有汽车连杆的设计，还有汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计，选个合适的课题吧！
摩擦是一种极为普遍的现象,摩擦在实际生活中的例子也很多,如抓住物体需要摩擦,皮带传动需要摩擦,铁钉固定在墙上也要靠摩擦等等.但摩擦也会给我们的日常生活带来麻烦.例如：机器开动时,滑动部件之间因摩擦而浪费动力,还会使机器的部件磨损,缩短寿命.我们有时希望地球上从来就没有摩擦力,但如果真的没有摩擦力,人们的生活又会发生什么样的变化呢?首先,也是最基本的,我们无法行动,脚与地面没有了摩擦,人们简直寸步难行.自行车车轮与地面间光滑,怎么才能开动呢?汽车还没发动就打滑,要么就是车子开起来了就停不下来,没有阻碍它运动的力,就只能无限滑下去最后与其它车相撞造成一起又一起的交通事故.飞机无论是活塞发动机或者涡轮喷气发动机都无法启动.第二,我们无法拿起任何东西,我们能拿东西靠的就是摩擦力,摩擦力来自于物体本身的凹凸和我们手上的指纹,这下好,物体光滑,我们也没有了指纹,想拿东西却和它作用不上,只能干着急,不仅拿不起东西,拧盖子扭把手,一系列的力的作用都无法进行；生活处处困难重重.想写字却拿不起笔,笔又不能和纸产生摩擦写字,想吃饭碗筷却拿不住,筷子怎么也夹不住菜,想喝水又提不起杯子；想穿衣服却拿不起穿不上；想工作劳动,但任何工具都一次次从手上滑落……第三,最可怕的事情,地球将无法支撑起任何物体,因为没有了阻力,任何物体都将在重力作用下插入地底.最后,你不能看到这个帖子,因为没有了摩擦,你拿不起鼠标,滚不动滚轮,拉不了控制条,你一怒之下想扔掉电脑,自己一用力却滑出很远,而且,再也回不来了
毕 业 论 文（设计）题目：汽车发动机冷却系统维护所在院系专业班级学 号学生姓名指导教师2010 年 03月 21 日目 录摘要 ………………………………………………………………………………1关键词 ……………………………………………………………………………11引言…………………………………………………………………………………22 冷却系统的作用……………………………………………………………23 冷却系统的组成………………………………………………………………24 冷却系统的构造及维护……………………………………………………………25 冷却系统的工作原理……………………………………………………………46 冷却系统的特点……………………………………………………………………47 冷却系统的检修……………………………………………………………………48冷却系统智能控制……………………………………………………………………68.1 系统组成……………………………………………………………………68.2 单片机控制系统工作原理……………………………………………………………68.3 单片机系统控制工作过程……………………………………………………………6结论…………………………………………………………………………………10谢辞…………………………………………………………………………………11参考文献 ………………………………………………………………………12摘 要本文论述了冷却系统的作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除方法，同时论述了冷却系统系统化、模块化设计方法，以及冷却系统的智能控制，并举例做出简单介绍。关键词：冷却系统 冷却系统维护 温度设定点 冷却系统智能控制1 引言：如果一台发动机,冷却系统的维修率一直居高不下,往往会引起发动机其他构件损坏,特别是随着车辆行驶里程的增加,冷却系统的工作效率逐渐下降,对发动机的整体工作能力产生较大影响,冷却系统的重要性在于维护发动机常温下工作,尤如人体的皮肤汗腺,如果有一天,人体的汗腺不能正常工作,那么身体内的热量将无法散去,轻则产生中暑,重则休克。2 冷却系统的作用冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量，使引擎维持在正常的运转温度范围内。引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎，气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎；水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。不论采何种方式冷却，正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。3 冷却系统的组成水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇等组成。散热器负责循环水的冷却，它的水管和散热片多用铝材制成，铝制水管做成扁平形状，散热片带波纹状，注重散热性能，安装方向垂直于空气流动的方向，尽量做到风阻要小，冷却效率要高。散热器又分为横流式和垂直流动两种，空调冷凝器通常与其装在一起。水泵和节温器发动机是由冷却液的循环来实现的，强制冷却液循环的部件是水泵，它由曲轴皮带带动，推动冷却液在整个系统内循环。目前最先进的水泵是宝马新一代直六发动机上采用的电动水泵，它能精确的控制水泵的转速，并有效的减少了对输出功率的损耗。这些冷却液对发动机的冷却，要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候，冷却液就在发动机本身内部做小循环，当发动机温度高的时候，冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。可以将节温器看作一个阀门，其原理是利用可随温度伸缩的材料（石蜡或乙醚之类的材料）做开关阀门，当水温高时材料膨胀顶开阀门，冷却液进行大循环，当水温低时材料收缩关闭阀门，冷却液小循环。空气的流动为了提高散热器的冷却能力，在散热器后面安装风扇强制通风。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的，发动机启动它就要转，不能视发动机温度变化而变化，为了调节散热器的冷却力，要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。现在已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇，当水温比较低时离合器与转轴分离，风扇不动，当水温比较高时由温度传感器接通电源，使离合器与转轴接合，风扇转动。同样，电子风扇由电动机直接带动，由温度传感器控制电动机运转。这两种形式的散热器电扇运转实际上都由温度传感器控制。散热器散热器兼作储水及散热作用，再此之上还装有膨胀水箱。因为单纯依赖散热器有几个缺点，一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾，水泵的叶轮容易穴蚀；二是气水分离会产生气阻；三是温度高冷却液容易沸腾。因此设计师就加装了膨胀水箱，它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口联接，防止上述问题的产生。冷却介质虽然我们称其为水冷但冷却介质并不是单纯的水，而是由水、防冻液和各种专门用途的防腐剂组成的混合物，也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%～50%，提高了液体的凝固点，防止在低温下结冰而损坏发动机。整个冷却系统并不与大气相通，相当于高压锅的作用，水箱盖则相当于高压阀，一般情况下，轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度，提高传热能4 冷却系统的构造及维护汽车发动机的冷却系统是保持发动机正常工作的重要部件，如果发动机冷却系统的维修率很高，就会引起发动机其他部件的损坏，使发动机的整体工作能力受到影响，因此，汽车发动机冷却系统的维护与保养就显得尤为重要，那么，怎样才能使汽车发动机的冷却系统保持良好的状态呢？驰耐普的汽车美容养护专家告诉我们，正确堆护发动机的冷却系统，首先应了解常用的水冷式发动机的主要部件：第一、冷却液，冷却液指清洁的软水，不是什么水都可以当作冷却液的，越娇贵的车对水质的要求越高。比如，清澈的泉水，虽然清澈，看起来也干净，但泉水中含有大量的矿物质，如果加入发动机的冷却系统中，就会产生大量的水垢，影响冷却系统正常作用的发挥，可见，冷却液水质的好坏是相当重要的，国际上普遍使用的乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇，配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和，达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。1、防冻。用乙二醇配制的冷却液最低可在-70℃环境下使用。市场上销售的冷却液，乙二醇浓度一般保持在33～50％之间，也就是冰点在-20℃～-45℃之间，往往根据不同地域的实际需要合理选择，以满足使用要求。2、防沸。加到水中的乙二醇会改变冷却液的沸点。乙二醇浓度越高，冷却液的沸点也就越高，-20℃时冷却液的沸点为104.5℃，而-50℃时沸点达到108.5℃。如果冷却系统采用压力盖，冷却液的实际沸点会更高，即使在炎热的夏天，也能有效的防止冷却液“开锅”。3、防腐。冷却液最主要的功能是防腐蚀。腐蚀是一种化学、电化学和浸蚀作用，逐步破坏冷却系统内的金属表面，严重时可使冷却系统的壁穿孔，引起冷却液漏失，导致发动机损坏。使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀的出现。4、防锈。锈蚀是由于冷却系统内的氧化作用造成的。热量和湿气使锈蚀的过程加速。锈蚀留下的残余物会阻塞冷却系统，加速磨损和降低热传导的效率。冷却液中的添加剂有助于防止冷却系统通道内锈蚀的出现。5、防垢。水源中所含的各种杂质，其中包括金属离子、无机盐等，决定了结垢和沉淀的形成，会大大地降低冷却系统的导热效率，在许多情况下会对发动机造成严重损害。冷却液所使用的去离子水，可以避免结垢和沉淀的形成，从而保护发动机。第二、汽缸水套，它相当于发动机燃烧室周围的水道，当发动机产生大量的热时，汽缸水套将发挥降温的作用在发动机中，水和油的管道泾渭分明、互不干涉，如果发现冷却液中有油，就说明水路和油路发生了穿孔现象，一旦出现这种情况，水温表的水温会急剧上升，这时一定要及时采取措施。第三、散热水箱和冷却风扇，散热水箱从外观看状似蜂窝，做成这种形状是为了增加水箱的散热面积，以增强散热效果；冷却风扇有在正面安装的，也有在侧面安装的，汽车在高速行驶过程中，冷却风扇将外面的空气吸引进来，利用自然风，起到冷却的作用。冷却系和空调冷凝器共同的风扇是直流永磁电动机风扇，用装在散热器上的温度控制开关来控制，当散热器中冷却液温度下降至93℃-98℃时风扇停转。由于电动风扇的电源不受点火开关的控制，因此发动机熄火后，散热器中液温若高于88℃-93℃，电动风扇运转是不正常的。如果低于88℃时风扇仍转，则是不正常的；而温度高于98℃时，仍不转也是不正常的。当温度高于105℃时，温控开关高温部分接通，电源接通电动机便高速运转；当温度达到120℃时，冷却水温过高，报警指示灯闪亮，为风扇有故障或冷却液不足。如电动机风扇不转，先检查和更换熔断丝，或检修温控开关，必要时再查看电风扇有无损坏。第四、冷却水泵和节温器，冷却液在冷却系统中的流动，主要依靠冷却水泵的动力；节温器能感知发动机的工作温度，低温时，它封住水套中的水，令其在水套内流动，当达到一定温度时再打开，让水经过散热水箱，发挥散热作用。这里值得说明的是，切勿将节温器摘掉，否则会导致发动机过冷而难以启动。正确维护发动机的冷却系统，应了解经常出现的几种冷却系统故障：1、由于冷却液水质不好，水箱中经常会出现锈污和水垢，它们积聚在水箱通道结合处、弯角处，阻碍水流畅通，造成散热不良，如果出现这种情况，应及时清洗干净，日常加水时，尽量加清洁软水，如果用除垢防锈液，养护效果会更好，这里给您推荐驰耐普的S-510冷却系快速除垢剂，它可以迅速溶解冷却系统中形成的水垢、油泥和锈皮，恢复冷却系统的功能，使冷却液循环顺畅，防止过热、开锅而引发的发动机损坏及动力不足；另外，驰耐普的S-520冷却系防锈润滑剂也是一款不错的产品，它能防止冷却系统锈蚀和腐蚀，有效抑制水垢生成，润滑水泵、节温器，消除水泵异响，保护铜、铝、锡和其它金属部件，延长水箱寿命，防止水箱开锅，使发动机在正常温度下工作。维护时清除冷却系水垢措施:可采用2%苛性钠水溶液加入冷却系统，使汽车行驶一天后全部放出，再用清水冲洗；然后再加入同样苛性钠溶液，使用一天后放净，最后用清水冲净即可。也可在冷却系统中加满清水后，从膨胀箱的加水口加入1kg苏打，让汽车行驶一天放净后，使发动机低速运行，并不断从加水口加入清水，即可彻底清除水垢。2、漏水，只要是流体，都有泄漏的可能，汽缸水套中的水一旦发生泄漏，水温表的水温就会急剧上升，出现这种情况，您一定要及时采取必要的措施，以免发生不必要的麻烦，这里给您介绍驰耐普的S-530冷却系止漏剂，它对于冷却系统的修复和保护作用等同于“99超强修复剂”和“S-201”，对于发动机的修复和保护，对于阻止水箱、散热器、水泵、节温器等部件的渗漏是独到的，它可与任何冷却液相融使用，并可减缓冷却系统杂质的产生。总的来讲，冷却系统还有很多故障，不能一一列举。一般情况下，各位车主应遵循这样一个原则，车辆每行驶1000千米，就应查看一下发动机的工作情况。另外，汽车刚停车时，不可立即打开水箱盖，以免出现烫伤的情况。5 冷却系统工作原理冷却系的功用就是使发动机在任何工况下都得到适度的冷却,从而保持在适宜的温度(冷却液温度)下工作。夏利TJ376Q型发动机采用闭式强制循环水冷却系,其组成如图所示。图1-1 发动机的冷却系(A)冷却系的布置示意图;(b)发动机机体内的水套l-风扇;2-散热器;3-散热器出水管;4-水泵;5-节温器;6-进气管；7-风扇电机控制开关;8-空阀散热器进水管;9-旁通软管;10-蓄电池;11-点火开关;12-膨胀水箱;13-空调散热器出水管;14-散热器进水管;l5—风扇电机;I6-进气管底部水套；17-气缸盖水套;l8-气缸体水套;A-到空调散热器去;B-由空调散热器来当发动机工作时,在水泵4的作用下,进入水泵4中的冷却液被压入缸体水套l8中,并进入缸盖水套l7中,然后经缸盖侧向水道进入进气管底部的水套16中,对进气管6进行加热,以促进其中的混合气中的汽油蒸发、混合。在进气管6的后端装有节温器5,在冷却液温度低于82℃时,节温器阀门关闭,冷却液仅经空调散热器进水管8、空调散热器、空调散热器出水管l3流入散热器出水管3。如果空调暖风开关处于关闭,冷却液则不流经空调散热器,而直接由空调散热器进水管8经旁通管9流进散热器出水管3,最后进入水泵4,即进行小循环;在冷却液温度高于82℃时,节温器阀门打开,冷却液除进行上述小循环外,还经散热器进水管8流入散热器2中冷却降温,再沿散热器出水管3流入水泵4,即进行大循环。冷却液如此不断地循环流动,就使得发动机能在适宜的温度下进行工作。冷却液的循环路线如图2-2所示。图2-2 冷却液循环路线示意图图3-3 散热器盖（A）压力阀打开；（B）真空阀打开1-溢流管；2-压力阀弹簧；3-压力阀；4-散热器加水口；5-真空阀6 冷却系统的特点传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机，而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。为此，现代冷却系统要综合考虑下面的因素：发动机内部的摩擦损失；冷却系统水泵的功率；燃烧边界条件，如燃烧室温度、充量密度、充量温度。先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法，统筹考虑每项影响因素，使冷却系统既保证发动机正常工作，又提高发动机效率和减少排放。6.1 温度设定点发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统，这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础，因此，发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态，如市区行驶和低速行驶时，会产生高油耗和排放。通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值，可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点，这取决于希望达到的目的。6.2 提高温度设定点提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点，它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度，降低发动机摩擦磨损，降低发动机燃油消耗。研究表明，发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150℃，使气缸温度升高到195℃，油耗则下降4%-6%。将冷却液温度保持在90-115℃范围内，使发动机机油的最高温度为140℃，则油耗在部分负荷时下降10%。提高工作温度也明显影响冷却系统的效能。提高冷却液或金属温度会改善发动机和散热气热传递传递的效果，降低冷却液的流速，减小水泵的额定功率，从而降低发动机的功率消耗。此外，可采用不同的方式，进一步减小冷却液的流速。6.3 降低温度设定点降低冷却系统的工作温度可提高发动机充气效率，降低进气温度。这对燃烧过程、燃油效率及排放有利。降低温度设定点可以节省发动机运行成本，提高部件使用寿命。研究表明，若气缸盖温度降低到50℃，点火提前角可提前3℃A而不发生爆震，充气效率提高2%，发动机工作特性改善，有助于优化压缩比和参数选择，取得更好的燃油效率和排放性能。7 冷却系统的检修常见引起发动机过热的原因有:冷却空气流量减少(如散热器阻塞等)；散热风扇不工作；低速上坡，环境温度过高；V型皮带过松，转动效率差；以及缸体有水垢，节温器失效，水泵损坏，热敏开关失灵等。为防止冷却液温度过高，在使用中必须保持散热器和水套清洁、冷却液数量充足、风扇皮带张紧适当，以防发动机在负荷工作时间过长。必须注意以下要点:1.保持冷却系(尤其散热器)外部和内部清洁，是提高散热效能的重要条件。散热器外部沾有泥污或碰撞变形，均合影响风量流通，使冷却液温度过高，必要时清洗或修复。2.按规定使用防冻冷却液，保持冷却液数量充足。正确的冷却液液面高度:当发动机处于冷态时，冷却液液面在膨胀箱内，位于最高和最低标志之间。膨胀箱内装有自动液位报警传感器，当箱内液面过低时、位于仪表板上的冷却液温度报警灯问烁，应及时予以添加。3.应保持风扇皮带张紧力适当，风扇正常工作。皮带过松影响水循环，加剧其磨损；过紧易损坏轴承。4.热敏开关连接良好，若有松动会影响风扇换档变速及正常运转；如果发现冷却系溢水，应及时检查节温器技术状况。5.防止发动机大负荷、长时间工作，以免水温过高；上坡及时换档，减轻负荷。汽车长时间坡道行驶、挡住低或是环境温度较高时，应注意散热。更换冷却液时，将仪表板的暖风开关拨至右端使暖风控制阀全开，拆下冷却液膨胀箱盖，松开水泵口软管夹箍，拉出冷却液软管，放出冷却液后再将软管夹箍拧紧。在膨胀箱中加入冷却液，直到液面高度与最高标志齐平为止。拧紧膨胀箱盖。启动发动机，直到风扇运转，将发动机熄火，检查冷却液高度，必要时补充。膨胀箱内冷却液不能注满，加注1/2即可，一般使用2年左右更换一次。8 冷却系统智能控制系统由于汽车运行过程中产生强烈的振动、热辐射和电磁干扰，因此对该系统电路有特殊要求：1.电路要有较高的抗振动能力，以适应不同路况、车况的要求。提高系统整体的可靠性和稳定性。2.电路应采取有效的防护隔离措施，以提高其抗干扰能力。8.1 系统组成该系统由电控冷却风扇、电控节温器、电控导风板、微控制机构组成。电控冷却风扇由电动机驱动；电控节温器利用电加热引起双金属片变形，由双金属片变形带动节温阀旋转运动，来改变大小循环；电控导风板由双向电动机通过传动机构使之打开或关闭；微控制机构是利用89C51开发的单片机控制系统。8.2 单片机控制系统工作原理由温度传感器感受发动机水温的变化，同时把温度信号转变为同其成反比关系的电压模拟信号。这些信号经过处理(电容器低通滤波、校正和电压跟随器耦合)送入A/D转换器(ADC0809)中INO信号通道。由A/D转换器把采集来的模拟电压信号转换为数字信号并读入单片机，89C510单片机89C51根据不同的输入信号分析处理去控制驱动电路，实现对节温器继电器、导风板继电器和风扇继电器的控制。即可实现对发动机冷却能力的智能控制。8.3 单片机 系统控制过程当发动机预热时(发动机水温(70℃)，单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号，使其完成如下操作。a.电控冷却风扇不工作；b.电控导风板关闭状态；c.电控节温器处于小循环状态。由于导风板关闭，冷却风扇不工作，以至冷却空气不能进入散热器；同时节温器处于小循环(加热电阻丝通电)，发动机水温上升很快。当水温升至75℃，单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号，使电控节温器的加热电阻丝断电(让其进入大循环控制状态)。当水温达到80℃时，单片机又发出指令，使电控导风板处于敞开状态。此时可充分利用汽车行驶迎面风对散热器的冷却作用，尽量减少冷却风扇的工作时间。当水温高达95℃时，单片机经数据分析发出控制指令使电控冷却风扇工作，而让节温器仍处于大循环状态，导风板仍处于敞开状态。这时冷却系统的冷却能力最大，实现快速降温。当发动机水温降至89℃时，单片机根据采样数据分析处理发出控制指令，使执行元件完成以下操作。a.电控冷却风扇不工作；b.电控导风板处于敞开状态；c.电控节温器处于大循环状态。这样，直到发动机水温返升至95℃，电控冷却风扇又重新工作。结 论汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的,发动机就如同人类的心脏,如果不好好保护就会受到威胁,现在随着科技发展,冷却系统不象以往那样只是单纯的水冷循环,现在冷却系统智能控制很受欢迎,所以在以后的汽车发展中,单纯的冷却系统不会站主导位置了,虽然智能控制要求很高,但是在高级轿车中很实用,它代表着未来冷却系统的发现方向,智能冷却系统控制将会作为标准装置在汽车上,未来一段时间在冷却系统中将占主导位置;而智能控制将会提高发动机的使用寿命,保障汽车的安全行驶,提高人身安全等原因,将来智能控制冷却系统的发展将占主导位置.谢 辞时间过的很快，两年的大学生活就这么结束了，有些匆忙、有些不舍，却也很充实。感谢我的母校黑龙江旅游职业技术学院让我有一段值得回忆的快乐充实的大学生活。感谢我的辅导员XXX老师。他给予我学习上的指导和生活上的无私帮助，表示衷心感谢！祝X老师工作顺利，桃李满天下！谢我的论文导师，XX老师，X老师在我写论文过程中为我提出了许多宝贵建议，指正了我论文中的诸多不足，使我的论文得以顺利完成，在此对导师的细心指导表示衷心感谢！在两年的大学生活中还有很多老师和同学给予我学习和生活上的帮助，在此我向他们表示我衷心地感谢！最后，祝母校蒸蒸日上！祝所有老师工作顺利！参考文献[1] 杨万福.发动机原理与汽车性能.北京：高等教育出版社，2004[2] 孔宪辉.张广坤。汽车故障诊断技术。北京：高等教育出版社,2002[3] 张子波.汽车发动机构造与维修。北京：高等教育出版社，2005[4] 陈家瑞等.汽车构造.北京:人民交通出版社,2003[5] 黄虎等.现代汽车维修.上海:上海交通大学出版社,2001
机械专业毕业论文开题报告范文（精选6篇）
在生活中，报告与我们愈发关系密切，要注意报告在写作时具有一定的格式。那么什么样的报告才是有效的呢？下面是我整理的机械专业毕业论文开题报告范文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
论文题目：
MC无机械手换刀刀库毕业设计开题报告
本课题的研究内容
本论文是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型立式加工中心无机械手换刀刀库。主要完成以下工作：
1、调研一个加工中心，了解其无机械手换刀刀装置和结构。
2、参照调研的加工中心，进行刀库布局总体设计。画出机床总体布置图和刀库总装配图，要有方案分析，不能照抄现有机床。
3、设计该刀库的一个重要部分，如刀库的转位机构(包括定位装置，刀具的夹紧装置等)，画出该部件的装配图和主要零件(如壳体、蜗轮、蜗杆等3张以上工作图。
4、撰写设计说明书。
本课题研究的实施方案、进度安排
本课题采取的研究方法为：
(1)理论分析，参照调研的加工中心，进行刀库布局总体设计。
进度安排：
2009.3.16-3.20 收集相关的毕业课题资料。
2009.3.23-3.27 完成开题报告。
2009.3.30-4.17 完成毕业设计方案的制定、设计及计算。
2009.4.20-5.15 完成刀库的设计
2009.5.18-5.29 完成毕业设计说明书。
2009.6.01-6.08 毕业设计答辩。
主要参考文献
[1] 廉元国,张永洪. 加工中心设计与应用 [M]. 北京:机械工业出版社,1995.3
[2] 惠延波,沙杰.加工中心的数控编程与操作技术 [M]. 北京:机械工业出版社2000.12
[3] 励德瑛.加工中心的发展趋势 [J]. 机车车辆工艺,1994,6
[4] 徐正平.CIMT2001 加工中心评述[J]. 制造技术与机床,2001,6
[5] 刘利. FPC-20VT 型立式加工中心[J]. 机械制造,1994,7
[6] 李洪. 实用机床设计手册 [M]. 沈阳:辽宁科学技术出版社,1999.1
[7] 刘跃南.机械系统设计[M].北京:机械工业出版社,1998.8
[8] Panasonic 交流伺服电机驱动器 MINASA 系列使用说明书
[9] 成大先.机械设计手册第四版第 2 卷[M]. 北京:化学工业出版社,2001.11
[10] 成大先.机械设计手册第四版第 3 卷[M]. 北京:化学工业出版社,2001.11
1 课题提出的背景与研究意义
1.1 课题研究背景
在数控机床移动式加工中移动部件和静止导轨之间存在着摩擦，这种摩擦的存在增加了驱动部件的功率损耗，降低了运动精度和使用寿命，增加了运动噪声和发热，甚至可能使精密部件变形，限制了机床控制精度的提高。由于摩擦与运动速度间存在非线性关系，特别是在低速微进给情况下，这种非线性关系难以把握，可能产生所谓的尺蠖运动方式或混沌不清的极限环现象，严重破坏了对微进给、高精度、高响应能力的进给性能要求。为此，把消除或减少摩擦的不良影响，作为提高机床技术水平的努力方向之一。该课题提出的将磁悬浮技术应用到数控机床加工中，即可以做到消除移动部件与静止导轨之间存在的摩擦及其不良影响。对提高我国机床工业水平及赶上或超过国际先进水平具有重大意义，且社会应用前景广阔。
1.2课题研究的意义
机床正向高速度、高精度及高度自动化方向发展。但在高速切削和高速磨削加工场合，受摩擦磨损的影响，传统的滚动轴承的寿命一般比较短，而磁悬浮轴承可以克服这方面的不足，磁悬浮轴承具有的高速、高精度、长寿命等突出优点，将逐渐带领机电行业走向一个没有摩擦、没有损耗、没有限速的崭新境界。超高速切削是一种用比普通切削速度高得多的速度对零件进行加工的先进制造技术，它以高加工速度、高加工精度为主要特征，有非常高的生产效率，磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点，而被应用于超高速主轴系统中。要实现高速切削，必须要解决许多关键技术，其中最主要的就是高速切削主轴系统，而选择合理的轴承型式对实现其高转速至关重要。其中，磁悬浮轴承是高速切削主轴最理想的支承型式之一。磁悬浮轴承可以满足超高速切削技术对超高速主轴提出的性能要求。但它与普通滑动或滚动轴承的本质区别在于，系统开环不稳定，需要实施主动控制，而这恰恰使得磁悬浮轴承具有动特性可控的优点磁悬浮轴承是一个复杂的机电磁一体化产品，对其精确的分析研究是一项相当困难的工作，如果用实验验证则会碰到诸如经费大、周期长等困难，在目前国内情况下不能采取国外以试验为主的研究方法，主要从理论上进行研究，利用计算机软件对磁悬浮控制系统进行仿真是一种获得磁悬浮系统有关特征简便而有效的方法。这就是本课题的研究目的和意义。
2 本课题国内外的研究现状
磁悬浮轴承的应用与发展可以说是传统支承技术的革命。由于具有无机械接触和可实现主动控制两个显著的优点，主动磁悬浮轴承技术从一开始就引起了人们的重视。磁悬浮轴承的研究最早可追溯到1937年，Holmes和Beams利用交流谐振电路实现了对钢球的悬浮。自1988年起，国际上每两年举行一届磁悬浮轴承国际会议，交流和研讨该领域的最新研究成果；1990年瑞士联邦理工学院提出了柔性转子的研究问题，同年G.Schweitzer教授提出了数字控制问题；1998年瑞士联邦理工学院的R.Vuillemin和B.Aeschlimann等人提出了无传感器磁悬浮轴承。近十年，瑞士、美国、日本等国家研制的电磁悬浮轴承性能指标已经很高，并且已成功应用于透平机械、离心机、真空泵、机床主轴等旋转机械中，电磁悬浮轴承技术在航空航天、计算机制造、医疗卫生及电子束平版印刷等领域中也得到了广泛的应用。纵观2006年在洛桑和托里诺召开的第10界国际磁轴承研讨会，磁轴承主要应用研究为磁轴承在高速发动机、核高温反应堆（HTR-10GT）、人造心脏和回转仪等方面。国内在磁悬浮轴承技术方面的研究起步较晚，对磁悬浮轴承的研究起步于80年代初。
1983年上海微电机研究所采用径向被动、轴向主动的混合型磁悬浮研制了我国第一台全悬浮磁力轴承样机；1988年哈尔滨工业大学的陈易新等提出了磁力轴承结构优化设计的理论和方法，建立了主动磁力轴承机床主轴控制系统数学模型，这是首次对主动磁力轴承全悬浮机床主轴从结构到控制进行的系统研究；1998年，上海大学开发了磁力轴承控制器（600W）用于150m制氧透平膨胀机的控制；2000年清华大学与无锡开源机床集团有限公司合作，实现了内圆磨床磁力轴承电主轴的'工厂应用实验。目前，国内清华大学、西安交通大学、国防科技大学、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学等等都在开展磁悬浮轴承方面的研究。2002年清华大学朱润生等对主动磁悬浮轴承主轴进行磨削试验，当转速60000r／min、法向磨削力100N左右时，精度达到小于8m的水平，精磨磨削效率基本达到工业应用水平。2003年6月，南京航空航天大学磁悬浮应用技术研究所研制的磁悬浮干燥机的性能指标已通过江苏省技术鉴定，向工业应用迈出了可喜的一步。2005年“济南磁悬浮工程技术研究中心”研制的磁悬浮轴承主轴设备，在济南第四机床厂做磨削试验，成功磨制出一个内圆孔工件，这是我国第一个用磁悬浮轴承主轴加工的工件。此项技术填补了国内空白。近几年来，由于微电子技术、信号处理技术和现代控制理论的发展，磁悬浮轴承的研究也取得了巨大进展。
从总体上看，磁悬浮轴承技术正向以下几个方向发展：
(1)理论分析更注重系统的转子动力学分析，更多地运用非线性理论对主动
磁悬浮转子系统的平衡点和稳定性进行分析；更注重建立系统的非线性耦合模型以求得更好的性能。
(2)注重系统的整体优化设计，不断提高其可靠性和经济性，以期获得磁悬浮轴承更加广泛的应用前景。
(3)控制器的实现越来越多的采用数字控制。为达到更高的性能要求，控制器的数字化、智能化、集成化成为必然的发展趋势。由于数字控制器的灵活性，各种现代控制理论的控制算法均在磁悬浮轴承上得到尝试。
(4)发展了多种新型磁悬浮轴承如：无传感器磁悬浮轴承、无轴承电机超导磁悬浮轴承、高温磁悬浮轴承。此外，磁悬浮机床主轴在各方面也有较大的发展空间如：高洁净钢材Z钢和EP钢的引入；陶瓷滚动体，重量比钢球轻40%；润滑技术的开发，对于高速切削液的主轴，油液和油雾润滑能有效防止切削液进入主轴；保持架的开发，聚合物保持架具有重量，自润滑及低摩擦系数的特点从应用的角度看，磁悬浮轴承的潜力尚未得到的发掘，而它本身也未达到替代其它轴承的水平，设计理论，控制方法等都有待研究和解决。
3 课题的研究目标与研究内容
3.1 研究目标
控制器是主动控制磁悬浮轴承研究的核心，因此正确选择控制方案和控制器参数，是磁悬浮轴承能够正常工作和发挥其优良性能的前提。该课题主要研究单自由度磁悬浮系统，其结构简单，性能评判相对容易、研究周期短，并且可以扩展到多自由度磁悬浮系统的研究。针对磁悬浮主轴系统的非线性以及在控制方面的特点，该课题探索出提高系统总体性能和动态稳定性的有效控制策略。
3.2 主要研究内容
（1）阐述课题的研究背景与意义，对国内外相关领域的研究状况进行综述。
（2）对磁悬浮机床主轴的动力学模型进行分析，并将其数值化、离散、解耦和降阶等，为后续研究
1、 目的及意义(含国内外的研究现状分析)
本人毕业设计的课题是”钢坯喷号机行走部件及总体设计”,并和我的一个同学(他课题是“钢坯喷号机喷号部件设计”)一起努力共同完成钢坯喷号机的设计。我们的目的是设计一种价格相对便宜，工作性能可靠的钢坯喷号机来取代用人工方法在钢坯上写编号。
对钢坯喷号是钢铁制造业必然需要存在的一个环节，这是为了实现质量管理和质量追踪。我们把生产钢坯对应的连铸机号、炉座号、炉号、流序号以及表示钢坯生产时间的时间编号共同组成每块钢坯的唯一编号，适当的写在钢坯的表面。这样就在钢铁厂的后续检验或在客户使用过程中，如果发现钢坯的质量有问题，就可以根据这个编号来追踪到生产这个钢坯的连铸机、炉座、炉号、流序及时间等重要信息，及早的发现并解决生产设备中存在的问题。
目前，在国外像日本、美国等一些发达国家已经实现了对钢坯的自动编号，虽然其辅助设备较多，价格较贵，但大大提高生产的自动化进程和效率。并且钢坯喷号机具有设备利用率高、位置精度高、可控制性能好等优点。而在国内，除了少数的几家大型钢铁企业(宝钢、鞍钢等)引进了自动钢坯喷号机，大部分的钢铁企业仍然处在人工编号的阶段。
实现钢坯喷号的机械化和自动化是提高生产效率和降低生产成本的重要途径之一，钢坯喷号机无论在国内还是国外都会有很大的市场。一方面因为人工的工艺流程不但浪费了大量的能量，而且打断了生产的自动化进程，从而致使生产效率降低，生产成本增加。另一方面由于生产钢坯的车间温度很高，有强烈的热辐射，同时还有大量的水蒸气和粉尘，因此对其中进行人工编号的工人的劳动强度非常大，并且对身体是一种摧残，容易得职业病。所以无论从那个方面看都急需一种价格相对便宜，工作性能可靠的钢坯喷号机来代替人工编号。
作为一个大学生，毕业设计对我来说是展示我大学四年学习成果的一个机会，也是对我的综合能力的一个考验。我本人对“钢坯喷号机行走部件及总体设计”的课题也非常感兴趣，我一定会努力完成这次毕业设计的。总的来说，钢坯喷号机对于钢铁厂和这次毕业设计对于我都是具有现实意义的。
2、基本内容和技术方案
本课题是基于机械设计与电子控制结合的技术来设计钢坯喷号机。经连连轧的钢坯规格为160mmx200mm的方形钢坯，用切割机割成定长，由300mm宽的输出通道送出。
1.基本内容
先拟定钢坯喷号机的总体方案，然后确定钢坯喷号机行走部件的传动方案及结构参数，最后画出钢坯喷号机行走部件的装配图以及零件图。
2.系统技术方案
(1)工作过程：启动机器PLC控制步进电机带动钢坯喷号机到相应的位置，按下启动键发送控制信号传到控制部件(PLC)，控制部件发出控制命令给执行部件(主要是行走部件及喷号部件，行走部件带动喷头靠近钢坯表面，然后喷头进行喷号)，喷号完成后喷头上升并清洗号码牌。再次移动喷号到下一个钢坯处。
(2)要求实现的功能：行走部件功能(喷号机整体左右的移动，喷号部件的上下前后移动，喷头的左右移动)、喷号部件功能(喷头喷号，清洗号码牌，号码牌的更换)。其中号码为(0—9)十个数字，号码可以变化更换。每个号码大小为35mmx15mm，号码间距为5mm。
(3)实现方案：
行走功能的实现：由于在钢坯上喷号并不需要很精确的定位，所以采用人工控制步进电机的方式移动整体喷号机来粗调。采用液压缸提供动力来推动喷号部件，并采用行程开关控制电机来实现喷号部件上下移动，下行程开关可以控制喷号部件与钢坯表面之间的间距和发出信号使喷头开始喷涂料并向右移动。采用液压缸推动，滚轮在导架上滚动的方式实现喷好机构的前后移动，并采用行程开关控制电机来实现喷头的左右移动，右行程开关可以控制喷头停止喷涂料并回到初始位置和喷号部件向上移动。
喷号功能的具体实现方案由和我一组的同学确定。
3、进度安排
3-4周 认真阅读和学习有关资料和知识，并翻译英文文献
5-7周 钢坯喷号机行走部件的传动方案及总体设计
8-9周 确定钢坯喷号机行走部件结果参数
10-13周 完成钢坯喷号机行走部件装配图及零件工作图
14-15周 准备并进行毕业答辩
1. 设计（或研究）的依据与意义
十字轴是汽车万向节上的重要零件，规格品种多，需求量大。目前，国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产，其工艺过程为：制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大，锻件加工余量和尺寸公差大，因而材料利用率低；而且工艺环节多，锻件质量差，生产效率低。
相比之下，十字轴冷挤压成形的具有以下优点：
1、提高劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件，能使生产率大大提高。
2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级，表面粗糙度可达Ra O．2～1．6。因此，用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。
3、提高零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度高于原材料的强度。
4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，提高材料的利用率，从而使零件成本大大降低。
2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述
利用切削加工方法加工十字轴类零件，生产工序多，效率低，材料浪费严重，并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件，加热时产生氧化、脱碳等缺陷，必然会造成能源的浪费，并且后续的机加工不但浪费大量材料，产品的内在和外观质量并不理想。
采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴，锻件无飞边，可显着降低生产成本，提高产品质量和生产效率：
（1）不仅能节省飞边的金属消耗，还能大大减小或消除敷料，可以节约材料30﹪；由于锻件精化减少了切削加工量，电力消耗可降低30﹪；
（2）锻件质量显着提高，十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断，扭转疲劳寿命指标平均提高2~3倍；
（3）由于一次性挤压成型，生产率提高25%.
数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型，可以在昂贵费时的模具或附具制造之前，在计算机中对工艺的全过程进行分析，不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息，而且可预测存在的缺陷；通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律，进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、提高生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。
目前，用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中，DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况，是降低制造成本，缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性，模拟引擎在大金属流动，行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。
3. 课题设计（或研究）的内容
1）完成十字轴径向挤压工艺分析，完成模具总装图及零件图设计。
2）建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3）十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4）相关英文资料翻译。
4. 设计（或研究）方法
1）完成十字轴径向挤压成形工艺分析，绘制模具总装图及零件图。
2）写毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3）完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4）查阅20篇以上与课题相关的文献。
5）完成12000字的论文。
6）翻译10000个以上英文印刷符号。
5. 实施计划
04-06周：文献检索，开题报告。
07-10周：进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。
11-13周：进行数值模拟。
14-16周：撰写毕业论文。
17周：进行答辩。
一、毕业设计题目的背景
三级圆锥—圆柱齿轮减速器，第一级为锥齿轮减速，第二、三级为圆柱齿轮减速。这种减速器具有结构紧凑、多输出、传动效率高、运行平稳、传动比大、体积小、加工方便、寿命长等优点。因此，随着我国社会主义建设的飞速发展，国内已有许多单位自行设计和制造了这种减速器，并且已日益广泛地应用在国防、矿山、冶金、化工、纺织、起重运输、建筑工程、食品工业和仪表制造等工业部门的机械设备中，今后将会得到更加广泛的应用。
二、主要研究内容及意义
本文首先介绍了带式输送机传动装置的研究背景，通过对参考文献进行详细的分析，阐述了齿轮、减速器等的相关内容；在技术路线中，论述齿轮和轴的选择及其基本参数的选择和几何尺寸的计算，两个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍；为毕业设计写作建立了进度表，为以后的设计工作提供了一个指导。最后，给出了一些参考文献，可以用来查阅相关的资料，给自己的设计带来方便。
本次课题研究设计是大学生涯最后的学习机会，也是最专业的一次锻炼，它将使我们更加了解实际工作中的问题困难，也使我对专业知识又一次的全面总结，而且对实际的机械工程设计流程有一个大概的了解，我相信这将对我以后的工作有实质性的帮助。
三、实施计划
收集相关资料：20XX年4月10日——4月16日
开题准备： 4月17日——4月20日
确定设计方案：4月21日——4月28日
进行相关设计计算：4月28日——5月8日
绘制图纸：5月9日——5月15日
整理材料：5月15日——5月16日
编写设计说明书：5月17日——5月20日
准备答辩：
四、参考文献
[1] 王昆等 机械设计课程设计 高等教育出版社,1995.
[2] 邱宣怀 机械设计第四版 高等教育出版社,1997.
[3] 濮良贵 机械设计第七版 高等教育出版社,2000.
[4] 任金泉 机械设计课程设计 西安交通大学出版社,2002.
[5] 许镇宁 机械零件 人民教育出版社,1959.
[6] 机械工业出版社编委会 机械设计实用手册 机械工业出版社,2008
1. 设计（或研究）的依据与意义
十字轴是汽车万向节上的重要零件，规格品种多，需求量大。目前，国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产，其工艺过程为：制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大，锻件加工余量和尺寸公差大，因而材料利用率低；而且工艺环节多，锻件质量差，生产效率低。
相比之下，十字轴冷挤压成形的具有以下优点：
1、增强劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件，能使生产率大大增强。
2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级，表面粗糙度可达Ra O．2～1．6。因此，用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。
3、增强零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度高于原材料的强度。
4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，增强材料的利用率，从而使零件成本大大降低。
2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述
利用切削加工方法加工十字轴类零件，生产工序多，效率低，材料浪费严重，并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件，加热时产生氧化、脱碳等缺陷，必然会造成能源的浪费，并且后续的机加工不但浪费大量材料，产品的内在和外观质量并不理想。
采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴，锻件无飞边，可显着降低生产成本，增强产品质量和生产效率：
（1）不仅能节省飞边的金属消耗，还能大大减小或消除敷料，可以节约材料30％；由于锻件精化减少了切削加工量，电力消耗可降低30％；
（2）锻件质量显着增强，十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断，扭转疲劳寿命指标平均增强2~3倍；
（3）由于一次性挤压成型，生产率增强25%.
数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型，可以在昂贵费时的模具或附具制造之前，在计算机中对工艺的全过程进行分析，不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息，而且可预测存在的缺陷；通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律，进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、增强生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。
目前，用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中，DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况，是降低制造成本，缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性，模拟引擎在大金属流动，行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。
3. 课题设计（或研究）的内容
1）完成十字轴径向挤压工艺分析，完成模具总装图及零件图设计。
2）建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3）十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4）相关英文资料翻译。
4. 设计（或研究）方法
1）完成十字轴径向挤压成形工艺分析，绘制模具总装图及零件图。
2）毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3）完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4）查阅20篇以上与课题相关的文献。
5）完成12000字的论文。
6）翻译10000个以上英文印刷符号。
5. 实施计划
04-06周：文献检索，开题报告。
07-10周：进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。
11-13周：进行数值模拟。
14-16周：撰写毕业论文。
17周：进行答辩。
2011年（部分）：T. Ding, G.X. Chen , X. Wang, M.H. Zhu,W.H. Zhang, W.X. Zhou . Friction and wear behavior of pure carbon strip slidingagainst copper contact wire under AC passage at high speeds [J]. Tribology International 44 (2011) 437–444.T. Ding, G.X. Chen, J. Bu, W.H. Zhang .Effect oftemperature and arc discharge on friction and wear behaviours of carbonstrip/copper contact wire in pantograph–catenary systems [J]. Wear 271 (2011)1629–1636.LIN Xiu-zhou , ZHU Min-hao , MO Ji-liang ,CHEN Guang-xiong , JIN Xue-song , ZHOU Zhong-rong. Tribologicaland electric-arc behaviors of carbon/copper pair during sliding frictionprocess with electric current applied [J]. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 21(2011)292-299.卢瑜挺，陈光雄，杨红娟，章赛丹. 滑板倾斜对碳滑板/纯铜接触线高速滑动摩擦磨损性能的影响[J].润滑与密封，2011，36（12）：19-22.王鑫，陈光雄，杨红娟，卢瑜挺.电弧能量对碳滑板/铜接触线高速滑动摩擦磨损性能影响[J]. 润滑与密封，2011，36（06）：44-46.丁涛，王鑫，陈光雄，杨红娟，朱旻昊. 不同刚度下受流质量与摩擦磨损性能关系研究[J]. 机械工程材料，2011，35（01）：33-35.2010年：G. X. Chen, Z. R. Zhou, H. Ouyang, X. S. Jin, M. H. Zhu and Q. Y. Liu A finite element study on rail corrugation based on saturated creep force-induced self-excited vibration of a wheelset-rail system Journal of Sound and Vibration,329(2010) 4643–4655 (SCI)G.X.Chen, P.B.Wu, H. Y.Dai, Z. R. Zhou A comparative study on the complex eigenvalues prediction results of brake squeal obtained by two infinite element modeling approaches Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2010，23(3)383-390 (SCI)丁涛，王鑫，陈光雄，张卫华，周文祥 120~170km/h条件下滑板/接触线摩擦磨损性能试验研究 机械工程学报, 2010, 46（16）：36~40 (EI)丁涛，陈光雄，朱旻昊 法向载荷对不锈钢/浸金属碳载流摩擦磨损性能的影响 机械工程材料, 2010, 46（16）：36~40(核心期刊)丁涛，王鑫，陈光雄，朱旻昊 有无电流下温度对碳/铜摩擦磨损性能的影响中国机械工程 2010，21（7）：843-846 (核心期刊)Tao Ding, Guangxiong Chen, Minhao Zhu, Weihua Zhang Effect of arc discharge on friction and wear behaviors of stainless steel/copper-impregnated metalized carbon couple under electric current Advanced materials research, 2011，150-151：1364-1368 (EI)卜俊，丁涛，陈光雄温度对受电弓滑板材料磨损的影响 润滑与密封, 2010,5：22~26(核心期刊)2009年：Wei Zhang, Xinbiao Xiao, Guangxiong Chen1, Xuesong Jin, Jianying Fang. An Analysis of Subway Pass-by Noise including Source Separation Based on Frequency Characteristics. Proceedings of the 3rd ICMEM International Conference on Mechanical Engineering and Mechanics, October 21-23, 2009, Beijing, P. R. China.陈光雄, 戴焕云, 曾京, 周仲荣. 双侧踏面制动尖叫噪声和颤振的有限元分析. 工程力学, 2009, 26(4):234-239.陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 踏面制动尖叫噪声的有限元分析. 机械工程学报, 2009, 45(3):204-207.丁涛，何宏高，陈光雄，朱旻昊. 弹性条件下载流摩擦磨损性能研究. 西南交通大学学报，2009，44（9）：558－602.丁涛，何宏高，陈光雄，朱旻昊. 载流摩擦磨损中不同放电现象的机理研究. 中国铁道科学，2009，30（5），83－87.丁涛,卜俊，陈光雄，朱旻昊. 纯碳、浸金属碳与接触线载流摩擦磨损性能对比研究. 润滑与密封，2009，34(9)，16－19.2008年：林修洲, 朱旻昊, 陈光雄, 周仲荣. 载流摩擦过程中摩擦因素影响因素试验研究. 中国机械工程. 2008, 19(23): 2786-2789.(EI)陈光雄, 刘启跃, 金学松, 周仲荣. 时滞摩擦尖叫噪声模型的稳定性研究. 振动与冲击，2009, 27(4): 58-62.李海丽，陈光雄，周仲荣. 微晶玻璃/H300铸铁、45 钢低速摩擦学性能试验研究. 润滑与密封，2008，33（2）：26－30.李灵敏，贾步超，陈光雄. 接触网系统受流质量影响因素的试验研究. 润滑与密封，2008，33（3）：32－35.贾步超，丁涛，陈光雄. 两种气体环境中的不锈钢/浸金属碳带电摩擦磨损的试验研究. 润滑与密封，2008，33（6）：35－37.董霖, 陈光雄, 朱旻昊，周仲荣. 支撑刚度对载流摩擦磨损特性的影响. 交通运输工程学报，2008，18（14）：7－11.2007年：林修洲, 朱旻昊, 陈光雄, 张卫华, 周仲荣. 高速电气化铁路弓/网系统的摩擦磨损研究进展.润滑与密封, 2007, 32(2): 180-183 (核心期刊)陈光雄，周仲荣. 摩擦噪声有限元预测. 机械工程学报，2007，46（3）：164-168.文武，陈光雄，戴焕云，曾京. 铁路车辆盘形制动尖叫噪声的有限元分析. 中国铁道科学, 2007, 25(8):89-92文武，陈光雄，戴焕云，曾京，约束对盘形制动摩擦噪声影响的有限元研究，润滑与密封，2007（2）：54－58李丰学，陈光雄，朱旻昊，两种受电靴材料与不锈钢带电接触摩擦磨损特性的试验研究，润滑与密封，2007（2）：13－162006年：林修洲, 朱旻昊, 陈光雄, 张卫华, 周仲荣. 高速电气化铁路弓/网系统的摩擦磨损研究进展.润滑与密封, 2007, 32(2): 180-183 (核心期刊)陈光雄，周仲荣. 摩擦噪声有限元预测. 机械工程学报，2007，46（3）：164-168.文武，陈光雄，戴焕云，曾京. 铁路车辆盘形制动尖叫噪声的有限元分析. 中国铁道科学, 2007, 25(8):89-92文武，陈光雄，戴焕云，曾京，约束对盘形制动摩擦噪声影响的有限元研究，润滑与密封，2007（2）：54－58李丰学，陈光雄，朱旻昊，两种受电靴材料与不锈钢带电接触摩擦磨损特性的试验研究，润滑与密封，2007（2）：13－16任平弟, 王勇, 张鹏, 朱旻昊, 陈光雄, 周仲荣. 水膜及油水混合膜对GCr15钢微动磨损行为的影响. 润滑与密封, 2006, 175(3): 4-6 (EI)陈光雄，周仲荣. 摩擦振动的时频特性. 机械工程学报，2006，42（2）：1－5.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 制动颤振的试验研究. 润滑与密封，2006（10）：12－15.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京. 纤维增强合成闸片摩擦磨损特性的试验研究. 摩擦学学报，2006（6）：590－594.陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 摩擦噪声系统的振动特性研究. 润滑与密封，2006（9）: 8－10.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 四种车辆制动闸瓦材料摩擦特性试验研究.润滑与密封，2006（9）: 62－642005年：林修洲, 朱旻昊, 陈光雄, 张卫华, 周仲荣. 高速电气化铁路弓/网系统的摩擦磨损研究进展.润滑与密封, 2007, 32(2): 180-183 (核心期刊)陈光雄，周仲荣. 摩擦噪声有限元预测. 机械工程学报，2007，46（3）：164-168.文武，陈光雄，戴焕云，曾京. 铁路车辆盘形制动尖叫噪声的有限元分析. 中国铁道科学, 2007, 25(8):89-92文武，陈光雄，戴焕云，曾京，约束对盘形制动摩擦噪声影响的有限元研究，润滑与密封，2007（2）：54－58李丰学，陈光雄，朱旻昊，两种受电靴材料与不锈钢带电接触摩擦磨损特性的试验研究，润滑与密封，2007（2）：13－16任平弟, 王勇, 张鹏, 朱旻昊, 陈光雄, 周仲荣. 水膜及油水混合膜对GCr15钢微动磨损行为的影响. 润滑与密封, 2006, 175(3): 4-6 (EI)陈光雄，周仲荣. 摩擦振动的时频特性. 机械工程学报，2006，42（2）：1－5.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 制动颤振的试验研究. 润滑与密封，2006（10）：12－15.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京. 纤维增强合成闸片摩擦磨损特性的试验研究. 摩擦学学报，2006（6）：590－594.陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 摩擦噪声系统的振动特性研究. 润滑与密封，2006（9）: 8－10.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 四种车辆制动闸瓦材料摩擦特性试验研究.润滑与密封，2006（9）: 62－64Chen Guangxiong, Zhou Zhongrong. Experimental observation of the initiation process of friction-induced vibration under reciprocating sliding conditions. Wear 259 (2005) 277–281. (EI,SCI收录)郑华,陈光雄,周仲荣. 在往复滑动条件下摩擦噪声发生时磨痕形貌的观察. 润滑与密封. 2005, (2): 9-11.Q.Y.Liu, X. S. Jin, Z. R. Zhou. An investigation of friction characteristic of steels under rolling-sliding condition, Wear, 259（2005），439–444 (SCI、EI收录期刊)
铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗 摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数 量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。 关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗 众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生 的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮 轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源 很多,耗资也很大。 随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损 所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各 种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损 后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这 方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出 过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂 而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡, 84人重伤,直接经济损失约2亿马克。 与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我 国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路 运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车 辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当 采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失 降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。 1 铁路钢轨的磨耗 据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30% 的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有 60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨 损带来的损失很大。 1.1 钢轨损伤的形态 铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态 主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢 轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重 载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢 轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见 图1)。 1.2 钢轨的年消耗量 据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材 每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其 中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~ 80万t/年。 据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更 换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因 钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤 量的80%以上,即40亿元左右。 2 机车车辆车轮的磨损 车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列 车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨 耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。 2.1 车轮损伤的形态 据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主 要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏 面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车 轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动 热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、 内部缺陷应力集中等。 2.2 车轮的消耗 目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万 个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指 磨损后车轮的维修和更换 以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消 耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费 用约为31·55亿元。 在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程 应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京 铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部 件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解 到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换, 该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别 为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换 时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮 与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车 保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近 5·8亿元。 2.3 制动闸瓦的消耗 在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏 面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速 客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其 他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗 是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得 较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成 本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1 个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次, DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的 换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现 有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些 机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万 3 降低轮轨磨耗的技术措施 我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应 注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的 能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有 关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~ 1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或 间接地节约能源。” 针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费 用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面 打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装 置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦 磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降 低消耗,取得显著的经济效益。 3.1 采用淬火钢轨与维护 钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复 杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选 择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨 就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因 此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢 轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨 可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的 磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。 从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的 钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费 用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很 大的。 3.2 采用磨耗型车轮踏面 车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和 轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使 用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段 修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大 于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面 时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过 这些标准,就会危及行车安全。 早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使 用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率 开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试 验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车 轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降 低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。 四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路 局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半 径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运 用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车 轮相比,轮缘减磨可达30%~70%. 一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分 别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研 发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效 果(参见表5)。 表5 上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比 由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公 里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低 了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。 据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮 踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。 3.3 采用径向转向架 传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线 上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平 行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨 之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重 的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、 轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研 究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲 线时的运行示意图见图3。 再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘 的磨耗情况。 戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转 向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的 线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向 架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮 缘磨耗仅为16%。【下转第8页】 【上接第4页】 资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统 转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。 测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而 言,轮缘磨耗至少降低了45%。 大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转 向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据 表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨 耗下降了74%。 据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每 台机车每年可节约费用5·8万元。 3.4 安装轮轨润滑装置 润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路 节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电 力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和 阻力,降低机车能耗。” 以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取 得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁 道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使 每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万 km,车轮寿命由30万km延长至80万km。 除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益 和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换 轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年 可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路 17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮) 费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说 明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑 后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分 可观。 4 结语 综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩 擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车 轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本 而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此 提出以下建议。 (1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关 的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当 高度重视,并采取相应的对策。 (2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措 施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进 行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗 型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应 用等。 (3)在今后的技术引进或产品自主创新的研 发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的 研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副 的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件 的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。
2011年（部分）：T. Ding, G.X. Chen , X. Wang, M.H. Zhu,W.H. Zhang, W.X. Zhou . Friction and wear behavior of pure carbon strip slidingagainst copper contact wire under AC passage at high speeds [J]. Tribology International 44 (2011) 437–444.T. Ding, G.X. Chen, J. Bu, W.H. Zhang .Effect oftemperature and arc discharge on friction and wear behaviours of carbonstrip/copper contact wire in pantograph–catenary systems [J]. Wear 271 (2011)1629–1636.LIN Xiu-zhou , ZHU Min-hao , MO Ji-liang ,CHEN Guang-xiong , JIN Xue-song , ZHOU Zhong-rong. Tribologicaland electric-arc behaviors of carbon/copper pair during sliding frictionprocess with electric current applied [J]. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 21(2011)292-299.卢瑜挺，陈光雄，杨红娟，章赛丹. 滑板倾斜对碳滑板/纯铜接触线高速滑动摩擦磨损性能的影响[J].润滑与密封，2011，36（12）：19-22.王鑫，陈光雄，杨红娟，卢瑜挺.电弧能量对碳滑板/铜接触线高速滑动摩擦磨损性能影响[J]. 润滑与密封，2011，36（06）：44-46.丁涛，王鑫，陈光雄，杨红娟，朱旻昊. 不同刚度下受流质量与摩擦磨损性能关系研究[J]. 机械工程材料，2011，35（01）：33-35.2010年：G. X. Chen, Z. R. Zhou, H. Ouyang, X. S. Jin, M. H. Zhu and Q. Y. Liu A finite element study on rail corrugation based on saturated creep force-induced self-excited vibration of a wheelset-rail system Journal of Sound and Vibration,329(2010) 4643–4655 (SCI)G.X.Chen, P.B.Wu, H. Y.Dai, Z. R. Zhou A comparative study on the complex eigenvalues prediction results of brake squeal obtained by two infinite element modeling approaches Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2010，23(3)383-390 (SCI)丁涛，王鑫，陈光雄，张卫华，周文祥 120~170km/h条件下滑板/接触线摩擦磨损性能试验研究 机械工程学报, 2010, 46（16）：36~40 (EI)丁涛，陈光雄，朱旻昊 法向载荷对不锈钢/浸金属碳载流摩擦磨损性能的影响 机械工程材料, 2010, 46（16）：36~40(核心期刊)丁涛，王鑫，陈光雄，朱旻昊 有无电流下温度对碳/铜摩擦磨损性能的影响中国机械工程 2010，21（7）：843-846 (核心期刊)Tao Ding, Guangxiong Chen, Minhao Zhu, Weihua Zhang Effect of arc discharge on friction and wear behaviors of stainless steel/copper-impregnated metalized carbon couple under electric current Advanced materials research, 2011，150-151：1364-1368 (EI)卜俊，丁涛，陈光雄温度对受电弓滑板材料磨损的影响 润滑与密封, 2010,5：22~26(核心期刊)2009年：Wei Zhang, Xinbiao Xiao, Guangxiong Chen1, Xuesong Jin, Jianying Fang. An Analysis of Subway Pass-by Noise including Source Separation Based on Frequency Characteristics. Proceedings of the 3rd ICMEM International Conference on Mechanical Engineering and Mechanics, October 21-23, 2009, Beijing, P. R. China.陈光雄, 戴焕云, 曾京, 周仲荣. 双侧踏面制动尖叫噪声和颤振的有限元分析. 工程力学, 2009, 26(4):234-239.陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 踏面制动尖叫噪声的有限元分析. 机械工程学报, 2009, 45(3):204-207.丁涛，何宏高，陈光雄，朱旻昊. 弹性条件下载流摩擦磨损性能研究. 西南交通大学学报，2009，44（9）：558－602.丁涛，何宏高，陈光雄，朱旻昊. 载流摩擦磨损中不同放电现象的机理研究. 中国铁道科学，2009，30（5），83－87.丁涛,卜俊，陈光雄，朱旻昊. 纯碳、浸金属碳与接触线载流摩擦磨损性能对比研究. 润滑与密封，2009，34(9)，16－19.2008年：林修洲, 朱旻昊, 陈光雄, 周仲荣. 载流摩擦过程中摩擦因素影响因素试验研究. 中国机械工程. 2008, 19(23): 2786-2789.(EI)陈光雄, 刘启跃, 金学松, 周仲荣. 时滞摩擦尖叫噪声模型的稳定性研究. 振动与冲击，2009, 27(4): 58-62.李海丽，陈光雄，周仲荣. 微晶玻璃/H300铸铁、45 钢低速摩擦学性能试验研究. 润滑与密封，2008，33（2）：26－30.李灵敏，贾步超，陈光雄. 接触网系统受流质量影响因素的试验研究. 润滑与密封，2008，33（3）：32－35.贾步超，丁涛，陈光雄. 两种气体环境中的不锈钢/浸金属碳带电摩擦磨损的试验研究. 润滑与密封，2008，33（6）：35－37.董霖, 陈光雄, 朱旻昊，周仲荣. 支撑刚度对载流摩擦磨损特性的影响. 交通运输工程学报，2008，18（14）：7－11.2007年：林修洲, 朱旻昊, 陈光雄, 张卫华, 周仲荣. 高速电气化铁路弓/网系统的摩擦磨损研究进展.润滑与密封, 2007, 32(2): 180-183 (核心期刊)陈光雄，周仲荣. 摩擦噪声有限元预测. 机械工程学报，2007，46（3）：164-168.文武，陈光雄，戴焕云，曾京. 铁路车辆盘形制动尖叫噪声的有限元分析. 中国铁道科学, 2007, 25(8):89-92文武，陈光雄，戴焕云，曾京，约束对盘形制动摩擦噪声影响的有限元研究，润滑与密封，2007（2）：54－58李丰学，陈光雄，朱旻昊，两种受电靴材料与不锈钢带电接触摩擦磨损特性的试验研究，润滑与密封，2007（2）：13－162006年：林修洲, 朱旻昊, 陈光雄, 张卫华, 周仲荣. 高速电气化铁路弓/网系统的摩擦磨损研究进展.润滑与密封, 2007, 32(2): 180-183 (核心期刊)陈光雄，周仲荣. 摩擦噪声有限元预测. 机械工程学报，2007，46（3）：164-168.文武，陈光雄，戴焕云，曾京. 铁路车辆盘形制动尖叫噪声的有限元分析. 中国铁道科学, 2007, 25(8):89-92文武，陈光雄，戴焕云，曾京，约束对盘形制动摩擦噪声影响的有限元研究，润滑与密封，2007（2）：54－58李丰学，陈光雄，朱旻昊，两种受电靴材料与不锈钢带电接触摩擦磨损特性的试验研究，润滑与密封，2007（2）：13－16任平弟, 王勇, 张鹏, 朱旻昊, 陈光雄, 周仲荣. 水膜及油水混合膜对GCr15钢微动磨损行为的影响. 润滑与密封, 2006, 175(3): 4-6 (EI)陈光雄，周仲荣. 摩擦振动的时频特性. 机械工程学报，2006，42（2）：1－5.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 制动颤振的试验研究. 润滑与密封，2006（10）：12－15.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京. 纤维增强合成闸片摩擦磨损特性的试验研究. 摩擦学学报，2006（6）：590－594.陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 摩擦噪声系统的振动特性研究. 润滑与密封，2006（9）: 8－10.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 四种车辆制动闸瓦材料摩擦特性试验研究.润滑与密封，2006（9）: 62－642005年：林修洲, 朱旻昊, 陈光雄, 张卫华, 周仲荣. 高速电气化铁路弓/网系统的摩擦磨损研究进展.润滑与密封, 2007, 32(2): 180-183 (核心期刊)陈光雄，周仲荣. 摩擦噪声有限元预测. 机械工程学报，2007，46（3）：164-168.文武，陈光雄，戴焕云，曾京. 铁路车辆盘形制动尖叫噪声的有限元分析. 中国铁道科学, 2007, 25(8):89-92文武，陈光雄，戴焕云，曾京，约束对盘形制动摩擦噪声影响的有限元研究，润滑与密封，2007（2）：54－58李丰学，陈光雄，朱旻昊，两种受电靴材料与不锈钢带电接触摩擦磨损特性的试验研究，润滑与密封，2007（2）：13－16任平弟, 王勇, 张鹏, 朱旻昊, 陈光雄, 周仲荣. 水膜及油水混合膜对GCr15钢微动磨损行为的影响. 润滑与密封, 2006, 175(3): 4-6 (EI)陈光雄，周仲荣. 摩擦振动的时频特性. 机械工程学报，2006，42（2）：1－5.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 制动颤振的试验研究. 润滑与密封，2006（10）：12－15.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京. 纤维增强合成闸片摩擦磨损特性的试验研究. 摩擦学学报，2006（6）：590－594.陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 摩擦噪声系统的振动特性研究. 润滑与密封，2006（9）: 8－10.梁爽，陈光雄，戴焕云，曾京，周仲荣. 四种车辆制动闸瓦材料摩擦特性试验研究.润滑与密封，2006（9）: 62－64Chen Guangxiong, Zhou Zhongrong. Experimental observation of the initiation process of friction-induced vibration under reciprocating sliding conditions. Wear 259 (2005) 277–281. (EI,SCI收录)郑华,陈光雄,周仲荣. 在往复滑动条件下摩擦噪声发生时磨痕形貌的观察. 润滑与密封. 2005, (2): 9-11.Q.Y.Liu, X. S. Jin, Z. R. Zhou. An investigation of friction characteristic of steels under rolling-sliding condition, Wear, 259（2005），439–444 (SCI、EI收录期刊)
是本科生还是研究生？
给你想一个有点深度又不会太难的方向吧。
本课题的意义：
至于参考文献，最好还是自己去找一下，才能把论文写的真实有内容、有深度。
可以到google学术去搜索，“摩擦学”“摩擦学试验”，“软材料摩擦学”等等。因为鞋底的摩擦时属于软材料的摩擦学的。
提示：对于鞋子，摩擦过小会导致走路容易打滑，需要考虑人群和使用环境。
然而也并非摩擦越大越好，摩擦过大，走路阻力增加，也会影响舒适度。
所以需要实地的进行测量试验，并做具体的使用和分析，综合评价。
自己写去！！
科研项目承担 根据2015年12月官网显示，羰基合成与选择氧化国家重点实验室承担了国家重点基础研究发展规划（973）项目子课题、国家高技术研究发展计划（863计划）引导项目、国家自然科学基金重点项目、杰出青年基金项目与面上项目、中国科学院方向性项目、中国科学院“西部行动计划”项目、中国科学院知识创新试点重点项目、与国内外大中企业的合作项目等各类科研项目。 兰州化物所润滑与防护材料研究发展中心针对所承担的材料研究任务，先后开展了粘结固体润滑涂层、金属基高温耐磨自润滑复合材料、聚合物基自润滑复合材料、新型摩阻材料、特种动静密封材料、PVD功能润滑薄膜、特种润滑油脂产品、海洋环境防腐防污减阻降噪涂层、隔热涂层、特种自润滑耐磨电触点材料、真空等特殊环境防粘防冷焊材料、纤维织物自润滑材料、新型纳米润滑材料等先进润滑和防护材料的应用研究。 科研获奖情况 截至2015年4月，研究所获得科技奖励成果220多项，其中含国家级奖励成果36项（含第一完成单位获国家科技进步特等奖1项）、省部级一等奖27项、摩擦学领域国际最高奖1项，每年申报国家发明专利100件左右及一定数量的国际专利。 兰州化物所科技成果奖（1985-2014）成果类型 特等 一等 二等 三等 其他 合计 国家级 自然科学奖 2 1 3 技术发明奖 5 4 9 科技进步奖 4 1 4 5 14 全国科技大会奖 10 10 中科院 自然科学奖 1 6 4 11 科技进步奖 5 12 18 35 科技成果奖 6 18 6 30 重大科技成果奖 23 23 甘肃省 科学大会奖 20 20 自然科学奖 1 3 2 6 技术发明奖 3 1 1 5 科技进步奖 9 13 17 39 其他省、部委各类科技成果奖 1 2 6 7 16 各类专项科技成果奖 2 2 合计 223 （注：所统计奖项含合作完成项） 《分子催化》 《分子催化》是双月刊，1987年创刊。由中国科学院兰州化学物理研究所主办、中国科学院主管、科学出版社出版的中国国内外公开发行的学术性刊物。其主要报道有关分子催化的最新进展与研究成果。辟有学术论文、研究简报、研究快报及进展评述等栏目。内容侧重于配位催化、酶催化、光肋催化、催化过程中的立体化学问题、催化反应机理与动力学、催化剂表面态的研究及量子化学在催化学科中的应用等。工业催化过程中均相催化剂、固载化的均相催化剂、固载化的酶催化剂等的活化、失活和再生， 以及用于新催化过程的催化剂的优选与表征等方面的稿件。 《摩擦学学报》 《摩擦学学报》是由中国科学院兰州化学物理研究所主办、科学出版社出版并向国内外公开发行的覆盖摩擦学各分支学科的综合性学术期刊，主要报道摩擦学设计、摩擦力学、摩擦化学、摩擦学材料、摩擦学表面工程、特殊工况下的摩擦学、摩擦学测试技术与设备及摩擦学系统工程与应用等重要的基础研究和应用研究新成果，其报道范围包括机械科学与技术、材料科学与工程、物理学、化学和力学等交叉学科。 《分析测试技术与仪器》 《分析测试技术与仪器》（季刊）是于1992年经原国家科委批准，原中国科学院技术条件局（现计划财务局）和中国科学院兰州分院分析测试中心联合创办，并委托中国科学院兰州化学物理研究所主办，1992年9月第1期至1994年9月第3期为内部发行，1994年第4期开始向国内外公开发行。《分析测试技术与仪器》的主要栏目有：编委论坛、综述及专论、分析测试新方法、分析测试新成果、研究报告、分析测试仪器功能开发、大型仪器维修与维护等。先后被《中国核心期刊（遴选）数据库》、美国《化学文摘》（CA）、《中国学术期刊（光盘版）》、《万方数据-数字化期刊群》、《中国科技期刊数据库》收录，为《中国科学引文数据库》、《中国学术期刊综合评价数据库》来源期刊。该刊的多篇论文被ISI多次引用，SCI引文数据库要求每期为其提供杂志。“中国人文社会科学引文数据库”、“中国分析仪器网”、《电子文摘》等均收录该刊。
《润滑与密封》中国机械工程学会摩擦学分会会刊，由中国科学技术协会主管，中国机械工程学会、广州机械科学研究院主办，国内刊号44-1260/TH国际刊号BM550《磨擦学学报》中国科学院兰州化学物理研究所主办、科学出版社出版， 国际标准刊号：ISSN 1004-0595 国内统一刊号：CN 62-1095/O4
摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、润滑和磨损，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。 世界上使用的能源大约有1/3～1/2消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。另外，机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的，如果能控制和减少磨损，则既减少设备维修次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。 人类对摩擦现象早有认识，并能用来为自己服务，如史前人类 的钻木取火。《诗经·邶风·泉水》中有“载脂载宣，还车言迈”的诗句，表明中国在春秋时期已应用动物脂肪来润滑车轴。 应用矿物油作润滑剂的记载最早见于西晋张华所著《博物志》，书中提到酒泉延寿和高奴有石油，并且用于“膏车及水碓甚佳”。但长久以来摩擦学的研究进展缓慢，直到15世纪，意大利的列奥纳多·达芬奇才开始把摩擦学引入理论研究的途径。 1785年，法国库仑继前人的研究，用机械啮合概念解释干摩擦，提出摩擦理论。后来又有人提出分子吸引理论和静电力学理论。1935年，英国的鲍登等人开始用材料粘着概念研究干摩擦，1950年，鲍登提出了粘着理论。关于润滑的研究，英国的雷诺于1886年继前人观察到的流体动压现象，总结出流体动压润滑理论。20世纪50年代普遍应用电子计算机之后，线接触弹性流体动压润滑的理论开始有所突破。 对磨损的研究开展较晚，20世纪50年代提出粘着理论后，60年代在相继研制出各种表面分析仪器的基础上，磨损研究才得以迅速开展。至此，综合研究摩擦、润滑和磨损相互关系的条件已初步具备，并逐渐形成摩擦学这一新的发展中的学科。 摩擦学研究的对象很广泛，在机械工程中主要包括动、静摩擦，如滑动轴承、齿轮传动、螺纹联接、电气触头和磁带录音头等；零件表面受工作介质摩擦或碰撞、冲击，如犁铧和水轮机转轮等；机械制造工艺的摩擦学问题，如金属成形加工、切削加工和超精加工等；弹性体摩擦，如汽车轮胎与路面的摩擦、弹性密封的动力渗漏等；特殊工况条件下的摩擦学问题，如宇宙探索中遇到的高真空、低温和离子辐射等，深海作业的高压、腐蚀、润滑剂稀释和防漏密封等。 此外，还有生物中的摩擦学问题，如研究海豚皮肤结构以改进舰只设计，研究人体关节润滑机理以诊治风湿性关节炎，研究人造心脏瓣膜的耐磨寿命以谋求最佳的人工心脏设计方案等。地质学方面的摩擦学问题有地壳移动、火山爆发和地震，以及山、海，断层形成等。在音乐和体育以及人们日常生活中也存在大量的摩擦学问题。 摩擦学涉及许多学科。如完全流体润滑状态的滑动轴承的承载油膜，基本上可以运用流体力学的理论来解算。但是齿轮传动和滚动轴承这类点、线接触的摩擦，就还需要考虑接触变形和高压下润滑油粘度变化的影响；在计算摩擦阻力时则需要认真考虑油的流变性质，甚至要考虑瞬时变化过程的效应，而不能把它简化成牛顿流体。 如果油膜厚度接近于接触表面的粗糙度，还需要考虑表面纹理对润滑油的阻遏和疏导作用，以及油温所引起的热效应。油膜再薄，两摩擦表面粗糙峰点 也会发生接触或碰撞，接触峰将分担一部分载荷，接触峰点区域处于边界润滑状态。在使用油性添加剂时，表面形成吸附膜，而在使用极压添加剂时，表面形成反应膜。 为了了解磨损的发生发展机理，寻找各种磨损类型的相互转化以及复合的错综关系，需要对表面的磨损全过程进行微观研究。仅就油润滑金属摩擦来说，就需要研究润滑力学、弹性和塑性接触、润滑剂的流变性质、表面形貌、传热学和热力学、摩擦化学和金属物理等问题，涉及物理、化学、材料、机械工程和润滑工程等学科。 随着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用必将由宏观进入微观，由静态进入动态，由定性进入定量，成为系统综合研究的领域。 《润滑与密封》《磨擦学学报》
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20世纪80年代初期，作为边缘学科的摩擦学学科在国内外引起了广泛重视并得到迅速发展。当时，作为从事润滑材料研究近20余年的中国科学院兰州化学物理研究所，已具备了较完备的研究手段和技术，拥有雄厚的研究实力，并解决了我国航空、航天等高技术领域的一系列关键润滑材料与技术问题，研究范围涉及金属和非金属材料、超高温及超低温材料等，并在煤炭、冶金、机械制造、交通、军工等工业领域得到了应用。为了顺应当时国内工业发展形势的需求，同时广大摩擦学工作者也急需一个平台，以便开展学术探讨与思想交流，推广先进的科学技术，介绍国内外先进技术和经验，中国科学院兰州化学物理研究所于1980年7月向原中国科学院四局提出组织出版《固体润滑》学术刊物的申请，在申请报告中提出了《固体润滑》创刊的初步意见，刊物面向的读者对象及其办刊宗旨等。经研究，中国科学院于1980年11月发文批复，同意中国科学院兰州化学物理所创办《固体润滑》（季刊）刊物，并由兰州市邮政局面向全国公开发行。1981年初，甘肃省出版局核定《固体润滑》（季刊），完成了刊物出版登记注册手续，于1981年7月正式创刊《固体润滑》，第1期（创刊号）于1981年7月在中国科学院兰州化学物理研究所正式出版，向国内外公开发行。《固体润滑》的创办初期，以申松昌为主编的第一届编委会成员付出了大量的心血，始终坚持所制定的办刊宗旨，赢得了读者和作者的好评，为刊物的编辑出版积累了丰富经验。90年代初期，我国的摩擦学学科进入了飞速发展时期，同时摩擦学研究也步入国际领先行列，摩擦学研究已渗透到材料、微机械、生物等学科领域。这时的《固体润滑》已不能满足摩擦学学科的发展需求，刊物中的投稿所涉及范围覆盖了固体润滑之外的其他学科领域。基于这一情况，兰州化学物理研究所报请中国科学院出版委申请更名和更改办刊宗旨，1991年4月经中国科学院评审推荐，国家科委批准，《固体润滑》自1992年第1期更名为《摩擦学学报》；同时，兰州化学物理研究所报请中国科学院和甘肃省新闻出版局批准，将刊物的征稿范围扩大到了摩擦学设计、摩擦化学、摩擦力学、摩擦学材料等方面，使其成为涉及摩擦学各分支学科领域的综合性学术刊物。随着稿源不断增多，2000年，兰州化学物理所将《摩擦学学报》由季刊改为双月刊。