[发明专利]一种基于柔性铰链的复合式摩擦磨损试验机

说明书

本发明公开了一种基于柔性铰链的复合式摩擦磨损试验机，包括第一电机、第二电机、第三电机、圆柱凸轮、第一齿轮、第二齿轮、下试件轴、双头螺柱、砝码、加载丝杠、销轴、柔性铰链、上试件、第一滑移齿轮、中间轴和第二滑移齿轮，第一电机带动圆柱凸轮传动使下试件轴做直线运动，上试件通过双头螺柱和砝码进行加载，采用柔性铰链和应变片将形变转化为电信号测量摩擦力，滑移齿轮组实现旋转摩擦方式的切换，通过销轴固定下试件轴与端面轴摩擦，采用丝杠传动作端面摩擦的加载正压力，并设置有压力传感器测量端面的加载力和摩擦力。本发明的有益效果是可实现旋转、往复以及端面三种摩擦方式的切换，结构简单，成本低廉、实用性强。

技术领域

本发明涉及一种摩擦试验机，具体涉及一种基于柔性铰链的复合式摩擦磨损试验机。

背景技术

摩擦磨损存在于绝大多数的机械设备中，由于润滑方式的不当或对摩擦学机理的研究不透彻，导致了大量资源的浪费，同时也极大的降低了生产效率，为了研究摩擦材质的性能、环境对摩擦磨损的影响和不同摩擦副的摩擦机理等，试验机是必不可少的设备，并且市面上的试验机价格昂贵、体型庞大且功能单一，故现有技术有待进一步改善。

发明内容

鉴于上述试验机存在的问题，有必要提供一种基于柔性铰链的复合式摩擦磨损试验机，该试验机工作原理是：减速电机带动圆柱凸轮传动，使下试件轴与上试件做半圆柱副的往复摩擦运动，采用双头螺柱连接上试件和柔性铰链，上试件通过加载砝码进行加载，通过应变片将柔性铰链形变转化为电信号测量往复摩擦力。借助可拆卸的圆柱凸轮传动和滑移齿轮组实现旋转摩擦方式的切换，加载方式与往复式相同。同时设置有端面摩擦轴与下试件轴作端面摩擦，端面摩擦方式采用丝杠传动进行加载，并设置有两个压力传感器用于测量端面摩擦的加载力和摩擦力矩。

为了达到上述目的，本发明采取的的技术方案是：

一种基于柔性铰链的复合式摩擦磨损试验机，其特征在于：包括往复摩擦组件、旋转摩擦组件和端面摩擦组件；

所述往复摩擦组件包括第一电机、圆柱凸轮、随动滚子、滑杆、圆盘、下试件轴、支架、柔性铰链、第一心轴、上试件、工作台、第二心轴和加载砝码，所述第一电机的电机主轴平键连接有圆柱凸轮，所述圆柱凸轮通过凹槽型几何轮廓与随动滚子传动连接，所述圆盘的中心开有通孔，并与下试件轴过盈配合连接，所述上试件支撑在下试件轴的上方，且上试件通过半圆柱面与下试件轴相互贴合，所述上试件的上端与双头螺柱的一端螺旋连接，所述双头螺柱另一端与柔性铰链的内螺纹孔螺旋连接，且在柔性铰链的上方设置有加载砝码，所述加载砝码压在柔性铰链的上表面，所述柔性铰链两端通过第一心轴和第二心轴支撑在两侧滑移块的通孔内，所述支架竖直方向开有导轨轨道，所述滑移块与导轨轨道移动副连接，所述支架下部开有弹簧孔，所述弹簧一端安装在弹簧孔内，一端套在滑移块下部的限位短轴上；

所述旋转摩擦组件包括第一齿轮、第二齿轮、第一滑移齿轮、中间轴和第二滑移齿轮，所述第一齿轮平键连接在圆柱凸轮外伸轴端上，所述第二齿轮平键连接在下试件轴的右轴端，所述中间轴上开有一定长度的滑移键槽，所述第一滑移齿轮与滑键Ⅱ过盈配合，所述第二滑移齿轮与滑键Ⅰ过盈配合，且滑键Ⅰ和滑键Ⅱ与滑移键槽移动副连接，在所述滑键Ⅰ和滑键Ⅱ之间有定位平键，定位平键两端分别能与滑键Ⅰ和滑键Ⅱ的一端面贴合，所述第一滑移齿轮滑到键槽最右端刚好能与第一齿轮啮合传动，所述第二滑移齿轮滑到键槽最左端刚好能与第二齿轮啮合传动。

所述端面摩擦组件包括销轴、第二电机、第三电机、推杆，所述第二电机的电机轴平键连接有旋转轴，所述旋转轴上过盈连接有第四齿轮，所述第四齿轮与安装在端面摩擦轴上的第三齿轮啮合传动，所述第三电机通过联轴器连接加载丝杠，所述推杆中间开有内螺纹孔Ⅱ，两侧底部开有滑移槽Ⅱ，所述推杆通过内螺纹孔Ⅱ与加载丝杠44形成螺旋传动，所述推杆通过两侧滑移槽Ⅱ与限位导轨移动副连接，所述限位导轨移动副连接有滑移座，所述滑移座开有通孔，所述销轴分别穿过下试件轴上的通孔和两侧滑移座的通孔。