1、緒論3 摩擦學(xué)設(shè)計(jì)基礎(chǔ),1. 摩擦 2. 磨損 3. 潤(rùn)滑 4. 潤(rùn)滑方法 5. 流體潤(rùn)滑,摩擦、磨損和潤(rùn)滑 機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科）摩擦學(xué)（二級(jí)學(xué)科） 機(jī)械零件的損壞80%是摩擦、磨損造成的。 材料學(xué)，表面處理，潤(rùn)滑理論 固體摩擦蘭州物理化學(xué)研究所 清華大學(xué)國(guó)家摩擦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,摩擦學(xué)（tribology）,1. 摩擦,在正壓力作用下，相互接觸的兩個(gè)物體受切向外力的影響，而發(fā)生的相對(duì)滑動(dòng)，或有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)，在接觸表面上產(chǎn)生的抵抗滑動(dòng)的阻力的自然現(xiàn)象,1. 摩擦是有利的（利用摩擦力工作）此時(shí)摩擦約束條件是：摩擦必須足夠大，即摩擦系數(shù)或摩擦力矩或摩擦力應(yīng)大于規(guī)定的許用值，以保證機(jī)器工作的可靠性；

2、(帶傳動(dòng)、制動(dòng)、螺紋防松) 2. 摩擦是有害的，會(huì)帶來(lái)能量損耗、工作溫度上升，還會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲；磨損（摩擦表面物質(zhì)的喪失或遷移） 此時(shí)摩擦約束條件是：摩擦系數(shù)、溫升不超過(guò)許用值，效率不低于許用值或摩擦的能耗不超過(guò)許用值等 (螺紋擰緊，嚙合傳動(dòng)傳動(dòng),軸承),摩擦具有二重性,摩擦狀態(tài),干 摩 擦,邊 界 摩 擦,液 體 摩 擦,混 合 摩 擦,干摩擦：表面間無(wú)任何潤(rùn)滑劑或保護(hù)膜的純金屬接觸時(shí)的摩擦； 邊界摩擦：表面間被極薄的潤(rùn)滑膜所隔開(kāi)，且摩擦性質(zhì)與潤(rùn)滑劑的粘度無(wú)關(guān)而取決于兩表面的特性和潤(rùn)滑油油性的摩擦； 流體摩擦：表面間的潤(rùn)滑膜把摩擦副完全隔開(kāi)，摩擦力的大小取決于流體分子內(nèi)部摩擦力的摩擦； 混

3、合摩擦：摩擦副處于干摩擦、邊界摩擦和流體摩擦混合狀態(tài)時(shí)的摩擦。,分類（狀態(tài)） 干摩擦: 直接接觸, 摩擦系數(shù):0.04-0.5 邊界摩擦: 兩表面運(yùn)動(dòng)膜: 0.05-0.3 流體摩擦: 被流體分離: 0.001-0.01 混合摩擦: 上述狀態(tài)共存,摩擦,摩擦副摩擦系數(shù),潤(rùn)滑油粘度 相對(duì)滑動(dòng)速度 表面壓強(qiáng),摩擦特性曲線,1. 表面膜的影響：用自然或人工的方法在金屬表面上形成一層很薄的膜，可以降低摩擦；2. 摩擦副材料性質(zhì)的影響：互溶性較大的金屬摩擦副，摩擦系數(shù)較大；反之，摩擦系數(shù)較小。材料的硬度對(duì)摩擦系數(shù)也有一定的影響，一般而言，硬度越高，摩擦系數(shù)越小。3. 摩擦副表面粗糙度的影響：表面粗糙度數(shù)

4、值減小，摩擦系數(shù)越低。4. 摩擦表面間潤(rùn)滑的影響：干摩擦的摩擦系數(shù)一般大于0.1；邊界摩擦、混合摩擦次之，通常約在0.010.1之間；液體摩擦的摩擦系數(shù)最小，油潤(rùn)滑時(shí)最小可達(dá)0.0010.008。,影響摩擦的主要因素,2. 磨損,磨損: 造成材料缺失或損傷. 超過(guò)正常磨損值-失效 磨損率:單位時(shí)間的磨損量 磨損過(guò)程: 跑合磨損區(qū); 穩(wěn)定磨損區(qū)； 劇烈磨損區(qū);,磨損的后果,振動(dòng) 沖擊 溫升 斷裂,磨損的類型,粘著磨損 表面疲勞磨損 磨粒磨損 腐蝕磨損,破壞機(jī)理,粘著磨損：摩擦表面的微凸體在相互作用的各點(diǎn)發(fā)生粘著作用，使材料由一表面轉(zhuǎn)移到另一表面的磨損；磨粒磨損：摩擦表面間的游離硬顆?；蛴驳奈⑼贵w

5、峰間在較軟的材料表面上犁刨出很多溝紋的微切削過(guò)程；表面疲勞磨損：摩擦表面受循環(huán)接觸應(yīng)力作用到達(dá)一定程度時(shí)，就會(huì)在零件工作表面形成疲勞裂紋，隨著裂紋的擴(kuò)展與相互連接，會(huì)造成許多微粒從零件表面上脫落下來(lái)，致使表面上出現(xiàn)許多淺坑，這種磨損過(guò)程即為疲勞磨損；腐蝕磨損：在摩擦過(guò)程中金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的磨損。,磨損有利的一面，為了降低表面粗糙度對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行磨削、研磨和拋光等精加工以及刀具的刃磨等，均利用了磨損的原理； 磨損有害的一面，會(huì)降低機(jī)器的精度和可靠性，從而使其使用壽命縮短，重要的零件磨損失效，會(huì)造成停工停產(chǎn)，并可引起突然事故。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量延長(zhǎng)穩(wěn)定磨損階段，避免出現(xiàn)劇烈磨損。在

6、機(jī)械設(shè)計(jì)中，控制磨損(磨損約束)的實(shí)質(zhì)，主要是控制摩擦表面的壓強(qiáng)(或接觸應(yīng)力)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度等不超過(guò)許用值。,減少磨損的措施 1. 正確選用材料2. 進(jìn)行有效的潤(rùn)滑3. 采用適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?4. 改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高加工和裝配精度5. 正確的使用、維修與保養(yǎng),3. 潤(rùn)滑,作用降低摩擦，減輕磨損，保護(hù)零件不遭銹蝕，循環(huán)潤(rùn)滑時(shí)散熱降溫。 液體的不可壓縮性，使?jié)櫥湍ぞ哂芯彌_、吸振功能。 潤(rùn)滑脂，可防止?jié)櫥瑒┩庑?，外部雜志侵入，起密封作用。 提高機(jī)器效率，減小能量損失，降低材料消耗，保證機(jī)器工作的可靠性,分類: 流體、氣體、半固體、固體,油 水,空氣 氮?dú)?脂 黃油,石墨 二流化鉬 聚四氟乙烯,潤(rùn)滑劑的性能指標(biāo),粘度(動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度) 凝點(diǎn) 閃點(diǎn) 燃點(diǎn) 油性 滴點(diǎn) 錐入度,選用,高速輕載粘度低 低速重載極壓、油性添加劑 沖擊粘度高，吸附性好 P30 表0-3 表0-4 表0-5 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),4. 潤(rùn)滑方法,油潤(rùn)滑 滴油潤(rùn)滑，油環(huán)潤(rùn)滑，飛濺潤(rùn)滑，壓力循環(huán)潤(rùn)滑，油霧潤(rùn)滑， 脂潤(rùn)滑 旋蓋式油脂杯，油槍,5. 流體潤(rùn)滑,流體動(dòng)壓潤(rùn)滑 彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑 流體靜壓潤(rùn)滑 動(dòng)靜壓混合潤(rùn)滑,速度梯度,牛頓粘性定律,