同济大学机械设计课件ch.ppt

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 摩擦学概述思考题 曲柄滑块机构 摩擦分类 摩擦特性曲线及磨损曲线 干摩擦/粘着磨损机理 粘着磨损 疲劳点蚀过程 润滑油对疲劳强度的影响 曲率半径对sH影响 * 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 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%。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。” 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 1 2 干摩擦 N Fm 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 v t f t f 粘着磨损机理 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 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 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 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 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 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 2 1 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。 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 F P 章 头 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