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微动是一种运动幅度通常处于微米量级范围内的摩擦磨损现象,其运动的隐蔽性很强,不易被察觉,但其破坏性却非常大,所以微动摩擦学正受到越来越多学者的重视与研究。微动摩擦磨损试验机作为微动摩擦学研究的重要工具,先进的微动摩擦磨损测试装置对深入探索微动磨损机理有着重要意义。结合现代驱动技术、计算机技术、测试技术和自动化智能控制技术开展研制新型的微动摩擦磨损试验机具有重要的现实意义和经济效益。 本文在对微动的基本概念、研究的主要理论、微动的驱动方式、微动摩擦磨损试验的要求等因素系统分析的基础上,采用现代设计方法提出了两种不同设计方案,通过综合分析、对比,确定了更为合理的设计方案,并对试验机的加载系统、驱动系统、传感器、试样夹具系统、测控系统等做了详细的方案设计,利用Pro/E三维设计软件对试验机的零部件进行了参数化建模,并在该软件中进行了装配,然后导出了各个零部件的二维工程图,并对所有零部件进行了加工,进一步对试验机进行了安装与调试,同时分析了试验结果产生误差的原因,对比现有的微动摩擦磨损试验机,所研制的试验机有如下几个特点: 1)采用伺服电动缸和力传感器组成的闭环反馈机构加载,施加的载荷精确、稳定; 2)微动的驱动源采用电动激振器,有较大激振力,振幅和频率范围宽,有多种驱动波形可选,运动的精度高; 3)试验机的测试系统是基于PC计算机,试验参数通过传感器转换为相应的电信号,通过数据采集卡PCI8053进行采集,配备相应的控制软件可实现对摩擦力、正压力、摩擦系数等参数实时采集以及数据分析、显示和存储; 4)试验机可实现改变某一参数而保持其他参数不变,便于研究某个因素对微动磨损的影响。