工程摩讲义擦学基础绪论
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工程力学—(II)摩擦课件
航空航天工程中的摩擦
飞机起落架的摩擦
在航空航天工程中，飞机起落架的摩擦对于飞机的安全着陆和滑行至关重要。起落架材料的选取和表面处理需要 考虑摩擦特性和耐磨损性能。
空间环境中的摩擦
在空间环境中，由于真空和微重力条件，物体之间的摩擦和粘附现象与地面不同。了解空间环境中的摩擦特性有 助于解决空间机械系统的设计问题。
监控与检测
通过实时监测和检测摩擦状态，及时发现异常并 采取相应措施，确保安全和稳定运行。
3
材料选择与质量控制
根据应用需求选择合适的材料，并确保材料质量 和加工精度，以实现稳定的摩擦性能。
06
工程实例解析
机械零件中的摩擦问题解析
总结词
机械零件中的摩擦问题解析
详细描述
机械零件在运转过程中，由于接触表面的粗糙度、润滑条件、载荷和速度等因素的影响 ，会产生摩擦力。摩擦力不仅会导致能量的损失，还会引起机械零件的磨损和疲劳，影 响机械设备的性能和使用寿命。因此，对机械零件中的摩擦问题进行分析和解决，是提
摩擦的分类
01
02
03
干摩擦
无润滑剂的摩擦，如金属 之间的摩擦。
流体摩擦
在流体介质中运动的物体 表面之间的摩擦，如滑轮 在空气中转动。
边界摩擦
两个接触表面之间存在一 层极薄的润滑油膜，如轴 承中的摩擦。
静摩擦与动摩擦
静摩擦
当外力作用在静止的物体上，试图使 其开始运动时所受到的摩擦力。
动摩擦
当两个相对运动的物体之间所受到的 摩擦力，与外力无关，只与正压力和 摩擦系数有关。
工程力学—(ii)摩擦课件
目录
• 摩擦的基本概念 • 摩擦的力学原理 • 摩擦在工程中的应用 • 摩擦的实验研究 • 摩擦的优化与控制 • 工程实例解析
摩擦学基础知识ppt课件
2．分子吸引理论 1929年Tomlinson及1936年Hardy先后提出，
当一种材料的原子从它们的配合表面上的吸力 范围内被拉出时，要消耗一定能量，构成了摩 擦力。后来的研究认为，摩擦是由于分子运动 键的断裂过程所引起．在这个过程中。由于表 面及次表面分子周期性地拉伸、破裂及松弛， 导致能量的消耗。
第二定律：摩擦系数与两接触体之间的表观接触 面积无关。
第三定律：摩擦系数与滑动速度无关。
18
摩擦学基础知识
这些基本定律经历了许多年，一直到近代没 有重大修改，因而理应承认它们是能够成立的。 但是根据后来的研究，发现这些定律在很多情况ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ下是不正确的。
例如第二定律（摩擦系数与两接触体之间的 表观接触面积无关）。仅对有一定屈服点的材料 (如金属)才能成立，它不适用于弹性及粘弹性材 料。第三定律（摩擦系数与滑动速度无关），则 完全不适用于任何材料。
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摩擦学基础知识
分子力都垂直于表面．在表面发生切向位移时 不会作功。但由于发生了粘着，切向位移会引起材 料的变形，要消耗一定能量，即必须施加较大的切 向力，才能造成位移。因此，摩擦力F决定于分子的 和机械的作用：
F = a·Ar + b·P
式中 ：a 为摩擦力分子作用分量的平均强度， Ar 为实际接触面积， b 为反映摩擦力机械作用分量的系数， P 为载荷。
实验证明 uhex<ufcc<ubcc 2．晶体的各向异性 同一种金属，在不同的晶面和晶向会表现出不同的 摩擦系数，如在真空中钨对钨的摩擦系数在(110)面为 1.33，在(210)面为1.90，在(100)面为3.00。
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摩擦学基础知识
3．晶粒度 晶粒越细，摩擦系数越低，这可能与晶粒度对材 料硬度的影响有关。随硬度提高，摩擦系数下降。 4．层错能 层错能决定了材料位错交滑移的难易程度。层错 能越高，交滑移和攀移越容易进行，摩擦系数越低。 5．弹性模量 它是拉伸金属内部结构所需应力的度量。原子之 间结合力越强，弹性模量越大，摩擦系数也就越低。
当一种材料的原子从它们的配合表面上的吸力 范围内被拉出时，要消耗一定能量，构成了摩 擦力。后来的研究认为，摩擦是由于分子运动 键的断裂过程所引起．在这个过程中。由于表 面及次表面分子周期性地拉伸、破裂及松弛， 导致能量的消耗。
第二定律：摩擦系数与两接触体之间的表观接触 面积无关。
第三定律：摩擦系数与滑动速度无关。
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摩擦学基础知识
这些基本定律经历了许多年，一直到近代没 有重大修改，因而理应承认它们是能够成立的。 但是根据后来的研究，发现这些定律在很多情况ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ下是不正确的。
例如第二定律（摩擦系数与两接触体之间的 表观接触面积无关）。仅对有一定屈服点的材料 (如金属)才能成立，它不适用于弹性及粘弹性材 料。第三定律（摩擦系数与滑动速度无关），则 完全不适用于任何材料。
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摩擦学基础知识
分子力都垂直于表面．在表面发生切向位移时 不会作功。但由于发生了粘着，切向位移会引起材 料的变形，要消耗一定能量，即必须施加较大的切 向力，才能造成位移。因此，摩擦力F决定于分子的 和机械的作用：
F = a·Ar + b·P
式中 ：a 为摩擦力分子作用分量的平均强度， Ar 为实际接触面积， b 为反映摩擦力机械作用分量的系数， P 为载荷。
实验证明 uhex<ufcc<ubcc 2．晶体的各向异性 同一种金属，在不同的晶面和晶向会表现出不同的 摩擦系数，如在真空中钨对钨的摩擦系数在(110)面为 1.33，在(210)面为1.90，在(100)面为3.00。
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摩擦学基础知识
3．晶粒度 晶粒越细，摩擦系数越低，这可能与晶粒度对材 料硬度的影响有关。随硬度提高，摩擦系数下降。 4．层错能 层错能决定了材料位错交滑移的难易程度。层错 能越高，交滑移和攀移越容易进行，摩擦系数越低。 5．弹性模量 它是拉伸金属内部结构所需应力的度量。原子之 间结合力越强，弹性模量越大，摩擦系数也就越低。
工程摩擦学2
2.1.3 确定表面形貌的方法
1．光切法 光切法是利用显微镜观察表面粗糙度和相接触表面结构模型的方法. 2．干涉法 利用测量干涉条纹的弯曲量及两相邻干涉条纹之间的距离。即 可算出相应峰、谷高度差。
2012-12-7
2. Surface Property and Contiguity
2.1.3 确定表面形貌的方法
2．波纹度
波纹度是零件已加工表面周期性重复出现的几何形状误差， 通常用波距和波高表示，其数值与加工方法有关。 波纹度主要 是加工时机床-工件-刀具系统低频振动和机床传动件的缺陷周 期复印在已加工表面上的结果，与正弦曲线比较接近，是一种 表面宏观粗糙度，它影响配合零件的实际接触面积，导致真实 接触表面压强增加，加快磨损。
2012-12-7
2. Surface Property and Contiguity
2.2.2 表面的物理吸附和化学吸附
2)化学吸附在固体表面 与吸附物质之间发生电 子交换，形成化学键， 因此比物理吸附牢固。 氧化膜的分子结构与表 面温度和含氧量等亩关， 可形成各种氧化物。在 一般的工作温度下，从 基体内层向外，各层的 氧化物不同。铁的氧化 膜结构．依次为Fe2O3Fe3O4-FeO-Fe.
2012-12-7
2. Surface Property and Contiguity
2.3.3 接触面积的计算
3)微凸体高度随机分布时与光滑平面的接触
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2. Surface Property and Contiguity
2.3.3 接触面积的计算
4)接触性质的判断——塑性指数 弹性变形和塑性变形的转变点可用塑性指数来衡量:
2.3.3 接触面积的计算
2)简单粗糙表面接触 (1)弹性接触
第二章 摩擦学概论(共84张PPT)
擦。
❖ 自旋摩擦：两接触物体环绕其接触点处的公法线相对旋 转时的摩擦。
3. 按外表润滑状态分类：
干摩擦：两外表之间即无润滑剂又无湿气的摩擦。 边界摩擦：边界膜隔开相对运动外表时的摩擦。 流体摩擦：以流体层隔开相对运动外表时的摩擦，即由流体的粘性
阻力或流变阻力引起的摩擦。
混合摩擦：半干摩擦和半流体摩擦的统称。
第二章 摩擦学概论
第一节 物体外表的性质 任何摩擦外表都是由许多不同形态的微凸峰和凹谷组成 。外表几何特性对于混合润滑和干摩擦状态下的摩擦磨损和 润滑起着决定性影响，因此，了解和研究外表形貌及其参数 是十分有必要的。 一、物体的外表
物体的外表总是凹凸不平的。外表粗糙度是表示外表凹凸 不平的程度，外表愈粗糙，实际接触面积愈小，单位面积压力愈 大，要求油膜厚度愈大。反之．粗糙度愈小，实际接触面积愈大 ，单位面积压力愈小，要求油膜厚度也就可以小一些。
〔7〕如果硬外表不是静止的，而是相对于静外表运动的 ，那么硬外表将始终是粗糙的，后两个阶段不可能实 现。
五、影响摩擦的因素
1．润滑条件
在不同的润滑条件下，摩擦因数差异很大，如洁净无润滑 的外表摩擦因数为0.3～0.5；而在液体动压润滑的外表上摩擦 因数为0.001～0.01。
2．外表氧化膜
在一般情况下，由于外表氧化膜的塑性和机械强度比金属 材料差，在摩擦过程中，膜先被破坏，金属外表不易发生粘着 ，使摩擦因数降低，磨损减少。纯洁金属材料的摩擦副不存在 外表氧化膜，摩擦因数都较高。在摩擦外表上涂上铟、镉、铅 等软金属，能有效地降低摩性，其 接触也同样具有离散性。
〔2〕实际接触点是由塑性变形和弹性 变形共同作用的结果。
〔3〕实际接触面积随载荷的增大而 增大，接触点处的平均面积几乎保 持不变。
❖ 自旋摩擦：两接触物体环绕其接触点处的公法线相对旋 转时的摩擦。
3. 按外表润滑状态分类：
干摩擦：两外表之间即无润滑剂又无湿气的摩擦。 边界摩擦：边界膜隔开相对运动外表时的摩擦。 流体摩擦：以流体层隔开相对运动外表时的摩擦，即由流体的粘性
阻力或流变阻力引起的摩擦。
混合摩擦：半干摩擦和半流体摩擦的统称。
第二章 摩擦学概论
第一节 物体外表的性质 任何摩擦外表都是由许多不同形态的微凸峰和凹谷组成 。外表几何特性对于混合润滑和干摩擦状态下的摩擦磨损和 润滑起着决定性影响，因此，了解和研究外表形貌及其参数 是十分有必要的。 一、物体的外表
物体的外表总是凹凸不平的。外表粗糙度是表示外表凹凸 不平的程度，外表愈粗糙，实际接触面积愈小，单位面积压力愈 大，要求油膜厚度愈大。反之．粗糙度愈小，实际接触面积愈大 ，单位面积压力愈小，要求油膜厚度也就可以小一些。
〔7〕如果硬外表不是静止的，而是相对于静外表运动的 ，那么硬外表将始终是粗糙的，后两个阶段不可能实 现。
五、影响摩擦的因素
1．润滑条件
在不同的润滑条件下，摩擦因数差异很大，如洁净无润滑 的外表摩擦因数为0.3～0.5；而在液体动压润滑的外表上摩擦 因数为0.001～0.01。
2．外表氧化膜
在一般情况下，由于外表氧化膜的塑性和机械强度比金属 材料差，在摩擦过程中，膜先被破坏，金属外表不易发生粘着 ，使摩擦因数降低，磨损减少。纯洁金属材料的摩擦副不存在 外表氧化膜，摩擦因数都较高。在摩擦外表上涂上铟、镉、铅 等软金属，能有效地降低摩性，其 接触也同样具有离散性。
〔2〕实际接触点是由塑性变形和弹性 变形共同作用的结果。
〔3〕实际接触面积随载荷的增大而 增大，接触点处的平均面积几乎保 持不变。
最新摩擦学原理(高教版)知识点整理
绪论1、摩擦学定义：是关于相对运动的相互作用表面的科学技术，包括摩擦、润滑、磨损和冲蚀。
2、摩擦学研究内容主要包括：摩擦、磨损、润滑以及表面工程技术。
3、摩擦：是抵抗两物体接触表面在外力作用下发生切向相对运动的现象。
4、磨损：着重研究与分析材料和机件在不同工况下的磨损机理、发生规律和磨损特性。
5、润滑：研究内容包括流体动力润滑、静力润滑、边界润滑、弹性流体动力润滑等在内的各种润滑理论及其在实践中的应用。
6、表面工程技术：将表面与摩擦学有机结合起来，解决机器零部件的减摩、耐磨，延长使用寿命的问题。
第一章1、表面形貌：微观粗糙度、宏观粗糙度（即波纹度）和宏观几何形状偏差。
2、表面参数：（1）算术平均偏差Ra是在一个取样长度lr内纵坐标值Z（x）绝对值的算术平均值。
（2）轮廓的最大高度Rz是在一个取样长度lr内最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和的高度。
（3）均方根偏差Rq是在一个取样长度lr内纵坐标值Z（x）的均方根值。
3、对于液体，表层中全部分子所具有的额外势能的总和，叫做表面能。
表面能越高，越易粘着。
4、物理吸附：当气体或液体与固体表面接触时，由于分子或原子相互吸引的作用力而产生的吸附叫做物理吸附，是靠范德华力维系的，温度越高，吸附量越小。
物理吸附薄膜形成的特点是吸附和解吸附具有可逆性，无选择性。
5、化学吸附：极性分子与金属表面的电子发生交换形成化学键吸附在金属表面上，且极性分子呈定向排列。
化学吸附的吸附能较高，比物理吸附稳定，且是不完全可逆的，具有选择性。
6、粘附：是指两个发生接触的表面之间的吸引。
7、影响粘附的因素：①润湿性，②粘附功，③界面张力，④亲和力。
8、金属表面的实际结构：（1）外表层：①污染层，②吸附气体层，③氧化层；（2）内表层：①加工硬化层，②金属基体。
第二章1、固体表面的接触分类：（1）点接触和面接触。
（2）①弹性接触（赫兹接触），②塑性接触，③弹塑性接触，④粘弹性接触。
2、名义接触面积：是两接触固体几何（宏观）界面的边界所确定的面积。
工程摩擦学基础-绪论解读
9
史前期（石器时代，公元前3500年以前）
摩擦学元件主要是石头、木头 上的凹洞。人类知道了运动间的阻 碍作用，会利用木头进行摩擦生火。 沥青被用于减小运动物体间的尖叫 声。
10
早期文明（公元前3500年以后）
比较典型的是出现了一些类似轴承 的元器件，明确知道使用“润滑剂” 可以减小摩擦，部分马车车轴上使 用了羊油和牛油。
35
●英国：1965年以英国Jost博士为首的调查 组认为，英国只要充分地运用现有的摩擦学 知识。十年内每年可节约5.12亿英磅；1974 年测算，每年经济效益达87230万英镑。
●美国：ASME/STLE 1977年发表《通过摩 擦学以节约能源的战略》指出，美国公路运 输、发电工业、汽轮机和机械工业的能源节 约潜力为国家总能耗的11%，相当于每年可 节约160亿美元。此外，美国每年耗用机械 设备维修保养费用1200亿美元，其中一半可 以由搞好润滑节约下来。
16
古希腊与古罗马时代
（公元前900—公元400）
主要以发展滑动轴承、齿轮为特征，也开 始设计滚动轴承。在润滑剂方面开始从原油 中分离出比沥青轻的组分并加以应用，如在 水泵上安装活塞时，在活塞上涂敷薄油膜使 安装过程更容易。另外也记载了一些常用的 动植物油润滑剂。对摩擦磨损理论方面有了 一定的认识，如知道采用合适的材料配对可 使摩擦磨损减小。
21
雷纳德·达·芬奇（60岁时的自画像，1512
年）
22
在润滑剂方面，仍以动植物 油为主导。在摩擦磨损理论方 面，达·芬奇发现摩擦力与负荷 之间有一定关系，并提出了固 体干摩擦的摩擦定律：
摩擦力与负荷成正比
摩擦力与名义接触面积无关
摩擦力与滑动速度无关
23
根据上述结论，达·芬奇提出减 少摩擦的可能途径：
史前期（石器时代，公元前3500年以前）
摩擦学元件主要是石头、木头 上的凹洞。人类知道了运动间的阻 碍作用，会利用木头进行摩擦生火。 沥青被用于减小运动物体间的尖叫 声。
10
早期文明（公元前3500年以后）
比较典型的是出现了一些类似轴承 的元器件，明确知道使用“润滑剂” 可以减小摩擦，部分马车车轴上使 用了羊油和牛油。
35
●英国：1965年以英国Jost博士为首的调查 组认为，英国只要充分地运用现有的摩擦学 知识。十年内每年可节约5.12亿英磅；1974 年测算，每年经济效益达87230万英镑。
●美国：ASME/STLE 1977年发表《通过摩 擦学以节约能源的战略》指出，美国公路运 输、发电工业、汽轮机和机械工业的能源节 约潜力为国家总能耗的11%，相当于每年可 节约160亿美元。此外，美国每年耗用机械 设备维修保养费用1200亿美元，其中一半可 以由搞好润滑节约下来。
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古希腊与古罗马时代
（公元前900—公元400）
主要以发展滑动轴承、齿轮为特征，也开 始设计滚动轴承。在润滑剂方面开始从原油 中分离出比沥青轻的组分并加以应用，如在 水泵上安装活塞时，在活塞上涂敷薄油膜使 安装过程更容易。另外也记载了一些常用的 动植物油润滑剂。对摩擦磨损理论方面有了 一定的认识，如知道采用合适的材料配对可 使摩擦磨损减小。
21
雷纳德·达·芬奇（60岁时的自画像，1512
年）
22
在润滑剂方面，仍以动植物 油为主导。在摩擦磨损理论方 面，达·芬奇发现摩擦力与负荷 之间有一定关系，并提出了固 体干摩擦的摩擦定律：
摩擦力与负荷成正比
摩擦力与名义接触面积无关
摩擦力与滑动速度无关
23
根据上述结论，达·芬奇提出减 少摩擦的可能途径：
第一章1.绪论及基本知识模板上课讲义
三、字体（摘自GB/T 14691－1993）
1. 技术图样及有关技术文件中字体的基本要求
(1) 书写字体要求： 字体端正、笔划清楚、排列整齐、间隔均匀。
(2) 字体高度 (用h 表示) : 字体的高度又称为字体的号数。
例如：5号字其字高为5mm 字体高度的公称系列为：1.8mm、 2.5mm、3.5mm 、5mm、7mm、10mm、14mm 、 20mm 八种，此数 系的公比为
1. 技术图样及有关技术文件中字体的基本要求
(4) 字母和数字: 可写成斜体和直体。斜体字字头向右倾斜， 与水平线成75° 。
数字：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 75°
字母： 一般都用斜体，但在下列场合则应采用直体。
① 计量单位符号：如A(安培)、N(牛顿)、m(米)。 ② 单位词头：如K(103，千)、m (10-3，毫)、M (103，兆)。 ③ 化学符号：如C(碳)、N(氮)、Fe(铁)、H2So4(硫酸)。 ④ 数学符号：如sin、cos、Lim、Ln。
波音787
供应商们各自按照波音下发 的统一规格生产零件，再将 各自完成的部分经由令人眼 花缭乱的物流渠道中转
有了计算机绘图， 仪器绘图或徒手绘图还有必要吗？
有了计算器了，小学生还要不要学习四 则运算呢？
有了Word输入了，我们还要不要学写 字呢？
工程图学
工程技术基础课，是研究工程与产品信息表达 、交流与传递的学问。
为了利用预先印刷好图框和标题栏的图纸，允许将图纸逆时针 旋转 90°，标题栏位于图框右上角，此时应在图框下边的中间位置 画一个方向符号—— 细实线的等边三角形。
一、图纸幅面和格式（摘自GB/T 14689－2008）
2. 标题栏及其方位