同济大学机械设计ch4

.,第四章摩擦、磨损、润滑（摩擦学）概述,第一节摩擦学起源第二节摩擦第三节干摩擦第四节边界摩擦第五节磨损第六节流体摩擦润滑摩擦学概述小结思考题,篇头,.,第一节摩擦学起源,一机械中的摩擦学问题,章头,二摩擦学的发展摩擦、磨损、润滑是一种古老的技术，但一直未成为一种独立的学科。1964年英国以乔斯特为首的一个小组，受英国科研与教育部的委托，调查了润滑方面的科研与教育状况及工业在这方面的需求。于1966年提出了一项调查报告。这项报告提到，通过充分运用摩擦学的原理与知识，就可以使英国工业每年节约510,000,000英镑，相当于英国国民生产总值的1%。这项报告引起了英国政府和工业部门的重视，同年英国开始将摩擦、磨损、润滑及有关的科学技术归并为一门新学科-摩擦学（Tribology）。摩擦学：“研究相互作用、相互运动表面的科学技术。”,.,第二节摩擦,一摩擦,章头,在外力作用下，一物体相对于另一物体运动或有运动趋势时，在接触表面上所产生的切向阻力叫摩擦力，这一现象叫摩擦。,二摩擦分类,三摩擦特性曲线及磨损曲线,.,第三节干摩擦,一定义,摩擦表面无任何润滑剂的摩擦，工程上指无明显任何现象的摩擦。,二干摩擦机理,三摩擦系数,四降低摩擦系数方法,m=Fm/N,实际接触面积：Ar=N/ssc,剪切力（摩擦力）：Fm=ArtB,摩擦系数：m=Fm/N=tB/ssc0.2(金属变化不大),粘着理论,镀软金属层在金属基体上涂敷一层极薄的软金属，此时ssc仍取决于基体材料，而tB则取决于软金属。,章头,.,第四节边界摩擦,一定义,二边界膜的形成机理,1.物理吸附膜：润滑油中的极性分子与金属表面相互吸引而形成的吸附。,2.化学吸附膜：靠油中的分子键与金属表面形成的吸附。,3.化学反应膜：油中加入的硫、磷、氯等添加剂与金属表面进行的化学反应而形成的膜。,三影响边界膜摩擦的因素,1.温度,2.添加剂,3.摩擦副材料：同性材料m大,4.粗糙度,章头,.,第五节磨损,一磨损概念,摩擦表面的物质不断损失的现象称为磨损。,二磨损过程,.跑合阶段（磨合阶段）,.稳定磨损阶段,.剧烈磨损阶段,三磨损机理,1.粘着磨损.,2.表面疲劳磨损,1)定义,2)影响因素,a.表面粗糙度-影响初始裂纹,b.润滑油粘度,c.表面硬度。例：轮齿表面,d.曲率半径,3.磨粒磨损（50%磨损属于磨粒磨损）,1)定义：硬质颗粒或表面的硬质突出物在摩擦过程中引起材料脱落的现象,2)影响因素：,a.摩擦副硬度,b.磨粒大小与硬度,4.腐蚀磨损：,在摩擦过程中，摩擦副表面与周围介质发生化学反应或电化学反应.,章头,.,第六节流体摩擦润滑,一润滑的作用,1.减摩-降低能耗。,2.减磨-延长机器寿命。,3.降温-防卡死、提高运行精度。,4.吸振-减小动载荷。,5.密封,二润滑的分类,1.流体动力润滑2.流体静力润滑。,三流体动力润滑,1.定义：靠运动副的相对运动将润滑油带入间隙，使两表面分开。,2.形成流体动力润滑条件：,1)有收敛油楔。,2)有足够大的相对速度。,3)润滑油有一定的粘度。,四流体静力润滑,1.定义：靠外界油压将两表面分开。,2.特点1)运行精度高、能保证流体摩擦。,2)成本高。,章头,.,摩擦学概述小结,1.滑动摩擦分类,2.滑动摩擦特性曲线：,干边流体混合摩擦系数降低,3.磨损过程,跑合阶段稳定磨损阶段剧烈磨损阶段,4.磨损机理,5.润滑目的,6.流体润滑类型,形成条件,章头,形成机理,.,摩擦学概述思考题,1.流体摩擦润滑分哪几类？流体动力润滑的形成条件？,3.常见的磨损机理有哪些？,章头,2.下列情况能否形成流体动力润滑？,4.磨损过程分哪些阶段？什么叫跑合(磨合)？,5.滑动摩擦分哪几种？,6.边界膜形成机理是什么？摩擦系数有何关系？,.,曲柄滑块机构,.,摩擦分类,.,摩擦特性曲线及磨损曲线,.,干摩擦/粘着磨损机理,.,粘着磨损,1)定义：材料由一表