同濟大學機械設(shè)計課件ch.ppt

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第四章 摩擦、磨損、潤滑（摩擦學）概述,第一節(jié) 摩擦學起源 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) 流體摩擦潤滑 摩擦學概述小結(jié) 思考題,,篇 頭,,第一節(jié)摩擦學起源,一 機械中的摩擦學問題,,章 頭,,二 摩擦學的發(fā)展 摩擦、磨損、潤滑是一種古老的技術(shù)，但一直未成為一種獨立的學科。1964年英國以喬斯特為首的一個小組，受英國科研與教育部的委托，調(diào)查了潤滑方面的科研與教育狀況及工業(yè)在這方面的需求。于1966年提出了一項調(diào)查報告。這項報告提到，通過充分運用摩擦學的原理與知識，就可以使英國工業(yè)每年節(jié)約510,000,000英鎊，相當于英國國民生產(chǎn)總值的1%。這項報告引起了英國政府和工業(yè)部門的重視，同年英國開始將摩擦、磨損、潤滑及有關(guān)的科學技術(shù)歸并為一門新學科--摩擦學（Tribology）。 摩擦學：“研究相互作用、相互運動表面的科學技術(shù)。”,第二節(jié)摩擦,一 摩擦,,章 頭,,在外力作用下，一物體相對于另一物體運動或有運動趨 勢時，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,摩擦表面無任何潤滑劑 的摩擦，工程上指無明顯任 何現(xiàn)象的摩擦。,二 干摩擦機理,三 摩擦系數(shù),四 降低摩擦系數(shù)方法,m=Fm /N,實際接觸面積：Ar=N/ssc,剪切力（摩擦力）：Fm=ArtB,摩擦系數(shù)：m=Fm/N=tB/ssc≈0.2 (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 邊界膜的形成機理,1.物理吸附膜：潤滑油中的 極性分子與金屬表面相互 吸引而形成的吸附。,2.化學吸附膜：靠油中的分 子鍵與金屬表面形成的吸 附。,3.化學反應(yīng)膜：油中加入的 硫、磷、氯等添加劑與金 屬表面進行的化學反應(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 磨損過程,Ⅰ.跑合階段（磨合階段）,Ⅱ.穩(wěn)定磨損階段,Ⅲ.劇烈磨損階段,三 磨損機理,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：,在摩擦過程中，摩 擦副表面與周圍介質(zhì)發(fā) 生化學反應(yīng)或電化學反應(yīng).,,章 頭,,第六節(jié)流體摩擦潤滑,一 潤滑的作用,1.減摩--降低能耗。,2.減磨--延長機器壽命。,3.降溫--防卡死、提高運行精度。,4.吸振--減小動載荷。,5.密封,二 潤滑的分類,1.流體動力潤滑 2.流體靜力潤滑。,三 流體動力潤滑,1.定義：靠運動副的相對運動將潤滑油帶 入間隙，使兩表面分開。,,2.形成流體動力潤滑條件：,1)有收斂油楔。,2)有足夠大的相對速度。,3)潤滑油有一定的粘度。,四 流體靜力潤滑,1.定義：靠外界油壓將兩表面分開。,2.特點 1)運行精度高、能保證流體摩擦。,2)成本高。,,章 頭,,摩擦學概述小結(jié),,1.滑動摩擦分類,2. 滑動摩擦特性曲線：,干?邊?流體?混合摩擦系數(shù)降低,3.磨損過程,跑合階段?穩(wěn)定磨損階段?劇烈磨損階段,4.磨損機理,5.潤滑目的,6.流體潤滑類型,形成條件,,章 頭,,形成機理,摩擦學概述思考題,1.流體摩擦潤滑分哪幾類？流體動力潤滑的形成條件？,3.常見的磨損機理有哪些？,,章 頭,,2.下列情況能否形成流體動力潤滑？,4.磨損過程分哪些階段？什么叫跑合(磨合)？,5.滑動摩擦分哪幾種？,6.邊界膜形成機理是什么？摩擦系數(shù)有何關(guān)系？,曲柄滑塊機構(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. 潤滑油性質(zhì),b.壓強,c.溫度、摩擦副材料,,,節(jié) 頭,,疲勞點蝕過程,,,sH,sH,,,,,,,,,,,,,,,,,,,潤滑油對疲勞強度的影響,,,曲率半徑對sH影響,,,