同濟(jì)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課件ch.ppt

第四章 摩擦、磨損、潤(rùn)滑（摩擦學(xué)）概述,第一節(jié) 摩擦學(xué)起源 第二節(jié) 摩擦 第三節(jié) 干摩擦 第四節(jié) 邊界摩擦 第五節(jié) 磨損 第六節(jié) 流體摩擦潤(rùn)滑 摩擦學(xué)概述小結(jié) 思考題,篇 頭,第一節(jié)摩擦學(xué)起源,一 機(jī)械中的摩擦學(xué)問(wèn)題,章 頭,二 摩擦學(xué)的發(fā)展 摩擦、磨損、潤(rùn)滑是一種古老的技術(shù)，但一直未成為一種獨(dú)立的學(xué)科。1964年英國(guó)以喬斯特為首的一個(gè)小組，受英國(guó)科研與教育部的委托，調(diào)查了潤(rùn)滑方面的科研與教育狀況及工業(yè)在這方面的需求。于1966年提出了一項(xiàng)調(diào)查報(bào)告。這項(xiàng)報(bào)告提到，通過(guò)充分運(yùn)用摩擦學(xué)的原理與知識(shí)，就可以使英國(guó)工業(yè)每年節(jié)約510,000,000英鎊，相當(dāng)于英國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值的1%。這項(xiàng)報(bào)告引起了英國(guó)政府和工業(yè)部門的重視，同年英國(guó)開始將摩擦、磨損、潤(rùn)滑及有關(guān)的科學(xué)技術(shù)歸并為一門新學(xué)科-摩擦學(xué)（Tribology）。 摩擦學(xué)：“研究相互作用、相互運(yùn)動(dòng)表面的科學(xué)技術(shù)?！?第二節(jié)摩擦,一 摩擦,章 頭,在外力作用下，一物體相對(duì)于另一物體運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨 勢(shì)時(shí)，在接觸表面上所產(chǎn)生的切向阻力叫摩擦力，這一現(xiàn)象 叫摩擦。,二 摩擦分類,三 摩擦特性曲線及磨損曲線,第三節(jié)干摩擦,一 定義,摩擦表面無(wú)任何潤(rùn)滑劑 的摩擦，工程上指無(wú)明顯任 何現(xiàn)象的摩擦。,二 干摩擦機(jī)理,三 摩擦系數(shù),四 降低摩擦系數(shù)方法,m=Fm /N,實(shí)際接觸面積：Ar=N/ssc,剪切力（摩擦力）：Fm=ArtB,摩擦系數(shù)：m=Fm/N=tB/ssc0.2 (金屬變化不大),粘著理論,鍍軟金屬層 在金屬基體上涂敷一層極薄的軟金屬，此時(shí)ssc仍取決于基體材料，而tB則取決于軟金屬。,章 頭,第四節(jié)邊界摩擦,一 定義,二 邊界膜的形成機(jī)理,1.物理吸附膜：潤(rùn)滑油中的 極性分子與金屬表面相互 吸引而形成的吸附。,2.化學(xué)吸附膜：靠油中的分 子鍵與金屬表面形成的吸 附。,3.化學(xué)反應(yīng)膜：油中加入的 硫、磷、氯等添加劑與金 屬表面進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)而 形成的膜。,三 影響邊界膜摩擦的因素,1.溫度,2.添加劑,3.摩擦副材料：同性材料m大,4.粗糙度,章 頭,第五節(jié)磨損,一 磨損概念,摩擦表面的物質(zhì)不斷損 失的現(xiàn)象稱為磨損。,二 磨損過(guò)程,.跑合階段（磨合階段）,.穩(wěn)定磨損階段,.劇烈磨損階段,三 磨損機(jī)理,1.粘著磨損.,2.表面疲勞磨損,1)定義,2)影響因素,a.表面粗糙度-影響初始裂紋,b.潤(rùn)滑油粘度,c.表面硬度。例：輪齒表面,d.曲率半徑,3.磨粒磨損（50%磨損屬于磨粒磨損）,1)定義：硬質(zhì)顆?；虮砻娴挠操|(zhì)突出 物在摩擦過(guò)程中引起材料脫落的現(xiàn)象,2)影響因素：,a.摩擦副硬度,b.磨粒大小與硬度,4.腐蝕磨損：,在摩擦過(guò)程中，摩 擦副表面與周圍介質(zhì)發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng).,章 頭,第六節(jié)流體摩擦潤(rùn)滑,一 潤(rùn)滑的作用,1.減摩-降低能耗。,2.減磨-延長(zhǎng)機(jī)器壽命。,3.降溫-防卡死、提高運(yùn)行精度。,4.吸振-減小動(dòng)載荷。,5.密封,二 潤(rùn)滑的分類,1.流體動(dòng)力潤(rùn)滑 2.流體靜力潤(rùn)滑。,三 流體動(dòng)力潤(rùn)滑,1.定義：靠運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將潤(rùn)滑油帶 入間隙，使兩表面分開。,2.形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑條件：,1)有收斂油楔。,2)有足夠大的相對(duì)速度。,3)潤(rùn)滑油有一定的粘度。,四 流體靜力潤(rùn)滑,1.定義：靠外界油壓將兩表面分開。,2.特點(diǎn) 1)運(yùn)行精度高、能保證流體摩擦。,2)成本高。,章 頭,摩擦學(xué)概述小結(jié),1.滑動(dòng)摩擦分類,2. 滑動(dòng)摩擦特性曲線：,干邊流體混合摩擦系數(shù)降低,3.磨損過(guò)程,跑合階段穩(wěn)定磨損階段劇烈磨損階段,4.磨損機(jī)理,5.潤(rùn)滑目的,6.流體潤(rùn)滑類型,形成條件,章 頭,形成機(jī)理,摩擦學(xué)概述思考題,1.流體摩擦潤(rùn)滑分哪幾類？流體動(dòng)力潤(rùn)滑的形成條件？,3.常見的磨損機(jī)理有哪些？,章 頭,2.下列情況能否形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑？,4.磨損過(guò)程分哪些階段？什么叫跑合(磨合)？,5.滑動(dòng)摩擦分哪幾種？,6.邊界膜形成機(jī)理是什么？摩擦系數(shù)有何關(guān)系？,曲柄滑塊機(jī)構(gòu),摩 擦 分 類,摩擦特性曲線及磨損曲線,干摩擦/粘著磨損機(jī)理,粘著磨損,1)定義：材料由一表面 轉(zhuǎn)移到另一表面。,2)影響因素,a. 潤(rùn)滑油性質(zhì),b.壓強(qiáng),c.溫度、摩擦副材料,節(jié) 頭,疲勞點(diǎn)蝕過(guò)程,sH,sH,潤(rùn)滑油對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響,曲率半徑對(duì)sH影響,