機械設(shè)計基礎(chǔ)（陳定國版）第四章機械零部件工作能力設(shè)計計算基礎(chǔ) By：秦霆 Time：2013.09.10本章主要內(nèi)容：4.1概述4.2作用在零件上的載荷4.3機械零件的應(yīng)力4.4機械零件的工作能力設(shè)計及材料選用原則4.5機械零件的強度和剛度4.6機械零件的振動穩(wěn)定性7.7摩擦、磨損和潤滑簡介4.1概述工作能力設(shè)計的基本要求是：保證零部件的工作能力。機械零部件的工作能力包括：強度、剛度、振動穩(wěn)定性、耐磨性等。4.2作用在零件上的載荷4.2.1載荷的類型載荷：機械零件在工作時作用在零件上的外力。單位：F（N，kN）T（N·mN·mm）M（N·mN·mm）P（kW）靜載荷：不隨時間變化或隨時間緩慢變化的載荷動載荷：隨時間變化的載荷。確定性載荷：隨時間變化的規(guī)律能用明確的數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的載荷隨機載荷：隨時間變化的規(guī)律不能用明確的數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的載荷載荷的分類周期性載荷：載荷是隨時間做周期性變化的。對稱循環(huán)脈動循環(huán)非對稱循環(huán)規(guī)律性不穩(wěn)定循環(huán)非周期性載荷：無周期規(guī)律的載荷。準(zhǔn)周期載荷瞬變載荷：非周期性的突加載荷。隨機載荷：載荷的幅值和頻率都隨時間變化，且不能夠用一個函數(shù)確切地描述。周期載荷和周期應(yīng)力變應(yīng)力參數(shù)及典型變應(yīng)力1.變應(yīng)力參數(shù)最大應(yīng)力：σmax

最小應(yīng)力：σmin應(yīng)力循環(huán)特征：用來表示應(yīng)力的變化情況r=σmin/σmax平均應(yīng)力：應(yīng)力幅：σminσaσaσmσmaxtσ注意：五個參數(shù)具有符號，計算時要帶有符號；

σmax、σmin是指絕對值而言。應(yīng)力類型a）靜應(yīng)力：r=+1變應(yīng)力特例σtσ=常數(shù)b）對稱循環(huán)變應(yīng)力r=-1σtσaσmaxσminc）脈動循環(huán)變應(yīng)力r=0σtσaσaσmaxσm2.典型變應(yīng)力及應(yīng)力循環(huán)特征rd）非對稱循環(huán)變應(yīng)力r

在（-1～+1）間變化σmaxσmσminσaσatσ載荷的確定1、類比法根據(jù)經(jīng)驗和簡單計算確定2、計算法根據(jù)力學(xué)原理、經(jīng)驗公式或圖標(biāo)來確定名義載荷：平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的載荷或說是在理想條件下的載荷。計算載荷：考慮實際工作中受到的不同因素的影響后零件所受的載荷。

Tc=K·T注:計算載荷只是初步設(shè)計時所依據(jù)的一個數(shù)值，它與用在零件上隨機變化的實際載荷是有區(qū)別的。實際載荷與計算載荷之間的差異以及對強度的影響，可在安全系數(shù)中考慮。3、實測法4.3機械零件中的應(yīng)力幾個重要的概念名義應(yīng)力：根據(jù)名義載荷計算求得的應(yīng)力稱為名義應(yīng)力計算應(yīng)力：根據(jù)計算載荷計算求得的應(yīng)力稱為名義應(yīng)力應(yīng)力也可分為靜應(yīng)力和變應(yīng)力靜應(yīng)力：作用在零件上的載荷的大小和相對與零件的載荷方向不變的應(yīng)力稱為靜應(yīng)力。變應(yīng)力：非靜應(yīng)力的應(yīng)力。應(yīng)力也可以分為體積應(yīng)力和表面應(yīng)力體積應(yīng)力：在玲件體內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力，如拉伸應(yīng)力、壓縮應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和剪應(yīng)力。表面應(yīng)力：作用在接觸表面的應(yīng)力，如表面擠壓應(yīng)力和接觸應(yīng)力。

1.拉伸:圖5.2為拉桿聯(lián)接，圖5.2a為各部分的尺寸和受力情況。當(dāng)聯(lián)接桿受實線箭頭拉力F作用時，桿內(nèi)將產(chǎn)生拉應(yīng)力，其值為（5.3）式中：A為桿的截面面積，A=D2/4。DDbb2bFFd開口銷FF圖5.2（a）拉桿連接

2.壓縮:(3-4)DDbb2bFFd開口銷FF圖5.2（a）拉桿連接圖5.2的桿聯(lián)接受虛線箭頭壓力F作用時兩聯(lián)接桿將受壓應(yīng)力c，其值為

5.剪切:如圖b所示，通常假定剪應(yīng)力是均勻分布的，則這些剪切面上的剪應(yīng)力為(3-5)式中：A為各個零件本身受剪切面積之和，如銷釘A=2d2/4；桿接頭A=4cb。F桿AFa⑤②F桿B④④④①銷釘F⑥③圖5.2（b）拉桿連接各零件受剪切和擠壓部位在受拉力F作用下，銷釘?shù)慕孛姊?、兩桿的截面②和③均受到剪切。

4.擠壓:如圖b所示，在銷釘和桿的釘孔互相接觸壓緊的表面④、⑤、⑥處受到擠壓的作用。F桿AF桿B④④④①銷釘圖5.2(c)桿A受擠壓的情況圖c所示為桿A釘孔受擠壓的情況。F擠壓應(yīng)力圖F受擠壓后也的變形圖F受力的簡化圖F擠壓應(yīng)力圖F受擠壓后也的變形圖F受力的簡化圖擠壓問題的條件性計算:假定擠壓應(yīng)力是均勻分布在釘孔的有效擠壓面上，有效擠壓面積就是實際受擠壓面積在釘孔直徑上的投影面積A′=2bd。釘孔表面的擠壓應(yīng)力為擠壓問題的條件性計算:假定擠壓應(yīng)力是均勻分布在釘孔的有效擠壓面上，有效擠壓面積就是實際受擠壓面積在釘孔直徑上的投影面積A′=2bd。釘孔表面的擠壓應(yīng)力為接觸表面之間有相對滑動時，常常用單位面積上的壓力來控制磨損。這種壓力稱為壓應(yīng)力，例如滑動軸承的軸頸和軸瓦間的情況。壓應(yīng)力一般用p表示，其值為

5.扭轉(zhuǎn)（5.8）式中：WT一抗扭截面系數(shù)，圓截面WT=d3/160.2d3。TTφτmaxd(a)傳動軸(b)軸的扭切應(yīng)力圖5.3傳動軸的扭轉(zhuǎn)當(dāng)受到轉(zhuǎn)矩T作用時，軸受扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力是不均勻分布的（圖5.3b），圓軸截面的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力最大值為

6.彎曲車輪軸的受力情況(a)車輪軸FFFFFFa(b)車軸受力圖5.4車軸的彎曲+σb+σb-σb-σb

6.彎曲:從圖可看出彎曲應(yīng)力不是均勻分布的，在中性面上為零，中性面一側(cè)受拉伸，另一側(cè)受壓縮。M(c)彎矩(d)彎曲應(yīng)力分布圖5.4車軸的彎曲(a)車輪軸FFFFFFa(b)車軸受力車軸輪受的彎矩M，軸的橫截面上的應(yīng)力分布。軸表面上的應(yīng)力達(dá)到最大，其值為（5.9a）式中，W－抗彎截面系數(shù)，對于軸，W=d3/320.1d3。各種形狀的截面系數(shù)WT和W可由設(shè)計手冊查得。軸的中段所受最大彎矩M＝Fa，此段的最大彎曲應(yīng)力為（5.9b）

4.3.1接觸應(yīng)力有些零件在受載荷前是點接觸（球軸承、圓弧齒輪）或線接觸（摩擦輪、直齒及斜齒漸開線齒輪、滾子軸承等），受載后在接觸表面產(chǎn)生局部彈性變形，形成小面積接觸。這時雖然接觸面積很小，但表層產(chǎn)生的局部壓應(yīng)力卻很大，該應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力，在接觸應(yīng)力作用下的零件強度稱為接觸強度。bσHmaxσHminρ2ρ1FF2a圖5.5兩圓柱體接觸應(yīng)力分布線接觸應(yīng)力

圖5.5表示曲率半徑各為1和2、長為b的兩個圓柱體接觸，載荷為F，由于接觸表面局部彈性變形，形成一個2ab的矩形接觸面積，該面上的接觸應(yīng)力分布是不均勻的，最大應(yīng)力位于接觸面寬中線處。

由彈性力學(xué)的赫茲（Hertz）公式可得最大接觸應(yīng)力為（5.10）式中，1、2──為兩接觸體材料的泊松比

E1、E2──為兩接觸體材料的彈性模量1、2_─兩圓柱體接觸處的曲率半徑,外接觸取正號，內(nèi)接觸取負(fù)號,平面與圓柱或球接觸，取平面曲率半徑2=。(5.11)綜合曲率半徑則綜合彈性模量E當(dāng)接觸點（或線）連續(xù)改變位置時，零件上任一點處的接觸應(yīng)力將在0到Hmax之間變動，因此，這時的接觸變應(yīng)力是一個脈動循環(huán)變應(yīng)力，這時零件的破壞則屬于疲勞破壞，這將在5.6節(jié)做進一步介紹。2)點接觸應(yīng)力sHmaxsHmaxFr2r21．溫度對材料力學(xué)性能的影響材料在受熱或受冷時都要變形，變形是向三個方向均勻進行的。有一定厚度的機械零件在冷卻時，由于表面先冷卻收縮，內(nèi)部后冷卻收縮，因此在溫度變化過程中，其表面將受拉應(yīng)力，內(nèi)部則受壓應(yīng)力，如圖5.12a所示。

(a)冷卻圖5.12溫度變形和應(yīng)力壓拉(b)加熱圖5.12溫度變形和應(yīng)力壓拉當(dāng)零件被加熱時，情況則相反，表面先受熱膨脹，而內(nèi)部則受熱膨脹較慢，因此表面將受壓應(yīng)力而內(nèi)部則受拉應(yīng)力。這就是由于溫度的變化引起的機械零件的變形及附加的溫度應(yīng)力。溫度的變化還使材料的機械性能發(fā)生變化。材料的機械性能一般是指室溫條件下試驗得到的數(shù)值，如彈性模量、屈服極限等。金屬一般在溫度超過某一數(shù)值（鋼為300～400℃，輕合金為100～150℃）后，其強度將急劇下降，因此在必要時應(yīng)采用耐高溫材料，如耐熱合金鋼、金屬陶瓷等。裝配應(yīng)力4.4機械零件的工作能力設(shè)計及材料選用原則

失效：機械零件由于某種原因不能正常工作稱為失效。

零件常見失效形式有斷裂，表面失效（接觸疲勞、表面壓潰、磨損、膠合），過大的塑性變形，過大的彈性變形，振動失穩(wěn)，打滑和滑移等。機械零件的主要失效形式過大彈性變形——零件的剛度不夠引起塑性變形——工作應(yīng)力超過材料的屈服極限σS引起2．過量變形疲勞斷裂——工作應(yīng)力超過零件的疲勞極限σr引起過載斷裂——工作應(yīng)力超過材料的強度極限σB引起1．?dāng)嗔褖簼ⅰ⑦^度磨損——零件接觸表面上的壓應(yīng)力p過大膠

合——

零件工作溫升△t過高引起表面疲勞損壞——零件表面接觸應(yīng)力σH過大引起3．表面破壞4.其他失效：傳動帶打滑、螺栓連接松動、液體摩擦軸承中油膜破裂等

計算準(zhǔn)則—

用于計算并確定零件基本尺寸的主要依據(jù)。對于具體的零件，應(yīng)根據(jù)它們的主要失效形式，采用相應(yīng)的計算準(zhǔn)則。常用的計算準(zhǔn)則有：機械零件的計算準(zhǔn)則1．強度準(zhǔn)則——針對零件斷裂、塑性變形或表面疲勞損壞失效

強度——指零件在載荷作用下抵抗斷裂或塑性變形的能力。強度是保證零件工作能力的最基本要求。若零件的強度不夠，不僅因為零件的失效使機械不能正常工作，還可能導(dǎo)致安全事故。強度的計算準(zhǔn)則為：σ≤[σ]MPa

或

τ≤[τ]針對斷裂或塑性變形

σH≤[σH]針對表面疲勞損壞強度計算準(zhǔn)則：1）或2）S——安全系數(shù)，S＞1—→S↑：安全，浪費材料S↓：經(jīng)濟，不安全σ—零件的工作正應(yīng)力；—零件的工作切應(yīng)力；[σ]—材料的許用正應(yīng)力；—材料的許用切應(yīng)力；—材料的極限正應(yīng)力；—材料的極限切應(yīng)力；2．剛度準(zhǔn)則——針對過大彈性變形

剛度——指零件在一定載荷作用下抵抗過大彈性變形的能力。剛度是保證機器正常工作，提高機床加工產(chǎn)品質(zhì)量的基本要求。剛度的計算準(zhǔn)則為：y≤[y]；θ≤[θ]；φ≤[φ]式中，y、θ和φ——

分別為零件工作時的撓度、偏轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角；由剛度計算所得零件剖面尺寸，一般要比強度計算的大，所以，一般滿足剛度要求的零件往往也能同時滿足強度要求。機床主軸等彈性變形過大將影響加工精度。齒輪軸的彎曲撓度過大會影響一對齒輪的正確嚙合。3．耐磨性準(zhǔn)則——針對過度磨損、膠合破壞

耐磨性—指零件在載荷作用下相對運動的兩零件接觸界的抗磨損能力。耐磨性是保證有相對運動的零件正常工作的基本要求。其驗算式為：p≤[p]—防止過度磨損pv≤[pv]—防止膠合破壞4．振動和噪聲準(zhǔn)則——針對高速機械的振動失穩(wěn)（即共振）

當(dāng)零件的固有振動頻率f等于或趨近于零件的強迫振動頻率fp時，將產(chǎn)生共振。這不僅影響機械正常工作，甚至造成破壞性事故，而振動又是產(chǎn)生噪聲的主要原因。

防止共振的條件為：f≤0．87fp

或

f≥1．18fp

式中，f—

零件的固有振動頻率，取決于零件的質(zhì)量和剛度。

fp

—

零件受激振源作用引起的強迫振動頻率。5、可靠性準(zhǔn)則可靠性是指：零件在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定工作的能力。選用原則：一、使用性能的要求用途、工作條件、物理、化學(xué)、機械工藝性能、經(jīng)濟性。零件材料選材因素：使用要求是指用所選材料做成的零件，在給定的工況條件下和預(yù)定的壽命期限內(nèi)能正常工作。4..4.3機械設(shè)計中常用材料的選擇原則二、工藝性能的要求工藝要求是指所選材料的冷、熱加工性能好，熱處理工藝性好。三、經(jīng)濟性的要求在滿足使用性能的前提下，盡量選用低價格的材料，減少材料的消耗，是零件材料選擇的主要原則。各種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能可在相關(guān)國標(biāo)、行標(biāo)和機械設(shè)計手冊中查得。為了材料供應(yīng)和生產(chǎn)管理上的方便，應(yīng)盡量縮減材料的品種。4.5機械零件的強度和剛度靜應(yīng)力作用下——過載斷裂、塑性變形二）零件強度條件式：σ≤[σ]=σlim/S

材料的極限應(yīng)力安全系數(shù)脆性材料制造的零件：σlim=σB

塑性材料制造的零件：σlim=σS

1．靜應(yīng)力作用下

零件極限應(yīng)力2．變應(yīng)力作用下零件極限應(yīng)力——σlim=σrN疲勞極限一）零件的失效形式變應(yīng)力作用下——疲勞破壞約占零件損壞事故中的80%。強度極限屈服極限3.安全系數(shù)——S的取值對零件的結(jié)構(gòu)尺寸、工作可靠性均有影響。1）靜應(yīng)力下，塑性材料的零件：S=1.2～１.5鑄鋼件：S=1.５～２.5S↑典型機械的

S

可通過查表求得。無表可查時，按以下原則?。骸慵叽绱螅Y(jié)構(gòu)笨重。S↓→可能不安全。２）靜應(yīng)力下，脆性材料，如高強度鋼或鑄鐵：

S=3～43）變應(yīng)力下，S=1.3～1.7材料不均勻，或計算不準(zhǔn)時?。篠=1.7～2.5三、靜應(yīng)力時機械零件的強度計算一）單向應(yīng)力下的塑性材料零件強度條件：或二）復(fù)合應(yīng)力時的塑性材料零件按第三或第四強度理論對彎扭復(fù)合應(yīng)力進行強度計算由第三強度理論：（最大剪應(yīng)力理論）由第四強度理論：（最大變形能理論）復(fù)合應(yīng)力計算安全系數(shù)為：三）脆性材料與低塑性材料脆性材料極限應(yīng)力：（強度極限）

塑性材料極限應(yīng)力：（屈服極限）

1、單向應(yīng)力狀態(tài)強度條件：或

或

失效形式：斷裂按第一強度條件：（最大主應(yīng)力理論）注意：低塑性材料（低溫回火的高強度鋼）

——強度計算應(yīng)計入應(yīng)力集中的影響脆性材料（鑄鐵）

——強度計算不考慮應(yīng)力集中一般工作期內(nèi)應(yīng)力變化次數(shù)<104按靜應(yīng)力強度計算2、復(fù)合應(yīng)力下工作的零件1、疲勞破壞特征：1）斷裂過程：①產(chǎn)生初始裂紋（應(yīng)力較大處）②裂紋尖端在應(yīng)力作用下，反復(fù)擴展，直至產(chǎn)生疲勞裂紋。2）斷裂面：①光滑區(qū)（疲勞發(fā)展區(qū)）②粗糙區(qū)（脆性斷裂區(qū)）3）無明顯塑性變形的脆性突然斷裂4）破壞時的應(yīng)力（疲勞極限）遠(yuǎn)小于材料的強度極限一）變應(yīng)力作用下機械零件的失效特征2、疲勞破壞的機理：損傷的累積3、影響因素：不僅與材料性能有關(guān)，變應(yīng)力的循環(huán)特征、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)、應(yīng)力幅都對疲勞極限有很大影響。四、機械零件的疲勞強度計算

描述應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N和疲勞極限σrN間關(guān)系的曲線，其橫坐標(biāo)為應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，縱坐標(biāo)為疲勞極限σrN疲勞曲線無限壽命區(qū)σrN有限壽命區(qū)N0σrN1N1σrN2N2σrNNN0σrD機械零件的疲勞大多發(fā)生在σ－N曲線D點以前，可用下式描述：二）機械零件材料的疲勞極限1、σ—

N

疲勞曲線1）有限壽命區(qū)當(dāng)N<104—低周循環(huán)，疲勞極限接近于屈服極限，按靜強度計算。2）D點以后的疲勞曲線呈一水平線，代表著無限壽命區(qū)，其方程為：

當(dāng)N>104——高周循環(huán)疲勞當(dāng)104≤N≤ND時隨循環(huán)次數(shù)↑疲勞極限↓無限壽命區(qū)σrN有限壽命區(qū)N0σrN1N1σrN2N2σrNNN0σrD

由于ND很大，所以在作疲勞試驗時，常規(guī)定一個循環(huán)次數(shù)N0(稱為循環(huán)基數(shù))，用N0及其相對應(yīng)的疲勞極限σr來近似代表ND和σr∞，于是有：有限壽命區(qū)間內(nèi)循環(huán)次數(shù)N與疲勞極限σrN的關(guān)系為：式中，σr、N0及m的值由材料試驗確定。N—應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60

n

th

ɑ每轉(zhuǎn)受載次數(shù)使用壽命（h）轉(zhuǎn)速（r/min）用疲勞曲線求疲勞極限σrN的方法：kN—壽命系數(shù)有限壽命區(qū)（N＜N0)疲勞極限:無限壽命區(qū)（N≥N0）疲勞極限：σrN=σr，

kN=1幾點說明：①N0

硬度≤350HBS鋼，N0=106~107

≥350HBS鋼，

N0=25x107有色金屬(無水平部分)，規(guī)定當(dāng)N0>25x107時,近似為無限壽命區(qū)②m—指數(shù),與應(yīng)力與材料的種類有關(guān)。鋼m=9——拉、彎應(yīng)力、剪應(yīng)力m=6——接觸應(yīng)力青銅m=9——彎曲應(yīng)力m=8——接觸應(yīng)力③應(yīng)力循環(huán)特征越大，材料的疲勞極限與持久極限越大，對零件強度越有利。對稱循環(huán)（應(yīng)力循環(huán)特征=-1）最不利

剛度是指零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。剛度對于某些彈性變形超過一定數(shù)值后，會影響機器工作質(zhì)量的零件尤為重要。4.5.2剛度式中y、φ

、θ分別為零件的撓度、扭轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角；

[y]、[φ]、[θ]分別為其對應(yīng)的許用值，其按零件的使用要求來確定。剛度條件：y≤[y]；φ≤[φ]；θ≤[θ]；4.6機械振動的穩(wěn)定性

在高速機械中，當(dāng)機械零件的固有頻率與周期性載荷的頻率（機器內(nèi)的激振源頻率）的整數(shù)倍相同或接近時，就會產(chǎn)生共振。共振時振幅急劇增大，這種現(xiàn)象稱為失去振動穩(wěn)定性。零件一但失去振動穩(wěn)定性，將喪失工作能力，甚至斷裂而釀成重大事故。

避免共振的措施：消除引起振動的根源，如改變機械零件自身的固有頻率，裝設(shè)消振器，改變外界周期性載荷的頻率或消除外界周期性載荷等。

摩擦是相對運動的物體表面間的相互阻礙作用現(xiàn)象；

磨損是由于摩擦而造成的物體表面材料的損失或轉(zhuǎn)移；

潤滑是減輕摩擦和磨損所應(yīng)采取的措施。關(guān)于摩擦、磨損與潤滑的學(xué)科構(gòu)成了摩擦學(xué)(Tribology)。摩擦學(xué)

摩擦學(xué)是研究相對運動的作用表面間的摩擦、磨損和潤滑，以及三者間相互關(guān)系的理論與應(yīng)用的一門邊緣學(xué)科。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，摩擦學(xué)的理論和應(yīng)用必將由宏觀進入微觀，由靜態(tài)進入動態(tài)，由定性進入定量，成為系統(tǒng)綜合研究的領(lǐng)域。

世界上使用的能源大約有1/3~1/2消耗于摩擦。如果能夠盡力減少無用的摩擦消耗，便可大量節(jié)省能源。另外，機械產(chǎn)品的易損零件大部分是由于磨損超過限度而報廢和更換的，如果能控制和減少磨損，則既減少設(shè)備維修次數(shù)和費用，又能節(jié)省制造零件及其所需材料的費用。

4.7摩擦、磨損和潤滑簡介摩擦1二、摩擦的分類內(nèi)摩擦：在物質(zhì)的內(nèi)部發(fā)生的阻礙分子之間相對運動的現(xiàn)象。外摩擦：在相對運動的物體表面間發(fā)生的相互阻礙作用現(xiàn)象。靜摩擦：僅有相對運動趨勢時的摩擦。動摩擦：在相對運動進行中的摩擦。滑動摩擦：物體表面間的運動形式是相對滑動。滾動摩擦：物體表面間的運動形式是相對滾動。

“機械說”產(chǎn)生摩擦的原因是表面微凸體的相互阻礙作用；

“分子說”產(chǎn)生摩擦的原因是表面材料分子間的吸力作用；一、摩擦的機理

“機械－分子說”兩種作用均有。

1785年，法國的庫侖用機械嚙合概念解釋干摩擦，提出摩擦理論。后來又有人提出分子吸引理論和靜電力學(xué)理論。1935年，英國的鮑登等人開始用材料粘附概念研究干摩擦，1950年，鮑登提出了粘附理論。摩擦2三、４種滑動摩擦狀態(tài)１.干摩擦是指表面間無任何潤滑劑或保護膜的純金屬接觸時的摩擦。２.邊界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開，其摩擦性質(zhì)取決于邊界膜和表面的吸附性能時的摩擦。４．混合摩擦是指摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)。混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系數(shù)比邊界摩擦?xí)r要小得多。３．流體摩擦是指摩擦表面被流體膜隔開，摩擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子間粘性阻力的摩擦。流體摩擦?xí)r的摩擦系數(shù)最小，且不會有磨損產(chǎn)生，是理想的摩擦狀態(tài)。邊界摩擦和混合摩擦在工程實際中很難區(qū)分，常統(tǒng)稱為不完全液體摩擦。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于摩擦學(xué)的研究已逐漸深入到微觀研究領(lǐng)域，形成了微－納米摩擦學(xué)理論，引發(fā)出許多新的概念，比如提出了超潤滑的概念等。從理論上講，超潤滑是實現(xiàn)摩擦系數(shù)為零的摩擦狀態(tài)，但在實際研究中，一般認(rèn)為摩擦系數(shù)在0.001量級（或更低）的摩擦狀態(tài)即可認(rèn)為屬于超潤滑。磨損是運動副之間的摩擦而導(dǎo)致零件表面材料的逐漸喪失或遷移。磨損會影響機器的效率，降低工作的可靠性，甚至促使機器提前報廢。磨損1在設(shè)計或使用機器時，應(yīng)該力求縮短磨合期，延長穩(wěn)定磨損期，推遲劇烈磨損的到來。為此就必須對形成磨損的機理有所了解。一個零件的磨損過程大致可分為三個階段，即：磨合階段新的零件在開始使用時一般處于這一階段，磨損率較高。穩(wěn)定磨損階段屬于零件正常工作階段，磨損率穩(wěn)定且較低。劇烈磨損階段屬于零件即將報廢的階段，磨損率急劇升高。摩擦2

對磨損的研究開展較晚，20世紀(jì)50年代提出粘著理論后，60年代在相繼研制出各種表面分析儀器的基礎(chǔ)上，磨損研究才得以迅速開展。（詳細(xì)介紹）磨損磨損2磨粒磨損也簡稱磨損，是外部進入摩擦表面的游離硬顆?；蛴驳妮喞寮馑鸬哪p。沖蝕磨損流體中所夾帶的硬質(zhì)物質(zhì)或顆粒，在流體沖擊力作用下而在摩擦表面引起的磨損。微動磨損是指摩擦副在微幅運動時，由上述各磨損機理共同形成的復(fù)合磨損。微幅運動可理解為不足以使磨粒脫離摩擦副的相對運動。粘附磨損也稱膠合，當(dāng)摩擦表面的輪廓峰在相互作用的各點處由于瞬時的溫升和壓力發(fā)生“冷焊”后，在相對運動時，材料從一個表面遷移到另一個表面，便形成粘附磨損。疲勞磨損也稱點蝕，是由于摩擦表面材料微體積在交變的摩擦力作用下，反復(fù)變形所產(chǎn)生的材料疲勞所引起的磨損。

關(guān)于磨損機理與分類的見解頗不一致，大體上可概括為：腐蝕磨損當(dāng)摩擦表面材料在環(huán)境的化學(xué)或電化學(xué)作用下引起腐蝕，在摩擦副相對運動時所產(chǎn)生的磨損即為腐蝕磨損。潤滑劑、添加劑和潤滑方法一、潤滑劑

潤滑油

潤滑脂

固體潤滑劑粘度的種類有很多，如：動力粘度、運動粘度、條件粘度等。潤滑脂的主要質(zhì)量指標(biāo)是：錐入度，反映其稠度大小。

粘度是潤滑油的主要質(zhì)量指標(biāo)，粘度值越高，油越稠，反之越??；潤滑油的牌號與運動粘度有一定的對應(yīng)關(guān)系，如：牌號為L-AN10的油在40℃時的運動粘度大約為10cSt。滴點，決定工作溫度。應(yīng)用礦物油作潤滑劑的記載最早見于西晉張華所著《博物志》，書中提到酒泉延壽和高奴有石油，并且用于“膏車及水碓甚佳”。潤滑劑、添加劑和潤滑方法工程中常用運動粘度，單位是：St(斯)或cSt(厘斯)，量綱為(m2/s)；：動植物油、礦物油、合成油。：潤滑油+稠化劑：石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯等。添加劑提高油性、極壓性延長使用壽命改善物理性能添加劑的作用油性添加劑極壓添加劑分散凈化劑消泡添加劑抗氧化添加劑降凝劑增粘劑添加劑的種類

為了提高油的品質(zhì)和性能，常在潤滑油或潤滑脂中加入一些分量雖小但對潤滑劑性能改善其巨大作用的物質(zhì)，這些物質(zhì)叫添加劑。二、添加劑潤滑方法潤滑油潤滑在工程中的應(yīng)用最普遍，常用的供油方式有：

用于低速