(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211133226.X (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 合肥工业大 学 地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路 193号 (72)发明人 陈奇　张龙唱　尹延国　宋晖　 侯庆伟　唐查强　黄丽源　王良健　 (74)专利代理 机构 安徽省合肥新 安专利代理有 限责任公司 34101 专利代理师 何梅生 (51)Int.Cl. G01N 3/56(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 19/02(2006.01) (54)发明名称 一种机械式线接 触摩擦试验机 (57)摘要 本发明公开了一种机械式线接触摩擦试验 机， 属于摩擦磨损试验领域。 其包括： 动力传递装 置、 载荷调节装置、 摩擦扭矩测量装置。 其中载荷 调节装置可通过拧紧调整压力调整螺母来调节 压力弹簧的受力， 进而调整对试样施加的压力； 动力传递装置在启动后， 受到圆柱配重块的影 响， 行星架绕固定轴转动一定角度后处于平衡状 态， 此时摩擦扭矩测量装置上的移动滑块会沿滑 块导轨移动一定距离， 移动滑块上有标记线， 通 过对照标记线和标尺上的刻度即可读出摩擦扭 矩数值。 本发 明的技术方案可适用于金属和非金 属材料的线接触摩擦试验， 机械式结构可产生高 载荷以及模拟真实机械使用工况， 具有操作简 单， 可靠性高的优点。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 115452638 A 2022.12.09 CN 115452638 A 1.一种机械式线接触摩擦试验机， 其特征在于， 该试验台包括： 动力传递装置、 载荷调 节装置、 摩擦扭矩测量装置； 所述的动力传递装置由电机(1)、 主动力轴(2)、 主动齿轮(3)、 左双联齿轮(4)、 齿轮轴(5)、 右双联齿轮(12)、 内齿圈(11)、 内齿圈输出轴(13)组成， 电机 (1)的输出轴与主动力轴(2)通过联轴器连接， 主动力轴(2)与主动齿轮(3)通过键连接， 主 动齿轮(3)与左双联齿轮(4)外啮合， 左双联齿轮(4)和右双联齿轮(12)通过键安装在齿轮 轴(5)两端， 右双联齿轮(12)与内齿圈(1 1)内啮合， 内齿圈(1 1)和内齿圈输出轴(13)固联。 2.根据权利要求1所述的一种机械 式线接触摩擦试验机， 其特征在于， 所述的摩擦扭矩 测量装置由齿轮轴(5)、 移动滑块(6)、 摩擦力矩标尺(7)、 滑块导轨(8)、 滑块轴(9)、 行星架 (10)、 圆柱配重块(16)、 固定轴(17)组成， 移动滑块(6)上端设有导轨轴孔并且下端设有滑 槽， 滑块导轨(8)与移动滑块(6)上端的导轨轴 孔配合， 滑块轴(9)与移动滑块(6)下端的滑 槽配合， 摩擦力矩标尺(7)安装在移动滑块(6)上方， 移动滑块(6)中间设有标记线， 当移动 滑块(6)沿滑块导轨(8)滑动时， 通过对照标记线和摩擦力矩标尺(7)上的刻度即可读出摩 擦扭矩数值。 行星架(10)上端与滑块轴(9)固联， 行星架(10)下端与圆柱配重块(16)固联， 行星架(10)中间设置两个轴孔， 自上而下分别与齿轮轴(5)、 固定轴(17)配合， 固定轴(17) 与试验台机架 固联， 调整压力调整螺母(18)的位置使上试样(14)所受压力达到设定值， 然 后开启动力传递装置， 此时齿轮轴(5)受齿轮啮合力的作用 驱动行星架(10)绕着固定轴 (17)转动， 同时行星架(10)受到圆柱配重块(16)的平衡作用绕着固定轴(17)转动一定角度 后会处于平衡 状态。 3.根据权利要求1所述的一种机械式线接触摩擦试验机， 其特征在于， 所述的固定轴 (17)的轴心B与滑 块轴(9)的轴心D的距离与固定轴(17)的轴心B与圆柱配重块(16)的轴心C 的距离相等。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115452638 A 2一种机械式线接 触摩擦试验机 技术领域 [0001]本发明涉及 摩擦磨损试验领域， 更 具体的说， 涉及一种机 械式线接触摩擦试验机 。 背景技术 [0002]在机械零部件运行过程中磨损 是普遍存在的。 在紧密连接 的部件之间， 由于机械 的不断工作， 零部件几何尺寸会逐渐变小， 这就是零部件表 面产生了磨损。 随着现代高科技 领域对于精度寿命可靠性的要求越来越高， 同时工况条件愈发苛刻， 零部件的磨损问题已 经越来越不可忽视 。 [0003]齿轮作为机械传动系统中应用最广泛的关键零部件之一， 在传递扭矩、 变速变向 的动力承载中发挥着不可替代的作用， 并广泛应用于机械装备、 航空航 天等工程领域； 现代 机械设备需要更高的安全系 数和使用寿命， 这对齿轮的摩擦学性能提出了更高的要求； 研 究齿轮的摩擦 学性能有利于改善齿轮的传动性能， 降低磨损功 耗， 减少维护成本； 在研究齿 轮摩擦学性能时现有研究大多从齿轮表面微观结构以及齿轮自身材料出发提高摩擦学性 能， 考虑到齿轮啮合时齿面接触应力较大， 且齿轮啮合过程为线接触过程， 需要设计一种可 提供高载荷的摩擦试验机来模拟线接触摩擦磨损过程， 以进行损伤机理及防护评价研究， 考察材料的力学性能和失效规 律。 [0004]专利CN107101902B公开了一种微动摩擦试验机， 其由工作台、 施力机构、 上夹具机 构、 下夹具机构、 振动机构、 显示屏和三维传感器组成； 该试验机结构简单， 故障率低， 易于 制造， 实现了压力的稳定施加和自动调节， 实现了双向的常规振动与微振动的叠加复合振 动模式， 并能将微动摩擦实验的输入控制和输出结果的实时显示； 但该试验机只能对微动 磨损进行模拟试验， 难以对齿轮等高载荷线接触磨损零部件进行 试验。 [0005]专利CN103822837B公开了一种摩擦试验机， 该摩擦试验机将盘状的定试件或定基 准件安装在固定座上， 将动试件或动基准件安装在活动座上， 并通过驱动装置来驱动活动 座沿直线或曲线轨迹移动， 在摩 擦磨损过程中， 定试件或定基准件固定不动， 而动试件或动 基准件可在定试件或定基准件上移动， 而动试件或动基准件本身并不做回转运动， 无需导 电滑环传送电信号， 就能在动试件或动基准件和定试件或定基准件直接安装传感器， 以达 到测量相应物理量的目的， 解决了现有技术中因摩擦盘一直转动所造成的摩擦磨损试验测 量结果不准确的问题， 但该摩擦试验机所提供 的载荷有限， 难以对齿轮等高载荷线接触磨 损零部件进行 试验。 [0006]专利CN111157442B公开了一种多模式摩擦磨损试验装置及方法， 该装置将球试 样/滚动试样夹持在夹具上， 用平面试样夹具夹持平面试样； 通过升降台控制平面试样上下 移动， 使球试样/滚动试样与平面试样接触； 电机带动球试样/滚动试样以设定的参数进行 上下往复运动， 并对平 面试样进 行往复冲击/滑动/滚动试验、 两模式复合试验、 三模式复合 试验。 三维力传感器测出平面试样夹具所承受的力， 分析得出摩擦系数 ‑循环次数曲线。 本 发明能进 行刚度可调节的冲击、 滑动、 滚动多模式摩擦磨损试验， 操作单， 节约试验成本， 适 用于复合摩擦的研究； 但该装置所提供 的载荷有限， 也难以对齿轮等高载荷线接触磨损零说　明　书 1/6 页 3 CN 115452638 A 3