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1、第2章 摩擦学设计基础2-2 摩擦学基本理论 摩擦、磨损、润滑2-3 摩擦学研究的现状及发展趋势2-1 概述q 摩擦是相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象；q 磨损是由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移；q 润滑是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology)。摩擦学 摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。2-1 概述 本章基本要求：1.理解摩擦学的基本概念、研究的主要内容及其在机械设计中的重要性；2.了解摩擦的分类，包括干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦等不同的摩擦形式；3.了解机
2、械磨损的过程以及磨损的类型，包括粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损各自的形式及机理；4.了解润滑的主要方法及润滑油的主要性能指标。摩 擦1二、摩擦的分类内 摩 擦：在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。外 摩 擦：在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。静 摩 擦：仅有相对运动趋势时的摩擦。动 摩 擦：在相对运动进行中的摩擦。滑动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滑动。滚动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滚动。q “机械说”产生摩擦的原因是表面微凸体的相互阻碍作用；q “分子说”产生摩擦的原因是表面材料分子间的吸力作用；一、摩擦机理q “机械分子说”两种作用均有。 2-2 摩擦
3、学基本理论摩 擦摩 擦三、 种摩擦状态、干摩擦、边界摩擦 指相对运动表面间无任何润滑剂或保护膜的摩擦。 两摩擦表面间存在一层极薄的起润滑作用的膜，有的只有一两层分子厚 ，其摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。23、流体摩擦 指摩擦表面被流体膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。流体摩擦时的摩擦系数最小，且不会有磨损产生，是理想的摩擦状态。 、混合摩擦 指摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。两摩擦表面之间同时存在边界膜和较厚的油膜，也可能有个别的微凸体直接接触。 边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难区分，常统称为不完全液体摩擦。磨损是运动副之间的摩擦而导致零件表面材
4、料的逐渐丧失或迁移。磨损会影响机器的效率，降低工作的可靠性，甚至促使机器提前报废。但在机器的磨合中，适当的磨损是有益的。一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，即： 磨合阶段新的零件在开始使用时一般处于这一阶段，磨损率较高。 稳定磨损阶段属于零件正常工作阶段，磨损率稳定且较低。 剧烈磨损阶段属于零件即将报废的阶段，磨损率急剧升高。摩 擦2磨 损 四、磨损1、磨损的过程磨 F磨粒磨损也简称磨损，是外部进入摩擦表面的游离硬颗粒或硬的轮廓峰尖所引起的磨损。F冲蚀磨损流体中所夹带的硬质物质或颗粒，在流体冲击力作用下而在摩擦表面引起的磨损。F粘着磨损也称胶合，当摩擦表面的轮廓峰在相互作用的各点处由于瞬时的
5、温升和压力发生“冷焊”后，在相对运动时，材料从一个表面迁移到另一个表面，便形成粘附磨损。F疲劳磨损也称点蚀，是由于摩擦表面材料微体积在交变的摩擦力作用下，反复变形所产生的材料疲劳所引起的磨损。磨 损 关于磨损机理与分类的见解颇不一致，大体上可概括为： F腐蚀磨损当摩擦表面材料在环境的化学或电化学作用下引起腐蚀，在摩擦副相对运动时所产生的磨损即为腐蚀磨损。2、磨损的分类 损五、润滑 润滑不仅可降低摩擦、减轻磨损，而且还具有防锈、散热、减振等功用。 1、润滑剂的类型 (1)流体润滑剂，如动植物油、矿物油、合成油、水等； (2)半固体润滑剂，如润滑脂； (3)固体润滑剂，如石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯
6、等； (4)气体润滑剂，如空气、氮气、氢气等；22、润滑油的主要性能指标粘度是润滑油的主要质量指标，粘度值越高，油越稠，反之越稀；粘度的种类有很多，如：动力粘度、运动粘度、条件粘度等。润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌号为L-AN10的油在40时的运动粘度大约为10 cSt。工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)，量纲为(m2/s)；(1)粘度(2)油性油性是润滑油在金属表面的吸附能力，吸附能力越强，油性越好。(3)闪点(4)凝点润滑油在标准仪器内加热蒸发的油汽，一遇火焰能发出闪光的最低温度。润滑油冷都到完全失之流动性时的温度称润滑油的凝点。3、润滑脂的主要性能指
7、标反映其稠度大小。表示润滑脂受热后开始滴落时的温度，决定其工作温度。润滑脂：润滑油+稠化剂的膏状混合物。(1)锥入度(2)滴点添加剂提高油性、极压性延长使用寿命改善物理性能添加剂的作用油性添加剂极压添加剂分散净化剂消泡添加剂抗氧化添加剂降凝剂增粘剂添加剂的种类润滑剂、添加剂和润滑方法 为了提高油的品质和性能，常在润滑油或润滑脂中加入一些分量虽小但对润滑剂性能改善其巨大作用的物质，这些物质叫添加剂。六、添加剂 润滑方法润滑油润滑在工程中的应用最普遍，常用的供油方式有：滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等 用于低速 用于高速 油脂润滑常用于运转速度较低的场合，将润滑脂涂抹于需润滑的零件上。润滑脂还可以用于简单的密封。润滑剂、添加剂和润滑方法七、润滑方法浸油与飞溅润滑喷油润滑2-3 摩擦学研究的现状及发展趋势1、流体润滑理论2、表面结构的设计与制备3、纳米摩擦学4、超滑5、生物/人体摩擦学6 6、磁存贮摩擦学、磁存贮摩擦学如果没有摩擦 世界将会怎样
