哈尔滨工业大学：《机械设计》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 摩擦、磨损和润滑

第四章摩擦、磨损和润滑 °摩擦磨损润滑和密封失效是现代机械系统的主要 失效原因。 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) 缓冲,如宇航员座椅 自锁,如钉子等

第四章 摩擦、磨损和润滑 • 摩擦磨损润滑和密封失效是现代机械系统的主要 失效原因。 • 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） 缓冲，如宇航员座椅； 自锁，如钉子等

41摩擦与润滑状态 ·摩擦分类:外摩擦(存在于两物体表面之间) 内摩擦(流体内部产生的粘剪力) 按照两表面的润滑状况,摩擦分为: 1)干摩擦-无润滑状态 2)边界摩擦—边界润滑状态 3)流体摩擦流体润滑状态 4)混合摩擦—混合润滑状态 5)薄膜摩擦-薄膜润滑状态

4.1 摩擦与润滑状态 • 摩擦分类：外摩擦（存在于两物体表面之间） 内摩擦（流体内部产生的粘剪力） • 按照两表面的润滑状况，摩擦分为： 1）干摩擦----无润滑状态 2）边界摩擦——边界润滑状态 3）流体摩擦——流体润滑状态 4）混合摩擦——混合润滑状态 5）薄膜摩擦----薄膜润滑状态

、干摩擦 不加润滑剂时,相对运动的零件表面直接接触,这样 产生的摩擦称为干摩擦(如真空中)。 古典摩擦理论的摩擦力计算公式: fF 现在观点认为: 摩擦力的组成可表示为: (a)千岸擦 分子十上机械=C·A+ B. F

一、干摩擦 • 不加润滑剂时，相对运动的零件表面直接接触，这样 产生的摩擦称为干摩擦 (如真空中)。 F fF f n = • 现在观点认为： 摩擦力的组成可表示为： F F F A F f r n = + =  +  分子 机械   古典摩擦理论的摩擦力计算公式：

二、边界摩擦 两表面加入润滑油后,在金属 表面会形成一层边界膜,它可 能是物理吸附膜,也可能是化 学反应膜。不满足流体动压形 (b)边界摩擦 成条件,或虽有动压力,但压 力较低,油膜较薄时,在载荷 的作用下,边界膜互相接触, 横向剪切力比较弱,这种摩擦 点83 状态称为边界摩擦。 油性分子吸附在表面

二、边界摩擦 两表面加入润滑油后，在金属 表面会形成一层边界膜，它可 能是物理吸附膜，也可能是化 学反应膜。不满足流体动压形 成条件，或虽有动压力，但压 力较低，油膜较薄时，在载荷 的作用下，边界膜互相接触， 横向剪切力比较弱，这种摩擦 状态称为边界摩擦。 油性分子吸附在表面

、流体摩擦 ·当两摩擦表面被流体(液体或气体)完全隔开时, 摩擦表面不会产生金属间的直接摩擦,流体分子 层间的粘剪阻力就是摩擦力,这种摩擦称为流体 摩擦。 (c)流体摩擦

三、流体摩擦 • 当两摩擦表面被流体（液体或气体）完全隔开时， 摩擦表面不会产生金属间的直接摩擦，流体分子 层间的粘剪阻力就是摩擦力，这种摩擦称为流体 摩擦

四、混合摩擦 当动压润滑条件不具备,且边界膜遭破坏时, 就会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩擦同时存 在的现象,这种摩擦状态称为混合摩擦。 (d)混合摩擦

四、混合摩擦 • 当动压润滑条件不具备，且边界膜遭破坏时， 就会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩擦同时存 在的现象，这种摩擦状态称为混合摩擦

五、薄膜润滑状态 介于干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(Ra很小)或MEMS中 普遍存在

五、薄膜润滑状态 介于干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(Ra很小)或MEMS中 普遍存在

实现流体摩擦有下列三种方法: )流体动压润滑 楔形空间,油膜厚度最大 外荷P P分布曲线 y

• 实现流体摩擦有下列三种方法: 1)流体动压润滑 楔形空间，油膜厚度最大

2)弹性流体动压润滑 考虑了接触区弹性变形和压力对接触区润滑油粘度 的影响的动压润滑称为弹性流体动力润滑,简称为弹 流润滑 两表面的距离h称为 油膜压力分布 平均油膜厚度。接触 次压力峰 区的出口处油膜变薄, 赫益应力分本 这种现象称为“颈 缩”,此处两表面离 称为最小油膜厚度。 X 颈 2

2）弹性流体动压润滑 考虑了接触区弹性变形和压力对接触区润滑油粘度 的影响的动压润滑称为弹性流体动力润滑,简称为弹 流润滑. 两表面的距离 称为 平均油膜厚度。接触 区的出口处油膜变薄, 这种现象称为“颈 缩”,此处两表面距离 称为最小油膜厚度。 h0 hmin

3)流体静压润滑 F 用油泵将润滑油经过节流 器以所需要压力注入被润甸 隙 滑表面的油室再由油室 节流器 的封油边流回油箱。 泵 油箱

3) 流体静压润滑 • 用油泵将润滑油经过节流 器以所需要压力注入被润 滑表面的油室,再由油室 的封油边流回油箱