同济大学机械设计ch4课件

1、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,1,学习交流PPT,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%

2、。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。”,2,学习交流PPT,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,3,学习交流PPT,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/ss

3、c,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,4,学习交流PPT,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,

4、5,学习交流PPT,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,6,学习交流PPT,第六节流体

5、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,7,学习交流PPT,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

6、,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,8,学习交流PPT,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？,9,学习交流PPT,曲柄滑块机构,10,学习交流PPT,摩擦分类,11,学习交流PPT,摩擦特性曲线及磨损曲线,12,学习交流PPT,干摩擦/粘着磨损机理,13,学习交流PPT,粘着磨损,1)定义：材料由一表面 转移到另一表面。,2)影响因素,a. 润滑油性质,b.压