机械式微动斜面测量摩擦力系数实验仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种机械式微动斜面测量摩擦力系数实验仪，包括水平台和斜面实验台，所述斜面实验台包括底座，设置在底座上的转动斜面，设置在底座上远离水平台一端的斜面转动固定杆、斜面倾角粗螺丝杆以及斜面倾角细螺丝杆。本实用新型专利技术所述的摩擦力系数测量实验仪具有精度高、误差小，操作方便、制造成本低等优点。

Experimental Instrument for Measuring Friction Coefficient by Mechanical Fretting Inclined Surface

【技术实现步骤摘要】
机械式微动斜面测量摩擦力系数实验仪
本技术涉及一种教学实验仪器，尤其涉及机械式微动斜面测量摩擦力系数实验仪。
技术介绍
测量动、静摩擦力系数的方法有很多种，斜面法无疑是最简单、最方便的一种。虽然，市场上已经出现有各种材料的动、静摩擦力系数的测量仪器，但是，就目前大、中学校实验室采用机械式连续精确改变斜面倾角来测量动、静摩擦力系数的仪器，还未看到。即便是国外也没有采用机械式连续精确调节斜面倾角实验的仪器。普遍采用的是手动提升斜面使其围绕低端转动轴转动来改变斜面倾角进行测量的陈旧方法，利用这种操作来改变斜面倾角精度低、误差大，而且连续改变斜面倾角的操作很难控制。目前，市面上有采用光电法精确测量斜面倾角，既耗电，又不利于节能环保。申请者曾于2015年12月2日申请到专利号为ZL201310328276.8的“高精度微调斜面测量静动及圆柱体滚动摩擦力系数实验仪”的技术专利，尽管采用了机械螺杆来连续精确改变斜面倾角来进行测量各种材料动、静摩擦系数，但是仍然存在如下缺陷：(1)采用斜面终端固定轴滑道以及游标尺滑道于斜面一侧，对实验者操作造成巨大不便，使之，实验者难以观察实验现象与难以测量；(2)采用多个滑道与大直径主尺，浪费材料，造价高；(3)在转动斜面侧面固定游标尺比较困难且不稳定；(4)在实验仪支架上固定游标尺滑道与斜面终端滑动轴滑道架，也给实验者观察实验现象与参数测量带来了极大不便；(5)采用单游标读数会对转动斜面倾角测量带来一个无法消除的系统误差；鉴于此，申请者又技术了“机械式微动斜面测量摩擦力系数实验仪”装置，其实，也是对专利号为ZL201310328276.8的原技术专利存在的如上缺陷进行了巨大改进(创新)，创新后的技术专利会更有利于实验者容易观察实验现象与参数测量以及方便动手操作。该技术还可用于从事相关科研人员通过改变倾角来从事研究的相关领域。基于此，利用该专利技术生产的该仪器设备，必将会为生产商带来非常丰厚的经济效益。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本技术的目的是提供一种具有精度高、误差小，操作方便、制造成本低等优点的摩擦力系数测量实验仪。为了实现上述的目的，本技术采用了以下的技术方案：机械式微动斜面测量摩擦力系数实验仪，包括水平台和斜面实验台，所述斜面实验台包括底座，设置在底座上的转动斜面，设置在底座上远离水平台一端的斜面转动固定杆、斜面倾角粗螺丝杆以及斜面倾角细螺丝杆；其中斜面倾角粗螺丝杆下端通过细螺丝杆螺圈与斜面倾角细螺丝杆连接，斜面倾角细螺丝杆连接通过转轴Ⅰ与底座铰接，斜面转动固定杆通过转轴Ⅱ与底座铰接，转轴Ⅰ与水平台之间的距离大于转轴Ⅱ与水平台之间的距离；所述转动斜面的一端通过转轴Ⅲ与水平台铰接，转动斜面的另一端通过粗螺丝杆螺圈与斜面倾角粗螺丝杆连接；所述细螺丝杆螺圈设置在斜面倾角细螺丝杆上并可沿斜面倾角细螺丝杆上下运动，粗螺丝杆螺圈设置在斜面倾角粗螺丝杆上并可沿斜面倾角粗螺丝杆上下运动；在转轴Ⅲ上还固定有主尺盘和游标尺盘，其中主尺盘(8)固定，游标尺盘(9)随转动斜面(4)而转动；所述主尺盘呈圆形，其外缘刻有主刻度，所述游标尺盘的外缘设置有与主尺盘相配的左游标尺和右游标尺，所述左游标尺和右游标尺中心处的连线穿过转轴Ⅲ的中心；所述斜面转动固定杆上沿其长度方向上开设有固定杆滑槽，在固定杆滑槽内设置有固定杆转动滑轴，所述固定杆转动滑轴的两端可固定在转动斜面上。作为优选，所述水平台和斜面实验台底部均设置有调平支脚，在转动斜面上设置有调平水平泡。作为优选，所述调平支脚包括支脚座、调平螺纹杆、调平升降套以及调平升降杆，所述调平升降杆上端固定在水平台或底座的下端面，调平升降套套设在调平升降杆上且与调平螺纹杆螺纹连接，调平螺纹杆的下端固定在支脚座上。作为优选，所述底座靠近水平台的一端设置有支撑柱，所述转轴Ⅲ设置在支撑柱上且转轴Ⅲ所在位置高度与水平台高度一致。作为优选，所述主尺盘轴设在转轴Ⅲ上并通过六根螺钉固定在支撑柱上。作为优选，所述游标尺盘轴设在转轴Ⅲ上并与主尺盘紧密贴合。作为优选，所述斜面倾角粗螺丝杆下端通过左右箍紧螺帽与细螺丝杆螺圈保持固定，粗螺丝杆螺圈和细螺丝杆螺圈的外侧均设置有转动柄。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)转动斜面终端与底座间采用双转动轴结构通过粗细螺杆连接以及粗细螺圈的结合调节，实现了转动斜面围绕转轴Ⅲ的连续微动；(2)采用了主尺(0～360°)与游标尺(0′～30′)的配合读数，提高了转动斜面转至某一角度(即转动斜面相对于水平面倾角)的精确读数(精度达1′)；(3)新技术专利避免了专利号ZL201310328276.8的原技术专利将斜面终端移动轴与游标尺滑道设置在侧面，给实验操作与实验测量带来的不便；新技术专利，采用20cm直径主尺，采用斜面转动固定杆来支撑和稳定转动斜面，不会影响实验者的操作与测量；(4)采用了双游标尺系统读数，来测量转动斜面转过的角度，有利于消除由于旋转主轴与几何主轴不重合(即存在偏心差)所造成的系统误差；(5)在具体实验时，在不同部位采用了的箍紧螺帽保证了仪器整体的稳定性；(6)可以精确测量各种材料的动、静摩擦力系数，比如：各种金属、木材、纸张、塑料薄膜、薄片等各种材料动、静摩擦系数的测试；(7)新技术专利采用的特殊设计结构，极大地节省了实验仪器制作材料，为生产厂家降低了生产成本。附图说明图1是实验仪全图正视图。图2是调平支脚的结构示意图。图3是实验仪初始状态全图俯视图。图4是主尺盘与左支撑杆、游标尺盘转轴连接以及主尺盘与游标尺盘嵌套方法图。图5是主尺盘固定示意图。图6是游标尺盘的结构示意图。图7是实验仪转动斜面转动至某一倾角状态图。图8是支撑柱的结构示意图。图9是固定杆滑轴与转动斜面的配合示意图。图10是斜面转动固定杆的结构示意图。图11是转动斜面与斜面倾角粗螺丝杆连接图。图12是底座与斜面倾角细螺丝杆、斜面倾角粗螺丝杆与斜面倾角细螺丝杆的连接示意图。图13是圆形滑块示意图。图14是读数系统读数精度示意图。图15是转动斜面转至某一倾角左右游标尺对应的初末位置读数状态示意图。图16是双游标尺纠正不同轴原理图。图17是转动斜面上高精度测量动、静摩擦系数实例分析图。图18是转动斜面上圆柱体滚动受力示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做一个详细的说明。如图1、3、7所示的机械式微动斜面测量摩擦力系数实验仪，包括水平台1和斜面实验台2。斜面实验台2包括底座3，设置在底座3上的转动斜面4，设置在底座3上远离水平台1一端的斜面转动固定杆5、斜面倾角粗螺丝杆6以及斜面倾角细螺丝杆7。为了便于调节水平，水平台1和斜面实验台2底部均设置有调平支脚10，在转动斜面4与水平台1上均设置有相同类型的调平水平泡11。其中，斜面倾角粗螺丝杆6下端通过细螺丝杆螺圈71与斜面倾角细螺丝杆7连接，斜面倾角细螺丝杆7连接通过转轴Ⅰ41与底座3铰接，斜面转动固定杆5通过转轴Ⅱ42与底座3铰接。并且，转轴Ⅰ41与与水平台1之间的距离大于转轴Ⅱ42与水平台1之间的距离。转动斜面4的一端通过转轴Ⅲ43与水平台1铰接，转动斜面4的另一端通过粗螺丝杆螺圈61与斜面倾角粗螺丝杆6连接。其中，细螺丝杆螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.机械式微动斜面测量摩擦力系数实验仪，包括水平台(1)和斜面实验台(2)，其特征在于：所述斜面实验台(2)包括底座(3)，设置在底座(3)上的转动斜面(4)，设置在底座(3)上远离水平台(1)一端的斜面转动固定杆(5)、斜面倾角粗螺丝杆(6)以及斜面倾角细螺丝杆(7)；其中斜面倾角粗螺丝杆(6)下端通过细螺丝杆螺圈(71)与斜面倾角细螺丝杆(7)连接，斜面倾角细螺丝杆(7)连接通过转轴Ⅰ(41)与底座(3)铰接，斜面转动固定杆(5)通过转轴Ⅱ(42)与底座(3)铰接，转轴Ⅰ(41)与水平台(1)之间的距离大于转轴Ⅱ(42)与水平台(1)之间的距离；所述转动斜面(4)的一端通过转轴Ⅲ(43)与水平台(1)铰接，转动斜面(4)的另一端通过粗螺丝杆螺圈(61)与斜面倾角粗螺丝杆(6)连接；所述细螺丝杆螺圈(71)设置在斜面倾角细螺丝杆(7)上并可沿斜面倾角细螺丝杆(7)上下运动，粗螺丝杆螺圈(61)设置在斜面倾角粗螺丝杆(6)上并可沿斜面倾角粗螺丝杆(6)上下运动；在转轴Ⅲ(43)上还设置有主尺盘(8)和游标尺盘(9)，其中主尺盘(8)固定，游标尺盘(9)随转动斜面(4)而转动；所述主尺盘(8)呈圆形，其外缘刻有主刻度(81)，所述游标尺盘(9)的外缘设置有与主尺盘(8)相配的左游标尺(91)和右游标尺(92)，所述左游标尺(91)和右游标尺(92)中心处的连线穿过转轴Ⅲ(43)的中心；所述斜面转动固定杆(5)上沿其长度方向上开设有固定杆滑槽(51)，在固定杆滑槽(51)内设置有固定杆滑轴(52)，所述固定杆滑轴(52)的两端固定在转动斜面(4)上。...

【技术特征摘要】
1.机械式微动斜面测量摩擦力系数实验仪，包括水平台(1)和斜面实验台(2)，其特征在于：所述斜面实验台(2)包括底座(3)，设置在底座(3)上的转动斜面(4)，设置在底座(3)上远离水平台(1)一端的斜面转动固定杆(5)、斜面倾角粗螺丝杆(6)以及斜面倾角细螺丝杆(7)；其中斜面倾角粗螺丝杆(6)下端通过细螺丝杆螺圈(71)与斜面倾角细螺丝杆(7)连接，斜面倾角细螺丝杆(7)连接通过转轴Ⅰ(41)与底座(3)铰接，斜面转动固定杆(5)通过转轴Ⅱ(42)与底座(3)铰接，转轴Ⅰ(41)与水平台(1)之间的距离大于转轴Ⅱ(42)与水平台(1)之间的距离；所述转动斜面(4)的一端通过转轴Ⅲ(43)与水平台(1)铰接，转动斜面(4)的另一端通过粗螺丝杆螺圈(61)与斜面倾角粗螺丝杆(6)连接；所述细螺丝杆螺圈(71)设置在斜面倾角细螺丝杆(7)上并可沿斜面倾角细螺丝杆(7)上下运动，粗螺丝杆螺圈(61)设置在斜面倾角粗螺丝杆(6)上并可沿斜面倾角粗螺丝杆(6)上下运动；在转轴Ⅲ(43)上还设置有主尺盘(8)和游标尺盘(9)，其中主尺盘(8)固定，游标尺盘(9)随转动斜面(4)而转动；所述主尺盘(8)呈圆形，其外缘刻有主刻度(81)，所述游标尺盘(9)的外缘设置有与主尺盘(8)相配的左游标尺(91)和右游标尺(92)，所述左游标尺(91)和右游标尺(92)中心处的连线穿过转轴Ⅲ(43)的中心；所述斜面转动固定杆(5)上沿其长度方向上开设有固定杆滑槽(51)，在固定杆滑槽(51)内设置有固定杆滑轴(52)，所述固定杆滑轴(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶晓锋，范哲焱，张锐波，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33