同济大学机械设计课件ch4.ppt

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1、同济大学机械设计课件ch4 Four short words sum up what has lifted most successful Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. individuals above the crowd: a little bit more. -author -author -date-date第一节第一节摩擦学起源摩擦学起源一 机械中的摩擦学问题国家节约备注英国510,000,000 英镑国民生

2、产总值 1%美国1,600,000,000 美圆占能耗 11%日本273,000,000 美圆-西德1,000,000,000 马克-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-

3、摩擦学（Tribology）。摩擦学：“研究相互作用、相互运动表面的科学技术。”第二节摩擦摩擦一一 摩擦摩擦章 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vt f t f粘着磨损机理 m m=Fm m /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/s ssc0.2 (金属变化不大)粘着

4、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 头第四节第四节边界摩擦边界摩擦一一 定义定义二二 边界膜的形成机理边界膜的形成机理1.物理吸附膜：物理吸附膜：润滑油中的润滑油中的 极性分子与金属表面相互极性分子与金属表面相互 吸引而形成的吸附。吸引而形成的吸附。2.化学吸附膜化学吸附膜：靠油中的分：靠油中的分 子键与金属表面形成的吸子键与金属表面形成的吸 附。附。3.化学反应膜：化学反应膜：油中加入的油中加入的 硫、磷、氯等添加剂与金硫、磷、氯等添加剂与金 属表面进行的化学反应而属表面进行的化学反应而 形成的膜。形成的膜。三三 影响边界膜摩

5、擦的因素影响边界膜摩擦的因素1.温度温度2.添加剂添加剂3.摩擦副材料摩擦副材料：同性材料：同性材料m m大大4.粗糙度粗糙度摩摩擦擦系系数数m m非极性油非极性油含极压添加剂油含极压添加剂油含脂肪酸油含脂肪酸油含脂肪酸和极压添加剂含脂肪酸和极压添加剂软化温度软化温度摩擦表面工作温度摩擦表面工作温度章 头磨损量时间磨损过程第五节第五节磨损磨损一一 磨损概念磨损概念 摩擦表面的物质不断损失的现象称为磨损。二 磨损过程磨损过程正常磨损不正常磨损.跑合阶段（磨合阶段）.稳定磨损阶段.剧烈磨损阶段三三 磨损机理磨损机理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

6、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21第六节第六节流体摩擦润滑流体摩擦润滑一 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.密封二二 润滑的分类润滑的分类1.流体动力润滑 2.流体静力润滑。P三 流体动力润滑流体动力润滑1.定义定义：靠运动副的相对运动将润滑油带 入间隙，使

7、两表面分开。2.形成流体动力润滑条件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 流体静力润滑流体静力润滑1.定义：定义：靠外界油压将两表面分开。2.特点特点 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 头摩擦学概述小结摩擦学概述小结1.滑动摩擦分类滑动摩擦分类2. 滑动摩擦特性曲线：滑动摩擦特性曲线： 干干边边流体流体混合摩擦系数降低混合摩擦系数降低3.磨损过程磨损过程 跑合阶段跑合阶段稳定磨损阶段稳定磨损阶段剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段4.磨损机理磨损机理5.润滑目的润滑目的6.流体润滑类型流体润滑类型形成条件形

8、成条件干摩擦干摩擦边界摩擦边界摩擦混合摩擦混合摩擦流体摩擦流体摩擦物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附化学反应化学反应疲劳磨损疲劳磨损磨粒磨损磨粒磨损粘着磨损粘着磨损化学磨损化学磨损流体动力润滑流体动力润滑流体静力润滑流体静力润滑a)相对速度相对速度 b)收敛油楔收敛油楔 c)粘度粘度 d)供油要充分供油要充分章 头 形成机理形成机理摩擦学概述思考题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

9、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vt f12干摩擦NFm t f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润滑油对疲劳强度的影响s sH润滑油FF曲率半径对sH影响sHsH