yīng)用于研究摩擦學(xué)產(chǎn)品的相關(guān)領(lǐng)域，目前， 世界上只有美國(guó)、英國(guó)、日本等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家有摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)， 許多資料表明現(xiàn)有的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)所測(cè)試的式樣幾乎以滑塊、 圓盤(pán)為主，而且 可在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)載荷、速度、潤(rùn)滑量、溫度等因素控制。而接觸導(dǎo)線式樣多 以線材為主，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)在電接觸條件下對(duì)載荷、滑動(dòng)速度、電流、電壓等單、 多因素的控制。因此為了保證點(diǎn)接觸線材在這方面的研究、實(shí)驗(yàn)、開(kāi)發(fā)，研制了 一臺(tái)新型、簡(jiǎn)易、性能可靠、成本較低的滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。關(guān)鍵詞： 試驗(yàn)機(jī)、摩擦磨損、滑動(dòng)Sliding fric

2、tion and wear test machineAbstract ：The friction and wear test machine will be used intribology research products related fields, at present, there is only the United States 、Britain 、Japan and a few countries have friction and wear test machine professional production enterprises, much of the infor

3、mation available shows the friction and wear test machine for testing the format almost slider, the disk-based, but in a certain range within load, speed, lubrication, temperature control and other factors. And the contact wire to wire more style, and mainly to achieve electrical contact under the c

4、onditions of the load, sliding speed, current, voltage single-and multi-factor control. Therefore, to ensure that point contact wire in the research, experiment, development, development of a novel, simple, reliable performance, lower cost of sliding friction and wear test machine.Keywords：testing m

5、achine, friction and wear, sliding .第 1 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）目錄序言 3第 1 章 試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)和選擇原則 41.1 試驗(yàn)機(jī)的的基本原則41.2 試驗(yàn)參數(shù)的選擇51.3 試驗(yàn)條件及影響因素6第 2 章 結(jié)構(gòu)介紹 72.1 試驗(yàn)機(jī)原理以及測(cè)試方法72.2 總體設(shè)計(jì)92.2.1 驅(qū)動(dòng)部分和傳動(dòng)部分 92.1.2 加載試驗(yàn)部分 112.2.3 試驗(yàn)件夾裝部分 172.3 零件的設(shè)計(jì) 182.3.1 軸的設(shè)計(jì) 182.3.2 箱體 232.3.3 軸承的選擇 282.3.4 傳感器 302.3.5 計(jì)算方法 34參考文獻(xiàn) 35附

6、錄 36致謝 37第 2 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)序言運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦， 由摩擦引起的磨損、 潤(rùn)滑、材料與能源消耗等一系列摩擦學(xué) 問(wèn)題普遍存在， 并對(duì)社會(huì)、 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。 由于摩擦學(xué)科學(xué)所涉 及的問(wèn)題與節(jié)約能源、 節(jié)約材料、 減少磨損、 提高資源的利用率和保護(hù)環(huán)境等密 切相關(guān)，成為我國(guó)走新興工業(yè)化道路和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)必須面對(duì)的科學(xué)問(wèn)題， 已經(jīng) 受到了科技界的高度重視。摩擦學(xué)是一門(mén)綜合性學(xué)科主要研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用表面間的摩擦、 潤(rùn)滑和磨 損，以及三者間相互關(guān)系的理論與應(yīng)用。摩擦學(xué)涉及很多學(xué)科，如固體力學(xué)、流 體力學(xué)、材料學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、 流

7、變學(xué)、物理化學(xué)，以及化學(xué)和物理學(xué)的其他內(nèi)容。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 摩擦學(xué)的理論和應(yīng)用將由宏觀進(jìn)入微觀， 由靜態(tài)進(jìn)入動(dòng)態(tài)， 由定性進(jìn)入定量， 從分散研究轉(zhuǎn)向綜合研究， 成為系統(tǒng)綜合研究的領(lǐng)域， 從而達(dá) 到弄清機(jī)理， 定量計(jì)算，預(yù)測(cè)和控制摩擦磨損的目的， 這些都對(duì)測(cè)試設(shè)備和測(cè)試 技術(shù)提出了更高的要求。 摩擦磨損是受多種非線性、 強(qiáng)耦合因素作用的過(guò)程。 通 常，摩擦和磨損過(guò)程受過(guò)摩擦副材質(zhì)、潤(rùn)滑劑、工作參數(shù)、環(huán)境介質(zhì)和工作歷史 等許多因素的影響， 材料的強(qiáng)度或者說(shuō)材料對(duì)外載荷的響應(yīng)與溫度、 載荷作用速 度、材料的應(yīng)變量、應(yīng)變速率和應(yīng)變歷史等都有密切的關(guān)系。為此，我們研究摩擦磨損的機(jī)理， 確定各種因

8、素對(duì)摩擦磨損性能的影響以及 評(píng)價(jià)各種材料的摩擦磨損性能， 在機(jī)械工程系池龍珠老師的指導(dǎo)下研究設(shè)計(jì)了摩 擦磨損試驗(yàn)機(jī)，用來(lái)測(cè)定被測(cè)物體的磨損量，進(jìn)而研究其摩擦特性。這次設(shè)計(jì)由池龍珠副教授指導(dǎo)， 他對(duì)本設(shè)計(jì)提出了許多寶貴的修改意見(jiàn)和建 議，在此表示衷心感謝。由于設(shè)計(jì)者水平有限，設(shè)計(jì)中難免有誤漏欠妥之處，敬請(qǐng)廣大讀者斧正。編者于江蘇技術(shù)師范學(xué)院第 3 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第 1 章 試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)和選擇原則1.1 試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)和選擇原則目前，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的種類(lèi)很多， 并且沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化。 模擬性的試驗(yàn)應(yīng)根據(jù) 試驗(yàn)?zāi)康暮鸵髞?lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇。 在分析設(shè)計(jì)滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)機(jī)的同

9、時(shí)， 還必須 要考慮各種零部件的造價(jià)， 盡量在節(jié)約資金的同時(shí)， 完成研究任務(wù)。 一般性的摩 擦磨損試驗(yàn)機(jī)已傾向標(biāo)準(zhǔn)化， 但看法還不完全一致， 一般必須遵守的基本原則如 下：（一）原則 1磨損試件的接觸條件和運(yùn)動(dòng)形式要與實(shí)際零件工作情況相同。（二）原則 2 實(shí)際的工作零件可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)形式有滑動(dòng)、滾動(dòng)、滾動(dòng)兼滑動(dòng)、沖擊，其 中有連續(xù)運(yùn)動(dòng)（如轉(zhuǎn)動(dòng)）和往復(fù)運(yùn)動(dòng)（大振幅和小振幅運(yùn)動(dòng)） 。接觸形式分為只 有一個(gè)設(shè)計(jì)表面 （如受液體或固體顆粒沖擊的零件） 和有兩個(gè)涉及表面， 其中有 點(diǎn)接觸、 面接觸和線接觸。 不同的接觸形式對(duì)摩擦磨損產(chǎn)生不同的影響， 我們?cè)?這里研究的是點(diǎn)接觸，示意圖如圖 1：三）原則

10、3第 4 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）試驗(yàn)設(shè)備必須是具有足夠的精度和調(diào)節(jié)時(shí)間的能力， 這對(duì)試驗(yàn)參數(shù)的選擇很 重要。首先， 試驗(yàn)設(shè)備必須具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性， 這是由于在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) 上測(cè)定摩擦系數(shù)時(shí)， 由于機(jī)構(gòu)內(nèi)的摩阻， 常常導(dǎo)致數(shù)值不穩(wěn)定。 試驗(yàn)機(jī)的精度不 夠，影響數(shù)據(jù)的正確性；試驗(yàn)機(jī)壽命短，影響試驗(yàn)的長(zhǎng)期進(jìn)行；如果有震動(dòng)，使 得測(cè)得的數(shù)據(jù)之間誤差較大。 此外， 我們還應(yīng)采用傳感器來(lái)測(cè)量試驗(yàn)參數(shù)， 以保 證結(jié)果的準(zhǔn)確性。傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2：圖2 傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖（四）原則 4 試驗(yàn)機(jī)應(yīng)能重現(xiàn)摩擦零件實(shí)際工作的環(huán)境因素， 摩擦副的環(huán)境因素 （如潤(rùn)滑 條件等

11、）對(duì)其摩擦磨損性能有顯著的影響， 在和實(shí)際工作環(huán)境不同的情況下進(jìn)行 試驗(yàn)，常導(dǎo)致不正確的結(jié)果。我們提出當(dāng)轉(zhuǎn)速、溫度、介質(zhì)、載荷不同情況下， 結(jié)果有不同的變化。此設(shè)備模擬無(wú)潤(rùn)滑時(shí)摩擦。（五）原則 5 試驗(yàn)機(jī)應(yīng)調(diào)整方便，試驗(yàn)結(jié)果分散度小，重復(fù)性好，試驗(yàn)精度高。1.2 試驗(yàn)參數(shù)的選擇（一）試驗(yàn)時(shí)間選定合適的試驗(yàn)機(jī)后， 試驗(yàn)時(shí)間要認(rèn)真選取。 應(yīng)先做出時(shí)間與磨損的關(guān)系曲線，作為正確確定試驗(yàn)時(shí)間的根據(jù)，其中要注意：考慮測(cè)量?jī)x器的精確度，為了第 5 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）使測(cè)定磨損的精度在允許范圍內(nèi)， 從試驗(yàn)獲得的磨損量應(yīng)該比可能的測(cè)量誤差要 大得多。（二）載荷和速度對(duì)于模擬

12、性的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)， 載荷和速度要根據(jù)實(shí)際的摩擦副情況而定。 速度 對(duì)溫度、對(duì)潤(rùn)滑條件的影響比較大， 在試驗(yàn)實(shí)踐中， 經(jīng)常采用比實(shí)際系統(tǒng)高的載 荷和速度進(jìn)行“加速”試驗(yàn)。顯然，這只有在磨損過(guò)程沒(méi)有太大影響的時(shí)候才使 用的。在潤(rùn)滑條件試驗(yàn)時(shí)一般很少在“混合潤(rùn)滑”情況下進(jìn)行。（三）試驗(yàn)次數(shù)因?yàn)槟Σ聊p試驗(yàn)的離散性很大， 多次重復(fù)一種試驗(yàn)是必須的 （至少要重復(fù) 三次），然后經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析得出試驗(yàn)結(jié)果。（四）控制試件摩擦表面所處的狀態(tài)摩擦表面的控制狀態(tài)不嚴(yán)， 引起摩擦磨損測(cè)量結(jié)果無(wú)規(guī)律的變化。 因此，試 驗(yàn)過(guò)程應(yīng)防止摩擦表面被異物污染， 防止磨粒侵入， 以及在裝卸試件時(shí)保證重裝 位置精度。1.3 試驗(yàn)條件及影

13、響因素（一）試驗(yàn)條件：載荷： 10-50 公斤主軸轉(zhuǎn)速： 750r/min試件直徑： 30-50 厚度： 10 載荷固定在摩擦圓盤(pán)上，摩擦圓盤(pán)由主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。（二）影響因素1、試樣的表面性質(zhì)：包括材料種類(lèi)（化學(xué)成分及組織） 、機(jī)械性能和表面光 潔度，它們明顯的影響磨損。2、試樣的形狀和尺寸：它影響試樣的接觸形式和重迭系數(shù)，而且它們還對(duì) 潤(rùn)滑狀態(tài)、 壓力大小、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度以及磨損量等都有影響。 有些試樣試驗(yàn)機(jī)規(guī) 定了試樣的形狀和尺寸。3、試樣中的固定件與運(yùn)動(dòng)材料不同時(shí)，一般不宜倒轉(zhuǎn)裝配，特別是在干摩第 6 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）擦或固體潤(rùn)滑的情況下。4、運(yùn)動(dòng)形式：

14、試樣相對(duì)運(yùn)動(dòng)所形成的滑動(dòng)、滾動(dòng)或復(fù)合摩擦形式不同，對(duì) 潤(rùn)滑狀態(tài)或破壞特征等都有影響。5、速度：速度對(duì)磨損影響比較復(fù)雜，速度改變摩擦系數(shù)一般發(fā)生變化；摩 擦材料變形速度和接觸區(qū)的溫度也發(fā)生變化，甚至改變了磨損形式和潤(rùn)滑狀態(tài)。6、溫度：溫度是影響摩擦過(guò)程的一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)摩擦副相互滑動(dòng)時(shí)，溫 度的變化使表面材料的性質(zhì)發(fā)生變化， 從而影響摩擦系數(shù)， 并隨摩擦副工作條件 的不同而變化。 溫度與速度一樣， 對(duì)磨損影響同樣是比較復(fù)雜的。 溫度升高到一 定程度，材料的摩擦系數(shù)和磨損量都將變化；溫度升高，潤(rùn)滑油的黏度下降，嚴(yán) 重時(shí)甚至破壞油膜，改變潤(rùn)滑狀態(tài)。7、壓力：壓力改變，摩擦副的摩擦磨損特性隨之改變，潤(rùn)

15、滑狀態(tài)也隨之改 變。8、周?chē)h(huán)境介質(zhì)：周?chē)h(huán)境的水汽、空氣、灰塵以及其它氣體的改變，對(duì) 摩擦副材料和潤(rùn)滑材料都有影響。 摩擦表面的狀態(tài)控制不嚴(yán)， 將引起摩擦磨損測(cè) 量結(jié)果無(wú)規(guī)律的變化。 因此，試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)防止摩擦表面被異物污染， 防止微粒侵 入，以及在裝卸試件時(shí)保證重裝的位置精度。9、潤(rùn)滑方式：不僅潤(rùn)滑劑種類(lèi)和數(shù)量有影響，而且潤(rùn)滑條件（全浸、滴油、 飛濺）以及給油方式（開(kāi)式、閉式、有否過(guò)濾器等）對(duì)摩擦副都有直接影響。10、試驗(yàn)時(shí)間：在一定的試驗(yàn)條件下，要確定試驗(yàn)時(shí)間時(shí)，應(yīng)注意不同材料 在不同磨損階段所發(fā)生的急劇改變， 不能片面地強(qiáng)化試驗(yàn)條件， 以求縮短試驗(yàn)時(shí) 間，否則有可能改變破壞狀態(tài)。第 7

16、頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第 2 章 結(jié)構(gòu)介紹2.1 試驗(yàn)機(jī)原理以及測(cè)試方法（一）試驗(yàn)機(jī)原理選用可調(diào)速電動(dòng)機(jī)， 經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)， 從而驅(qū)動(dòng)載物盤(pán)回轉(zhuǎn)， 試件安 裝在載物盤(pán)中并隨載物盤(pán)一起回轉(zhuǎn)， 摩擦球裝在夾具中。 載荷由砝碼添加到加載 盤(pán)中，由傳感器直接測(cè)的摩擦副所受的正壓力， 摩擦力由另一傳感器經(jīng)計(jì)算后得 出。工作時(shí)，可在下試件表面上滴潤(rùn)滑油（邊界潤(rùn)滑） ，也可不加潤(rùn)滑油（干摩 擦）。（二）測(cè)試方法磨損量的測(cè)量通過(guò)加載荷的變化來(lái)確定， 同時(shí)摩擦力的測(cè)定采用壓力傳感器 來(lái)實(shí)現(xiàn)， 并且通過(guò)改變加載荷的大小， 可以調(diào)節(jié)摩擦副的接觸正壓力。 根據(jù)庫(kù)侖 定律計(jì)算摩擦系

17、數(shù)：=F/N式中： 摩擦系數(shù)；F摩擦力；N摩擦副承受的正壓力。圖 3 試驗(yàn)機(jī)原理圖第 8 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）2.2 總體設(shè)計(jì)2.2.1 驅(qū)動(dòng)部分和傳動(dòng)部分（一）驅(qū)動(dòng)部分（1）選擇原理 電動(dòng)機(jī)是一種標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，使用時(shí)只需合理選擇其類(lèi)型和參數(shù)即可。電 動(dòng)機(jī)的類(lèi)型有交流電動(dòng)機(jī)、 直流電動(dòng)機(jī)、 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)等。 直流電動(dòng) 機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)造價(jià)高， 多用于一些有特殊需求的場(chǎng)合； 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用于數(shù)控 設(shè)備中。由于交流異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作穩(wěn)定可靠、容易維護(hù)，且 交流電源易于獲得， 故是機(jī)械設(shè)備最常用的原動(dòng)機(jī)。 一般工程上常用三相異步交 流電動(dòng)機(jī)，其

18、中 Y 系列為全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓 380V， 用于非易燃、易暴、腐蝕性工作環(huán)境，無(wú)特殊要求的機(jī)械設(shè)備，也適用于某些起 動(dòng)轉(zhuǎn)矩有較高要求的機(jī)械，如壓縮機(jī)等，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)， 作為機(jī)床、風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、起重運(yùn)輸機(jī)械、建筑機(jī)械、食品機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī) 械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械等的動(dòng)力。在各類(lèi)時(shí)機(jī)中，異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣。（2）具體計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率選擇是否合適， 對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。 功率選小了 不能保證工作機(jī)的正常工作， 或使電動(dòng)機(jī)因超載而過(guò)早損壞； 功率選的過(guò)大則電 動(dòng)機(jī)的價(jià)格高， 能力又不能充分發(fā)揮， 由于經(jīng)常不在滿載下運(yùn)轉(zhuǎn)， 效率和功率因 素都較低

19、，即所謂“大馬拉小車(chē)” ，造成浪費(fèi)。由交流可調(diào)速電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速轉(zhuǎn)動(dòng)，選擇電動(dòng)機(jī)：已知 :d=30 =0.03m， n=750r/min設(shè)=0.10.3承受最大扭矩： T=50 9.8N/ 0.03=4.41N.mT 4.41額定功率： P=n=750=0.35KW9550 9550所以選擇 YCTD112-4B調(diào)速電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)示意圖 4 如下：第 9 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）圖 4 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（二）傳動(dòng)部分（1）選擇原則根據(jù)傳遞載荷的大小， 軸轉(zhuǎn)速的高低， 被聯(lián)接兩部件的安裝精度等， 參考各 類(lèi)聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類(lèi)型。具體選擇時(shí)可考慮以下幾

20、點(diǎn)：1）所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減振功能的要求。例如，對(duì)大功 率的重載傳動(dòng)，可選用齒式聯(lián)軸器； 對(duì)嚴(yán)重沖擊載荷或要求消除軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的 傳動(dòng)，可選用輪胎式聯(lián)軸器等具有高彈性的聯(lián)軸器。2）聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。對(duì)于高速傳動(dòng)軸，應(yīng)選用 平衡精度高的聯(lián)軸器， 例如膜片聯(lián)軸器等，而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。3）兩軸相對(duì)位移的大小和方向。當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對(duì) 中，或工作過(guò)程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)， 應(yīng)選用擾性聯(lián)軸器。 例如 當(dāng)徑向位移較大時(shí)， 可選滑塊聯(lián)軸器， 角位移較大或相交兩軸的聯(lián)接可選用萬(wàn)向 聯(lián)軸器等。4）聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。通常由

21、金屬元件制成的不需潤(rùn)滑的聯(lián)軸器 比較可靠； 需要潤(rùn)滑的聯(lián)軸器， 其性能易受潤(rùn)滑完善程度的影響， 且可能污染環(huán) 境。含有橡膠等非金屬元件的聯(lián)軸器對(duì)溫度、 腐蝕性介質(zhì)及強(qiáng)光等比較敏感， 而 且容易老化。5）聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選用 裝拆方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低的聯(lián)軸器。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且裝第 10 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）拆簡(jiǎn)單，可用于低速、剛性大的傳動(dòng)軸。一般的非金屬?gòu)椥栽?lián)軸器（例如彈 性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器、彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器等） ，由于具有良好的綜 合性能，廣泛適用于一般的中小功率傳動(dòng)。（2）具體選用由

22、聯(lián)軸器連接軸 2 和電動(dòng)機(jī)，查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 由軸徑和轉(zhuǎn)速等條件 選擇 HL1Y-24 型號(hào)的彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器， 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離， 只有在機(jī)器停 車(chē)并將聯(lián)接拆開(kāi)后，兩軸才能分離。工作時(shí)是通過(guò)主動(dòng)軸上的鍵、半聯(lián)軸器、柱 銷(xiāo)、另一半聯(lián)軸器及鍵而傳到從動(dòng)軸上去的。 為了防止柱銷(xiāo)脫落， 在半聯(lián)軸器的 外側(cè)，用螺釘固定了擋板。 它的優(yōu)點(diǎn)是： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆和更換彈性元件較方便， 不需沿軸向移動(dòng)兩半聯(lián)軸器。 柱銷(xiāo)為尼龍， 耐磨性較好， 使用壽命超過(guò)橡膠彈性 套。缺點(diǎn)是：尼龍柱銷(xiāo)彈性不及橡膠，有吸水性，尺寸穩(wěn)定性較差。補(bǔ)償兩軸相 對(duì)位移量小。應(yīng)用：主要用于載荷較平穩(wěn)，起動(dòng)頻繁，軸向竄動(dòng)量較大，對(duì)緩沖

23、 要求不高的傳動(dòng)軸系。工作溫度為 -20 +70。鍵槽柱銷(xiāo)圖 5 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖2.2.2 加載試驗(yàn)部分（一）彈簧第 11 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）1、彈簧的應(yīng)用：彈簧是一種彈性元件， 它可以在載荷作用下產(chǎn)生較大的彈性變形。 彈簧在各 類(lèi)機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛，主要用于：1）控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，如制動(dòng)器、離合器中的控制彈簧，內(nèi)燃機(jī)氣缸的閥門(mén) 彈簧等。2）減振和緩沖，如汽車(chē)、火車(chē)車(chē)廂下的減振彈簧，以及各種緩沖器用的彈 簧等。3）儲(chǔ)存及輸出能量，如鐘表彈簧、槍閂彈簧等。4）測(cè)量力的大小，如測(cè)力器和彈簧秤中的彈簧等。2、彈簧的作用： 當(dāng)加載時(shí)以及免沖擊破壞被測(cè)材料表面， 影響

24、其摩擦性能的測(cè)定， 彈簧的設(shè) 計(jì)要保證其上部分落在套筒上，避免重心不穩(wěn)。彈簧的成品表面質(zhì)量要求光滑， 不允許有裂紋、氧化皮、銹蝕等缺陷；有工作極限負(fù)荷要求的壓縮、拉伸、扭轉(zhuǎn) 時(shí)彈簧不允許有永久變形。3、彈簧的設(shè)計(jì)：為防止載入時(shí)沖擊過(guò)大而損壞試件， 設(shè)計(jì)帶有彈簧承載件， 彈簧的選擇要保 證加載后載物圓盤(pán)落至彈簧周?chē)奶淄采稀嚎s次數(shù)： N106；類(lèi) N=103105 以及受沖擊載荷的場(chǎng)合；類(lèi) N4mm取下限。6、彈簧的參數(shù)許用扭應(yīng)力 T ：類(lèi)彈簧 0.3 b類(lèi)彈簧 0.4 b類(lèi)彈簧 0.5 b許用彎曲應(yīng)力 b/MPa ：類(lèi)彈簧 0.5 b第 15 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（

25、論文）類(lèi)彈簧 0.625 b切變模量 G/GPa：81.5 78.5彈性模量 E/GPa：204202推薦使用溫度： -40 120 特性及用途：強(qiáng)度高，性能好，適于做小彈簧。（二）杠桿1、杠桿平衡：杠桿靜止不動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)都叫做杠桿平衡， 注意我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室所做的杠桿平 衡條件的實(shí)驗(yàn)， 是在杠桿水平位置平衡進(jìn)行的， 但在實(shí)際生產(chǎn)和生活中， 這樣的 平衡是不多的， 在許多情況下， 杠桿是傾斜靜止， 這是因?yàn)楦軛U作用受到幾個(gè)相 互平衡力作用。所以說(shuō)杠桿不論處于怎樣的靜止，都可以理解成平衡狀態(tài)。杠桿平衡條件表達(dá)式：動(dòng)力動(dòng)力臂 =阻力阻力臂即：動(dòng)力/ 阻力=阻力臂/動(dòng)力臂，公式表示為： F1L1=F2L

26、2即： F1/F 2=L2/L 1從杠桿的平衡可知，力和力臂的大小成反比，即力臂越長(zhǎng)，力就越小。計(jì)算時(shí)，單位要統(tǒng)一， 即動(dòng)力和阻力的單位要統(tǒng)一， 動(dòng)力臂和阻力臂的單 位要統(tǒng)一。2、杠桿的分類(lèi)（三種杠桿）1）動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿作用，即省力杠桿。如：手推車(chē)，瓶蓋起子。2）動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿，即費(fèi)力杠桿。如：縫紉機(jī)腳踏板，理發(fā)剪刀。3）動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿，即等臂杠桿。如：天平。省力杠桿，省力但費(fèi)距離；費(fèi)力但省距離，又省力又省距離的杠桿是沒(méi) 有的。判定使用杠桿省力還是費(fèi)力，要通過(guò)動(dòng)力臂與阻力臂的大小相比較來(lái)確 定。為了比較動(dòng)力臂和阻力臂的大小， 最好畫(huà)出杠桿的示意圖， 在圖上把杠桿的 支點(diǎn)

27、、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂都表示出來(lái)，建立直觀的圖象，便于判定。增大加載力度。 由于安裝了壓力傳感器， 加載力可更為精確。 結(jié)構(gòu)示意圖如第 16 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）圖8 杠桿結(jié)構(gòu)示意圖2.2.3 試驗(yàn)機(jī)夾具部分試驗(yàn)盤(pán)安裝在載物盤(pán)上由主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)， 小球安裝在專(zhuān)用夾具上， 專(zhuān)用夾具 則安裝在加載軸上。 這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于防止下試件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將磨屑和潤(rùn)滑劑甩到 試驗(yàn)機(jī)上。上試件為球體，可直接選用不同材料的標(biāo)準(zhǔn)軸承球；下試件為圓盤(pán)，可選用不同材料經(jīng)車(chē)削加工而成。如圖 9：圖9 夾具結(jié)構(gòu)示意圖第 17 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）2.3 零件

28、的設(shè)計(jì)2.3.1 軸的設(shè)計(jì) （一）設(shè)計(jì)原理在確定軸的結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)， 不僅要考慮滿足強(qiáng)度和剛度的要求， 而且還應(yīng)保證 軸上所有零件準(zhǔn)確可靠的的固定 （周向和軸向），便于裝拆， 良好的加工藝性等， 一般多做成階梯軸。當(dāng)軸的支點(diǎn)跨距未確定時(shí)， 軸上各截面承受的彎矩是未知的， 所以軸的設(shè)計(jì) 應(yīng)分兩步進(jìn)行。 先初定一個(gè)軸徑， 通過(guò)畫(huà)草圖設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)， 待定出跨距后再根 據(jù)彎矩和轉(zhuǎn)矩校核軸的強(qiáng)度。軸徑可按下式初定：d3 9550000P ，0.2 T n式中， T 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 MPa，查表得 T =25? 45MPa，它是考慮了彎矩影響而降低了的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。P 軸上傳遞功率， KW；n 軸的

29、轉(zhuǎn)速， r/min 。（1）軸的徑向尺寸設(shè)計(jì) 當(dāng)軸徑的變化僅僅是為裝拆方便或區(qū)別加工表面時(shí)，相鄰直徑的變化應(yīng)小， 以減少切削加工量和材料消耗，并可減少應(yīng)力集中，一般取軸徑差為 1? 3 ； 當(dāng)軸徑的變化是為了軸上零件的軸向固定或同時(shí)承受軸向載荷時(shí)， 軸徑的變 化應(yīng)足夠大，以保證可靠的定位和傳遞軸向載荷，一般取軸徑差為5? 10 。（2）軸的軸向尺寸設(shè)計(jì) 軸的軸向尺寸設(shè)計(jì)的目的是確定出階梯軸各個(gè)變斷面的位置。 當(dāng)軸的變斷面是為了得到軸上零件的軸向定位面時(shí)， 變斷面的位置應(yīng)與輪轂 端面平齊； 用軸套等零件來(lái)傳遞軸向載荷及軸向定位時(shí)， 軸徑變化的端面與軸套 或輪轂端面間應(yīng)留有一小段距離，以保證零件可

30、靠的定位。第 18 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）當(dāng)軸上傳動(dòng)零件利用平鍵作周向固定時(shí)， 通常取鍵長(zhǎng)較輪轂短 5? 10 。鍵 端距輪轂裝入側(cè)的軸端應(yīng)近些，以便于裝配時(shí)對(duì)中，一般取 2? 5 。當(dāng)一根軸 上兩處有鍵時(shí)，布置方位應(yīng)一致，以便于軸上鍵槽的加工。 （二）軸上零件的定位為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 軸上零件除了有游 動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。（1）零件的軸向定位 軸向定位主要目的是防止工作時(shí)軸上零件沿軸向竄動(dòng)。 常用的軸向定位是以 軸肩、套筒、軸端擋圈、軸承端蓋和圓螺母等。（2）零件的周向定位 周向

31、定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 常用的周向定位零件有 鍵、花鍵、銷(xiāo)、緊定螺釘以及過(guò)盈配合等，其中緊定螺釘只用在傳力不大之處。（三）軸的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則軸在彎矩或扭矩作用下產(chǎn)生的應(yīng)力一般為變應(yīng)力， 因此軸的主要失效形式是 疲勞斷裂。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核。對(duì)于瞬時(shí)過(guò)載很大， 應(yīng)力性質(zhì)較接近于靜應(yīng)力的軸， 可能產(chǎn)生塑性變形， 還 應(yīng)按最大載荷進(jìn)行軸的靜強(qiáng)度校核。對(duì)于有剛度要求的軸 （如機(jī)床主軸、 跨度大的蝸桿軸等） ，應(yīng)進(jìn)行剛度計(jì)算。 對(duì)高轉(zhuǎn)速軸（如汽輪機(jī)軸）或載荷作周期性變化的軸，為防止共振，還要進(jìn) 行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。軸的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列幾方面的要求： 合理的結(jié)構(gòu)、足夠的強(qiáng)度、

32、 必要的剛度 和振動(dòng)穩(wěn)定性及良好的工藝性等。 一般而言，軸的設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容： 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。（四）軸的計(jì)算1、軸的直徑的計(jì)算材料： 45鋼正火硬度： 170? 217HBS采用計(jì)算法：設(shè)傳遞的功率為 0.6KW，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件粗估軸徑第 19 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）由公式 TTWTP 9550000n0.2 d 3得出9550000P0.2 T n9550000 0.6 11.52 = 0.2 25 750圓整，取 dmin =12 ）又軸上有一個(gè)鍵槽d=dmin（1+7%）=121.07=12.84 （圓整,取 d=13）為了方便與電

33、動(dòng)機(jī)的聯(lián)接以及使聯(lián)軸器簡(jiǎn)單化 , 我們?nèi)?d=27 。其中 P為傳遞的功率，不是電動(dòng)機(jī)的功率， n為軸的轉(zhuǎn)速（ r/min ），d 為軸的最小直徑（），由于軸即承受彎矩，又承受轉(zhuǎn)矩， T 取最小值 25mpa，以補(bǔ)償彎矩對(duì)軸的影響以上所設(shè)計(jì)的軸的尺寸主要考慮的是與實(shí)際零件的配合。如圖10：圖 10 軸2、軸的強(qiáng)度校核第 20 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）圖 11 軸的受力簡(jiǎn)圖 軸的受力簡(jiǎn)圖如圖 11 b）所示 求支承反力Z 面支承反力：TD T 聯(lián)軸器 4.41 0.99 4.37上式中：T電動(dòng)機(jī) 4.41N M 聯(lián)軸器 0.99（查機(jī)械原理與設(shè)計(jì) 表 9-1.13

34、） 根據(jù)平衡原理 , 可以得出下式 :FA FB FC 0 FB L1 FC L1 L20又TA TD 4.37 N.M（平衡原理）TD FA d FA 13.5 10 3 4.37 D A 2 A即 FA 323.7N將已知條件代入、式，可以得出：FB FC 323.7NFB 50 FC 50 29 0第 21 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） FB 881.7NFC558N 畫(huà)出軸的彎矩圖，合成彎矩圖及轉(zhuǎn)矩圖M B FB L1 881.7 50 10 3 44.085N MM M2 T 2 （該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的剪切應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力 考慮，取 =0.6 ）MAM

35、A2TA200.64.37 22.622N MM BM B2TB244.08520.6 4.37 2 44.16N M2 2 2M CM C 2TC2020.64.37 22.622N MM DM D 2TD200.64.37 22.622N M 指出危險(xiǎn)剖面的位置如圖 11 中，均為有應(yīng)力集中的剖面，均有可能是危險(xiǎn)截面。由圖11e）可知 B 點(diǎn)處為危險(xiǎn)截面。 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的剛度d 3 3 3W 0.1d3 0.1 153 337.5 mm332Mmax 44.16N M 4.416 104 N mmT max 4.37N M 4.37 103 N mmM 2 T 2 44.16 10

36、3 2 0.6 4.37 103 2ca 131.07MPa ca W 337.5前已選定軸的材料為 45 鋼，正火處理，查機(jī)械設(shè)計(jì)表 15-1 得1 =255MPa，因此， ca 1 ，故安全。（五）提高軸的強(qiáng)度的常用措施軸和軸上零件的結(jié)構(gòu)、 工藝以及軸上零件的安裝布置等對(duì)軸的強(qiáng)度有很大的影響，所以應(yīng)在這些方面進(jìn)行充分考慮， 以利提高軸的承載能力， 減小軸的尺寸第 22 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）和機(jī)器的質(zhì)量，降低制造成本。1. 合理布置軸上零件以減小軸的載荷為了減小軸所承受的彎矩， 傳動(dòng)件應(yīng)盡量靠近軸承， 并盡可能不采用懸臂的 支承形式，力求縮短支承跨距及懸臂長(zhǎng)

37、度等。2. 改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷3. 改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響 軸通常是在變應(yīng)力條件下工作的，軸的截面尺寸發(fā)生突變處要產(chǎn)生應(yīng)力集 中，軸的疲勞破壞往往在此處發(fā)生。 為了提高軸的疲勞強(qiáng)度， 應(yīng)盡量減少應(yīng)力集 中源和降低應(yīng)力集中的程度。 為此，軸肩處應(yīng)采用較大的過(guò)渡圓角半徑 r 來(lái)降低 應(yīng)力集中。但對(duì)定位軸肩， 還必須保證零件得到可靠的定位。 當(dāng)靠軸肩定位的零 件的圓角半徑很小時(shí)（如滾動(dòng)軸承內(nèi)圈的圓角） ，為了增大軸肩處的圓角半徑， 可采用內(nèi)凹圓角或加裝隔離環(huán)。當(dāng)軸與輪轂為過(guò)盈配合時(shí)， 配合邊緣處會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。 為了減小應(yīng) 力集中，可在輪轂上或軸上開(kāi)減載槽； 或者加大配

38、合部分的直徑。 由于配合的過(guò) 盈量愈大，引起的應(yīng)力集中也愈嚴(yán)重， 因而在設(shè)計(jì)中應(yīng)合理選擇零件與軸的配合。用盤(pán)銑刀加工的鍵槽比用鍵槽銑刀加工的鍵槽在過(guò)渡處對(duì)軸的截面削弱較 為平緩， 因而應(yīng)力集中較??； 漸開(kāi)線花鍵比矩形花鍵在齒根處的應(yīng)力集中小， 在 作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)妥加考慮。 此外，由于切制螺紋處的應(yīng)力集中較大， 故應(yīng)盡 可能避免在軸上受載較大的區(qū)段切制螺紋。4. 改進(jìn)軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強(qiáng)度軸的表面粗糙度和表面強(qiáng)化處理方法也會(huì)對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生影響。 軸的表 面愈粗糙， 疲勞強(qiáng)度也愈低。 因此，應(yīng)合理減小軸的表面及圓角處的加工粗糙度 值。當(dāng)采用對(duì)應(yīng)力集中甚為敏感的高強(qiáng)度材料制作軸時(shí)，

39、表面質(zhì)量尤應(yīng)予以注意。表面強(qiáng)化處理的方法有：表面高頻淬火等熱處理；表面滲碳、氧化、氮化等 化學(xué)熱處理；碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理。通過(guò)碾壓、噴丸進(jìn)行表面強(qiáng)化處理時(shí)，可 使軸的表層產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而提高軸的抗疲勞能力。（六）軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于加工和裝配軸上的零件， 并且生產(chǎn) 率高，成本低。一般地說(shuō)，軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，工藝性越好。因此，在滿足使用要第 23 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）求的前提下，軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量簡(jiǎn)化。為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出 45倒角; 需要磨削加工的軸段 應(yīng)留有砂輪越程槽 ;需要切制螺紋的軸段 , 應(yīng)留有退刀槽。

40、2.3.2 箱體（一）簡(jiǎn)介機(jī)座和箱體等零件， 在一臺(tái)機(jī)器的總質(zhì)量中占有很大的比例 （例如在機(jī)床中 約占總質(zhì)量的 70%? 90%），同時(shí)在很大程度上影響著機(jī)器的工作精度及抗振性 能；若兼作運(yùn)動(dòng)不見(jiàn)的滑道（導(dǎo)軌）時(shí)，還影響著機(jī)器的耐磨性等。所以正確選 擇機(jī)座和箱體等零件的材料和正確設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式及尺寸， 是減小機(jī)器質(zhì)量、 節(jié) 約金屬材料、提高工作精度、增強(qiáng)機(jī)器剛度及耐磨性等的重要途徑。（二）機(jī)座和箱體的材料和制法固定式機(jī)器， 尤其是固定式重型機(jī)器， 其機(jī)座和箱體的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜， 剛度 要求也較高， 因而通常都為鑄造。 鑄造材料常用既便于施工又廉價(jià)的鑄鐵 （包括 普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵與變性灰鑄鐵等

41、） ；只有需要強(qiáng)度高、 剛性大時(shí)才用鑄鋼； 當(dāng)減小質(zhì)量具有很大的意義時(shí) （如運(yùn)行式機(jī)器的機(jī)座和箱體） 才用鋁合金等輕合 金。對(duì)于運(yùn)行式機(jī)器，如飛機(jī)、汽車(chē)、拖拉機(jī)及運(yùn)行式起重機(jī)等，減小機(jī)件的質(zhì) 量非常重要，故常用鋼或輕合金型材焊制。 大型機(jī)座的制造， 則常采取分零鑄造， 然后焊成一體的辦法。鑄造及焊接零件的基本工、 應(yīng)用特性及一般選擇原則在設(shè)計(jì)時(shí)， 應(yīng)全面進(jìn)行 分析比較，以期設(shè)計(jì)合理，且能符合生產(chǎn)實(shí)際。例如雖然一般地說(shuō)，成批生產(chǎn)且 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件以鑄造為宜； 單件或少量生產(chǎn)， 且生產(chǎn)期限較短的零件則以焊接 為宜，但對(duì)具體的機(jī)座或箱體仍應(yīng)分析其主要決定因素。 譬如成批生產(chǎn)的中小型 機(jī)床及內(nèi)燃機(jī)等的

42、機(jī)座， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜是其主要問(wèn)題， 固然應(yīng)以鑄造為宜； 但成批生 產(chǎn)的汽車(chē)底盤(pán)及運(yùn)行式起重機(jī)的機(jī)體等卻以質(zhì)量小和運(yùn)行靈便為主， 則又應(yīng)以焊 接為宜。又如質(zhì)量及尺寸都不大的單件機(jī)座或箱體以制造簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)為主， 應(yīng)采 用焊接；而單件大型機(jī)座或箱體若單采用鑄或焊皆不經(jīng)濟(jì)或不可能時(shí)， 則應(yīng)采用 拼焊結(jié)構(gòu)等等。（三）機(jī)座和箱體設(shè)計(jì)概要第 24 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）機(jī)座和箱體等零件工作能力的主要指標(biāo)是剛度，其次是是強(qiáng)度和抗振性能； 當(dāng)同時(shí)用作滑道時(shí)，滑道部分還應(yīng)具有足夠的耐磨性。此外，對(duì)具體的機(jī)械，還 應(yīng)滿足特殊的要求，并力求具有良好的工藝性。機(jī)座和箱體的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小，

43、 決定于安裝在它的內(nèi)部或外部的零件和 部件的形狀和尺寸及其相互配置、 受力與運(yùn)動(dòng)情況等。 設(shè)計(jì)時(shí)， 應(yīng)使所裝的零件 和部件便于裝拆和操作。（三）具體結(jié)構(gòu)以及尺寸本試驗(yàn)機(jī)為小型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)， 設(shè)計(jì)的機(jī)座質(zhì)量較大， 以減少試驗(yàn)時(shí)震動(dòng) 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響， 用于安裝電動(dòng)機(jī)、 承載試驗(yàn)裝置以及在其表面附帶線路控制 板，其大小尺寸參考試驗(yàn)儀器以使用方便而定。箱體的一些結(jié)構(gòu)參數(shù)，如壁厚、 凸臺(tái)及孔對(duì)箱體的工作能力、 材料消耗、質(zhì)量及成本影響很大， 設(shè)計(jì)時(shí)須處理好。 壁厚、凸臺(tái)的布置和尺寸的確定可采用類(lèi)比法， 對(duì)同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行比較， 并參照設(shè) 計(jì)手冊(cè)等資料提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)。 這次試驗(yàn)機(jī)的外形主要由

44、二個(gè)箱 體以及二個(gè)箱蓋組成箱蓋的主要功用為方便內(nèi)部零件的安裝，具體結(jié)構(gòu)如圖 12、13、14、 15：1） 主視圖第 25 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）（2）俯視圖圖 12 箱體結(jié)構(gòu)示意圖第 26 頁(yè) 共 37 頁(yè)第 27 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）2.3.3 軸承選擇（一）簡(jiǎn)介滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一， 它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接 觸來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。 與滑動(dòng)軸承相比， 滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小， 功率消耗少， 起動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)由內(nèi)圈、 外圈、滾動(dòng)體和保持架等四部分組成。 內(nèi)圈用 來(lái)和軸頸裝配，外圈用來(lái)和軸承

45、座裝配。通常是內(nèi)圈隨軸頸回轉(zhuǎn)，外圈固定，但 也可用于外圈回轉(zhuǎn)而內(nèi)圈不動(dòng)，或是內(nèi)、外圈同時(shí)回轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。當(dāng)內(nèi)、外圈相對(duì) 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體即在內(nèi)、外圈的滾道間滾動(dòng)。軸承內(nèi)、外圈上的滾道，有限制滾 動(dòng)體側(cè)向位移的作用。（二）滾動(dòng)軸承類(lèi)型的選擇選用軸承時(shí)， 首先是選擇軸承類(lèi)型。 正確選擇軸承類(lèi)型時(shí)所應(yīng)考慮的主要因第 28 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）素如下：1、軸承的載荷 軸承承受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類(lèi)型的主要依據(jù)。 根據(jù)載荷的大小選擇軸承類(lèi)型時(shí)， 由于滾子軸承中主要元件間是線接觸， 宜 用于承受較大的載荷， 承載后的變形也較小。 而球軸承中則主要為點(diǎn)接觸， 宜用

46、于承受較輕的或中等的載荷，故在載荷較小時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。2、載荷的轉(zhuǎn)速在一般轉(zhuǎn)速下， 轉(zhuǎn)速的高低對(duì)類(lèi)型的選擇不發(fā)生什么影響， 只有在轉(zhuǎn)速較高 事，才會(huì)有比較顯著的影響。從工作轉(zhuǎn)速對(duì)軸承的要求看，可以確定以下幾點(diǎn)：1）球軸承與滾子軸承相比較，有較高的極限轉(zhuǎn)速，故在高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用 球軸承。2）在內(nèi)徑相同的條件下，外徑越小，則滾動(dòng)體就越小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體加在 外圈滾道上的離心慣性力也就越小， 因而也就更適于在更高的轉(zhuǎn)速下工作。 故在 高速時(shí)，宜選用同一直徑系列中外徑較小的軸承。 外徑較大的軸承， 宜用于低速 重載的場(chǎng)合。 若用一個(gè)外徑較小的軸承而承載能力達(dá)不到要求時(shí)， 可再并裝一個(gè) 相同的軸承，

47、或者考慮采用寬系列的軸承。3）保持架的材料與結(jié)構(gòu)對(duì)軸承轉(zhuǎn)速影響極大。實(shí)體保持架比沖壓保持架允 許高一些的轉(zhuǎn)速，青銅實(shí)體保持架允許更高的轉(zhuǎn)速。4）推力軸承的極限轉(zhuǎn)速均很低。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，若軸向載荷不十分大， 可以采用角接觸球軸承承受軸向力。5）若工作轉(zhuǎn)速略超過(guò)樣本中規(guī)定的極限轉(zhuǎn)速， 可以用提高軸承的公差等級(jí)， 或者適當(dāng)?shù)丶哟筝S承地徑向游隙， 選用循環(huán)潤(rùn)滑或油霧潤(rùn)滑， 加強(qiáng)對(duì)循環(huán)油的冷 卻等措施來(lái)改善軸承的高速性能。 若工作轉(zhuǎn)速超過(guò)極限轉(zhuǎn)速較多， 應(yīng)選用特制的 高速滾動(dòng)軸承。3、軸承的調(diào)心能力當(dāng)軸的中心線與軸承座中心線不重合而有角度誤差時(shí)， 或因軸受力而彎曲或 傾斜時(shí)，會(huì)造成軸承的內(nèi)外圈軸線發(fā)生

48、偏斜。 這時(shí)，應(yīng)采用有一定調(diào)心性能的調(diào) 心軸承或帶座外球面軸承。 這類(lèi)軸承在軸與軸承座孔的軸線有不大的相對(duì)偏斜時(shí) 仍能正常工作。第 29 頁(yè) 共 37 頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）4、軸承的安裝和拆卸便于裝拆，也是在選擇軸承類(lèi)型時(shí)應(yīng)考慮的一個(gè)因素。 在軸承座沒(méi)有剖分面 而必須沿軸向安裝和拆卸軸承部件時(shí)， 應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承。 當(dāng)軸承 在長(zhǎng)軸上安裝時(shí)，為了便于裝拆，可以選用其內(nèi)圈孔為 1：12 的圓錐孔（用以安 裝在緊定襯套上）的軸承。此外，軸承類(lèi)型的選擇還應(yīng)考慮軸承裝置整體設(shè)計(jì)的要求， 如軸承的配置使 用要求、游動(dòng)要求等。（三）選擇類(lèi)型傳感軸上選擇深溝球軸承和推力球軸承。

49、 深溝球軸承主要承受徑向載荷， 也 可同時(shí)承受小的軸向載荷。 當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。 在高轉(zhuǎn)速時(shí)， 可用來(lái)承受純軸向 載荷。工作中允許內(nèi)、外圈軸線偏斜量 8? 16，大量生產(chǎn)，價(jià)格最低。角 接觸球軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷， 也可以單獨(dú)承受軸向載荷。 能在 較高轉(zhuǎn)速下正常工作。 由于一個(gè)軸承只能承受單向的軸向力， 因此， 一般成對(duì)使 用。承受軸向載荷的能力與接觸角 有關(guān)。 接觸角大的， 承受軸向載荷的能力也 高。由已知軸徑大小和強(qiáng)度要求選擇型號(hào)： GB297-64 7205、 GB301-648 105，軸 承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制，軸承外徑與外殼的配合采用基軸制。（四）軸承裝置的設(shè)計(jì)要想保證軸承順利工作， 除了正確選擇軸承類(lèi)型和尺寸外， 還應(yīng)正確設(shè)計(jì)軸 承裝置。軸承裝置的設(shè)計(jì)主要時(shí)正確解決軸