同济大学机械设计课件ch.ppt

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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

2、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12干摩擦NFm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界面vtftf粘

3、着磨损机理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/ssc≈0.2(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

4、度2.添加剂3.摩擦副材料：同性材料m大4.粗糙度摩擦系数m非极性油含极压添加剂油含脂肪酸油含脂肪酸和极压添加剂软化温度摩擦表面工作温度章头磨损量时间磨损过程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ⅠⅡⅢ正常磨损不正常磨损Ⅰ.跑合阶段（磨合阶段）Ⅱ.稳定磨损阶段Ⅲ.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

5、的硬质突出物在摩擦过程中引起材料脱落的现象硬质颗粒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F速度21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。P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

6、。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。油箱油泵节流器油腔油膜厚度FP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干摩擦边界摩擦混合摩擦流体摩擦物理吸附化学吸附化学反应疲劳磨损磨粒磨损粘着磨损化学磨损流体动力润滑流体静力润滑a)相对速度b)收敛油楔c)粘度d)供油要充分章头形成机理摩擦学概

7、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？vvvv3.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js摩擦分类干摩擦边界摩擦流体摩擦混合摩擦静摩擦动摩擦滑动摩擦滚动摩擦内摩擦外摩擦摩擦系数下降12干摩擦12边界摩擦21流体摩擦21混合摩擦摩擦特性曲线及磨损曲线流体摩擦混合摩擦hn/p摩擦特性曲线摩擦系数m边界摩擦载荷F磨损曲线磨损率e胶合磨损边界润滑混

8、合润滑流体润滑第一临界温度第二临界温度咬死FyFz干摩擦/粘着磨损机理界面vtf12干摩擦NFmtf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.压强c.温度、摩擦副材料300C800C1800C时间磨损量黄铜-钢锡青铜-钢巴氏合金-钢时间磨损量摩擦系数m非极性油含极压添加剂油含脂肪酸油含脂肪酸和极压添加剂软化温度摩擦表面工作温度节头疲劳点蚀过程sHsH润滑油对疲劳强度