机械设计基础第2章摩擦磨损和润滑概述.ppt

第2章 摩擦、磨损与润滑概述;摩擦——两个接触表面作相对运动或有相对运动趋势时，阻止其产生相对运动的现象；摩擦是引起能量损耗的主要原因 磨损——由于摩擦引起的摩擦能耗和导致表面材料的不断损耗或转移，即形成磨损 ； 磨损是造成零件失效和材料损耗的主要原因 润滑——是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。 ;摩擦的二重性 消极影响： 消耗能源； 破坏精度（包括磨损和爬行）； 增大噪声 积极作用： 驱动(摩擦轮、无级变速、带传动） 缓冲，如宇航员座椅； 自锁、制动，如汽车拖拉机的摩擦制动器等; 全世界工业部门使用的能源中，约有1/3～1/2最终以各种形式损耗在摩擦上。 磨损造成的损失是摩擦损失的12倍。在失效的机械零件中，大约有80?是由于各种形式的磨损所造成。 在机械设计中若能很好地运用已有的研究成果，正确处理好摩擦、磨损和润滑中的各种问题，则所取得的经济效益必将是巨大的,则既减少设备维修次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。;摩擦分类：;滑动摩擦;通常用膜厚比来估计两滑动表面的摩擦状态 ——两滑动表面间，最小公称油膜厚度； ——分别为两表面轮廓均方根偏差； ——边界摩擦 ——混合摩擦。 ——流体摩擦 ;1、干摩擦;1、摩擦理论： ; 运动副的摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开,起到一定润滑作用，但由于边界膜较薄，因此磨损不可避免。 摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能即化学性质。 边界摩擦摩擦系数f≈0.1；(膜厚比λ≤1);3、流体摩擦;摩 擦3; 介于流体摩擦和边界摩擦之间，薄膜厚度仅几纳米，在现代精密机械系统或MEMS（微机电系统）中普遍存在。;§2-2 磨损;1、磨合阶段： 表面轮廓峰的形状变化 表面材料被加工硬化;磨损分类：;1、粘附磨损　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。 ;2、磨粒磨损　也简称磨损。外部进入的硬质颗粒或摩擦表面上的硬质突出物在较软材料的表面上进行微切削（犁刨出很多沟纹时被移去的材料）的过程叫磨粒磨损 。;3、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。;4、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机械磨损。 5、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。 6、微动磨损　是指摩擦副在微幅运动时，由上述各磨损机理共同形成的复合磨损。微幅运动可理解为不足以使磨粒脱离摩擦副的相对运动。;§2-3 润滑剂、添加剂和润滑办法;润滑剂的作用是润滑、冷却、冲洗、密封、减振、卸荷、保护等。1.润滑作用? 是改善摩擦状况、减少摩擦、防止磨损，同时还能减少动力消耗。2.冷却作用? 在摩擦时产生的热量、大部分被润滑油带走，少部分热量经过传导辐射直接散发出去。3.冲洗作用? 磨损下来的碎屑可被润滑油带走，称为冲洗作用。冲洗作用的好坏对磨损影响很大，在摩擦面间形成的润滑油很薄，金属碎屑停留在摩擦面上会破坏油膜，形成干摩擦，造成磨粒磨损。4.密封作用? 压缩机的缸壁与活塞之间的密封，就是借助于润滑油的密封作用。5.减振作用? 摩擦件在油膜上运动，好像浮在“油枕”上一样，对设备的振动起一定的缓冲作用。6.卸荷作用? 由于摩擦面间有油膜存在，作用在摩擦面上的负荷就比较均匀地通过油膜分布在摩擦面上，油膜的这种作用叫卸荷作用。7.保护作用? 可以防腐和防尘，起保护作用。;二、润滑剂的性能与选择;动力粘度η（Pa.s） 运动粘度ν （cm2/s）（润滑油牌号） 条件粘度η E（oEt）; 此式称为牛顿粘性定律。式中，u为油层中任一点的速度； 比例常数η——为流体的动力粘度（常简称为粘度）。 ;粘度单位： SI（国际单位制）: N·s/m2或Pa·s。 C.G.S.（绝对单位制）：Poise，简称泊（P） 或泊的百分之一，即厘泊（cP）。 ; 在工程中，常常将流体的动力粘度?与其密度?的比值作为流体的粘度，这一粘度称为运动粘度，常用?表示。运动粘度的表达式为：;3）、条件粘度;影响润滑油粘度的主要因素 ;2、油性—— 油性是指润滑油的极性分子与金属表面吸附形成边界油膜的吸附能力。在低速、重载的情况下，一般都是边界润滑，油性就有特别重