机械设计基础电子教案 项目一认识机器-任务三-比较摩擦与磨损

课题授课时数*选学2周次教学目标知识目标：（1）了解摩擦与磨损的区别。（2）了解摩擦的分类。（3）了解磨损的分类及各阶段特点。能力目标：（1）能区分摩擦与磨损。（2）能识别摩擦的类型，并提出相应的保养维护方案。（3）能识别磨损的类型，分析磨损原因并提出维护方案。素质目标：（1）培养基本的机械维护保养素养。（2）能通过现象分析机械摩擦与磨损的本质，提升逻辑分析能力。（3）以严谨专业的态度对待摩擦与磨损问题，体现职业素养与责任担当。思政目标通过学习摩擦与磨损的原理，认识到“摩擦不可避免但可科学管控”，培养学生面对问题不回避、科学分析、积极应对的态度。通过了解世界上约1/3至1/2的能量消耗在摩擦中、约80%的零件因磨损而报废的数据，增强节能环保意识和可持续发展理念，培养学生的社会责任感。教育学生在今后的工作中要重视设备维护保养，养成严谨细致、防微杜渐的职业习惯。教学重点（1）摩擦与磨损的定义与区别。（2）摩擦的四种润滑状态分类。（3）磨损的三个阶段及四种类型。教学难点（1）摩擦与磨损的区别与联系。（2）各种磨损类型的机理辨识及应对措施。投影仪、计算机、PPT课件、黑板、报废减速器实物、齿轮磨损样件作业（1）简述磨损的三个阶段特点。（2）磨损按机理分为哪几种类型？各有什么特征？（3）如何减少磨粒磨损和粘着磨损？教学小结教学过程设计教学组织方法拆解报废的减速器，观察齿面磨损情况。引导学生思考：减速器报废的原因是什么？如果没有摩擦，减速器能否正常工作？磨损的结果如何？齿面呈什么状态？怎样才能有效地减少磨损？在外力作用下，相互接触的两物体间产生相对运动或有相对运动趋势时，在接触表面上产生抵抗运动的切向阻力，这种现象称为摩擦，产生的切向阻力称为摩擦力。据统计，世界上每年约1/3至1/2的能量消耗在各种形式的摩擦中。摩擦既会造成能量损耗和零件磨损，但也可以加以利用，实现动力传递（如带传动）、制动（如摩擦制动器）及联接（如过盈联接）。根据摩擦表面间的润滑状态不同，摩擦分为四类：1.干摩擦：接触表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触。摩擦因数大，磨损严重，应尽量避免。2.液体摩擦：两摩擦表面不直接接触，中间有完整油膜（厚度一般1.5~2μm以上）隔开。几乎不产生磨损，是理想的摩擦状态，但需要外界供油设备，造价高。3.边界摩擦：接触表面被极薄边界膜（厚度≤1μm）隔开，处于干摩擦与液体摩擦之间的状态。4.混合摩擦：干摩擦、液体摩擦和边界摩擦共存的状态。工程中最常见的摩擦状态。由于机械作用或伴有物理化学作用，接触表面材料不断损失或转移的现象称为磨损。约80%的零件因磨损而报废。1.磨损的三个阶段：（1）磨合（跑合）磨损阶段：表面逐渐磨平，磨损速度由快逐渐减缓，为正常运转创造条件。磨合结束后应清洗零件、更换润滑油。任务驱动法实物拆解观察小组讨论讲授法PPT演示数据呈现法教学过程设计教学组织方法（2）稳定磨损阶段：磨损缓慢，机器进入正常工作阶段。该阶段的长短代表零件使用寿命的长短。（3）剧烈磨损阶段：磨损急剧增加，精度丧失，机械效率下降，最终导致完全失效。2.磨损的分类（按磨损机理（1）磨粒磨损：硬质凸起或坚硬磨粒进入摩擦表面之间起“磨削”作用。减轻措施：满足润滑条件、合理选择配对材料、提高表面硬度、降低表面粗糙度。（2）粘着磨损（胶合）：边界膜破裂后金属接触焊合，粘结点被剪切断裂导致材料转移。分为轻微磨损、胶合和咬死。胶合是高速重载时常见的失效形式。减轻措施：合理选择配对材料、表面处理、限制温度和压强、使用含极压添加剂的润滑剂。（3）疲劳磨损（点蚀）：在循环接触应力作用下，表面出现裂纹并扩展，金属剥落形成凹坑。提高抗疲劳能力的措施：合理选择材料及表面硬度、降低表面粗糙度、选择黏度高的润滑油。（4）腐蚀磨损：摩擦面与周围介质发生化学或电化学反应产生物质损失。在潮湿环境下速度更快，故机器不能长时间闲置。实际中大多数磨损是上述四种形式的复合。摩擦是两接触表面间抵抗相对运动的物理现象，按润滑状态分为干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。磨损是摩擦的直接结果，分磨