摩擦磨损试验机是用于评定材料摩擦磨损性能的设备,能够在变载荷、变速以及在各种温度情况下探究试件的磨损机理,得到不同工况下的摩擦系数,先进的摩擦磨损实验台对于摩擦学研究的深入开展有着重要意义。而市场上的摩擦磨损试验机大多采用端面摩擦的形式,针对作往复式运动的圆柱副试件的摩擦磨损试验机种类少、通用性低、价格昂贵。基于上述情况,本文研制了一款新型的往复式摩擦磨损试验机,主要做了以下工作:(1)结合摩擦系数测量原理和试验机的实际使用工况与功能要求,设计试验机的传动系统、加载系统以及摩擦力转化系统;(2)针对试验机在运行过程中出现的振动以及造成的危害,建立曲柄滑块机构往复速度波动最小的数学模型,结合遗传算法与变量范围寻优的方法对曲柄长度、连杆长度以及偏距进行优化,并验证其运动学性能。建立试验机的整体虚拟样机,利用ADAMS探究其在变转速和变载荷的情况下的振动,并进行结构优化。通过实际工作情况可以看出,优化后试验机的振动和冲击明显减小;(3)搭建整体试验机的测控系统,根据应变片将柔性梁的变形转化为电压信号输出的办法,设计了摩擦力信号采集和放大系统。利用LabVIEW搭建了试验机的登录系统、数据采集系统以及数据查询系统。结合小波包去噪与算术平均值的方法对采集卡输出信号进行后处理,提高测量结果的准确性;(4)对所设计的试验机进行加工与调试,搭建集测控于一体的试验机平台。给出了本试验机试验条件,包括试验材料、环境条件、试件制备以及试验参数。然后通过重量为0N、5N、10N、15N、20N、25N、30N、35N的砝码对柔性梁变形的电压信号进行标定,并得到电压信号与标定力的一次线性关系式:f(x)=0.002239x+0.02312。改变载荷和转速,得到不同时间段的摩擦力和摩擦系数,并生成关系曲线。结果表明:摩擦系数随着负载的增大而减小,摩擦系数随转速的增大而增大。图[70]表[16]参[77]