目录 CONTENT第1章绪论 (1)1.1课题研究的现状 (1)1.2摩擦磨损实验的目的 (3)1.3发展趋势 (3)1.4摩擦磨损试验机测控技术及其发展 (4)1.5小结 (5)第2章摩擦磨损试验机的影响因素 (6)2.1试验条件的影响 (6)2.2测量参数的影响 (6)第3章摩擦磨损实验台结构设计的相关计算 (7)3.1往复式摩擦磨损试验台的工作原理 (7)3.2传动的计算 (7)3.3主要零部件的分析和校核 (8)3.3.1电机和减速器的选择及其主要参数 (8)3.3.2齿轮1和齿轮2的分析和校核 (8)3.3.3同步带的传送和计算 (9)3.3.4主轴的计算 (11)3.3.5主轴的强度校核 (11)3.3.6主轴上键的强度校核 (12)3.3.7摩擦销的结构设计 (12).第4章磨损量的测量 (12)4.1.常用的磨损量的测量方法 (12)4.2摩擦系数测试部分 (13)小结 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录一外文原文 (28)附录二中文翻译 (34)往复式摩擦磨损试验台的设计第1章绪论1.1 课题研究的现状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，仅几十年来，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、再喝等）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](研制的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。
试样夹上相同成分的3个试样受载荷作用于表面铺有松散磨料的砂轮上，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。
该机即可严格控制温度，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，摩屑潜入砂轮间隙，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矿相差较远。
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[4]。
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。
崔周平等人[6]研制的M-1型真空摩擦磨损试验机。
该机可以提供从大气6.7×10-3Pa 的压力环境；测量的参数较多，除了测力和速度等参数外，还可以测量温度和摩擦引起的震动频率等；同时具有较为完善的数据采集和处理系统；只须改变夹具及其附件，便可实现多种接触形势和相对运动形式，以及不同的系统刚度和震度特性，拓宽了试验机的应用范围。
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0~2800r／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行载荷、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。
以上这些摩擦试验机多采用静态选位法观察试件，虽然简单易行，但不能获得摩擦过程的动态信息，更不能对磨损（摩擦）过程进行动态观测及动态数据记录。
参考文献：[1]S. Soemantri, at al. Some aspects of abrasive wear at elevated temperatures[J].Wear. 1985, 104(1):77–91.[2]Tischer A. Construction of a new tester for elevated temperatures and First Result of Sliding Abrasion Test.）,Wear .1989.25(2):729-734.[3]邢建东等，含碳量对20%de Cr合金氧化和高温磨损性能的影响[J].机械工程学报，2002，28(6):31-37.[4]杨学军，赵浩峰，赵昕月，高温销盘磨损试验机的研制[J].太原理工大学学报，2005，36(4):477-499.[5]李霞，许志庆，杨勇，高速摩擦磨损试验台的总体设计[J].中国仪器仪，2003, 10（3）：22-33.[6]崔周平，宋期，MT-1型真空摩擦磨损试验机的研制[J].固体润滑，2000，10（1）：61-62.[7]宋宝玉，吉乐，张峰等，SY-1型摩擦磨损试验机的研制[J].润滑与密封，2004,1,61-64.[8]杨双满，往复式摩擦磨损试验机的研制[J].机车车辆工艺，2007，6,22-24.1.2 摩擦磨损实验的目的摩擦磨损试验的目的是为了对摩擦磨损现象及其本质进行研究，正确的评价各种因素对摩擦磨损性能的影响，从而确定符合使用要求的摩擦副元件的最优参数。
摩擦磨损试验研究的内容非常广泛，如讨论摩擦、磨损个润滑机理以及影响摩擦、磨损的诸因素，对新的耐磨、减摩及摩擦材料和润滑剂进行评定等。
由于摩擦磨损现象十分复杂，摩擦磨损条件不同，试验方法和装置种类繁多，如何准确地获取摩擦磨损过程中的参数变化成为一个十分重要的研究课题。
为了探索和验证机械工程中摩擦磨损问题的机理以及有关影响因素，在摩擦学研究中展开摩擦磨损测试技术和数据分析研究具有非常重要的作用。
1.3 发展趋势随着现代科学技术的进步，摩擦磨损测试技术呈快速发展之势，摩擦磨损试验机呈一下发展趋势：1、以高性能的电机系统取代机械变速系统目前，高性能的电机系统已经比较成熟，调速比可以达到一比几百、几千甚至更高。
利用这种系统既可以实现转动，也可以实现摆动和直线运动。
由高性能电机直接驱动主轴，不仅能使机械结构大大简化，而且还能降低试验机的摩擦损耗，提高整机的寿命和可靠性。
但高性能电机系统价格比较昂贵。
2、在摩擦磨损试验机上应用微型计算机微型计算机的价格低廉，操作简单，性能稳定，不仅可以取代以往的二次仪表对试验机进行控制，而且还可以对测试参数进行自动采集和数据处理，因而能使试验机的功能大大加强。
3、改进测试手段4、提高稳定性，提高测试精度提高试验机的稳定性，以使试验结果具有更好的重复性和再现性1.4 摩擦磨损试验机测控技术及其发展摩擦磨损测试技术的发展与测试技术和测量仪器仪表的发展密不可分。
在现代仪器仪表高度自动化和信息管理现代化的过程中，大量涌现出以计算机为核心的信息处理与控制相结合的实用系统，同时由于计算机网络技术和通信技术的迅猛发展，控制网络技术已成为自动化测控领域的发展热点。
这些技术的出现与发展有力的促进了摩擦磨损试验技术和智能化摩擦磨损试验机的发展。
传统的摩擦磨损试验机的测试原理是基于传统的测试系统理论，测试方法采用不连续测定法，如试验前后称量试样的重量，测定体积变化等等，即使采用了一定的测试设备，如模拟技术的记录仪等，但测量仪器多采用基于系统抗干扰性能较差，摩擦磨损测试往往不能体现摩擦学的系统性和时变性，其测量结果也无法反映极短周期内发生的变化（例如动静摩擦系数过渡变化、擦伤、咬死等）。
电气调速方面多采用基于大功率晶体管、晶匣管和大功率整流技术甚至直流发电机-直流电动机技术的直流调速系统。
逻辑控制部分，最初采用按钮和开关进行手动控制，后来出现了继电器、接触器及其控制系统，用于控制试验机的启动、停止和有级变速，由于这种控制装置结构简单、直观易懂、维护方便、价格低廉，所以在摩擦磨损试验机控制上得以广泛应用，但控制系统难以改变控制程序，由机械触点实现开、关控制，触点容易出现松动和电磨损，可靠性较低。
随着摩擦学研究的不断深入，对摩擦磨损试验机的要求也越来越高。
人们根据摩擦磨损的特点制造了具有通用意义的摩擦磨损试验机，用来研究不同状态下摩擦磨损过程中的速度、温度、摩擦力、摩擦系数、磨损量等参数的变化，根据参数的变化判断实验材料、润滑剂等性能。
随着计算机的普及，出现了利用计算机辅助摩擦磨损试验机的试验机，这种试验机多采用“传感器＋信号调理＋数据采集卡＋软件”这样一种基于模数采集卡的基本形式。
来着传感器的微弱信号经过后面配接的信号调理电路的放大和预虑后输出标准的模拟电压或电流信号，经过输导线送入计算机中的数据采集卡采样、A/D转换后，存储于计算机中进行运算分析与处理，以适当的形式输出、显示或记录测量结果。
但由于试验机的拖动设备电动机和交流变频调速设备一般为交流强电设备，易产生强大的内部干扰，同时工业环境、供电系统也会带来各种外部干扰，虽可采用各种软硬件抗干扰措施在一定程度上抑制这些干扰，但这些干扰扔会使以模拟形式传输的信号产生不稳定的非正常波动，甚至会引起较大的跳跃，影响摩擦学测量结果的准确性和可靠性，同时这种形式的试验系统，信号经过多次转换，会带来一定的转换误差。
但由于模拟信号传输速度快，采用这种形式的摩擦磨损试验机在速度要求极高的场合，往往是必须的选择。
电气调速方面由于脉宽调制技术和矢量控制技术的发展及其在交流调速系统中的应用，以交流异步电动机为对象和以交流变频调速器为控制器的交流调速系统得到广泛的应用。
逻辑控制方面出现了以微处理器为核心的可编程控制器。
自动控制理论与计算机技术的结合产生了计算机控制技术，计算机在工业领域正成为不可缺少和不可替代的强有力的控制工具。
由于计算机控制系统的应用，许多传统的控制结构和方法被替代，信息利用率大大提高，从繁重的试验工作中解放出来，可以实现人工最少参与的情况下，按预先编制好的测试程序，完成摩擦磨损测试、分析处理、显示或输出结果。