摩擦学(简单)
摩擦学知识点总结
摩擦学知识点总结摩擦是指两个表面之间的相对运动受到的阻力。
摩擦学是研究摩擦现象的科学，涉及到力学、材料学、表面科学、润滑学等多个学科的知识。
摩擦学的研究对于工程和日常生活都有着重要的意义。
本文将就摩擦学的一些重要知识点进行总结，包括摩擦力的产生机制、摩擦系数、摩擦的影响因素、摩擦的应用以及摩擦的减小等内容。
一、摩擦力的产生机制摩擦力的产生是由于两个表面之间的微观不平整的凸起和凹陷之间发生了相互作用。
当两个表面接触时，由于其不光滑的表面，导致表面之间存在着局部的微小接触点。
在这些接触点处，由于原子和分子之间的相互吸引力和斥力，产生了摩擦力。
这种微观不平整的表面结构导致了摩擦力的产生，这也是为什么光滑的表面摩擦力更小的原因。
二、摩擦系数摩擦系数是用来描述两个表面之间摩擦性质的参数。
通常用符号μ来表示。
摩擦系数的大小取决于两个表面之间的物理性质以及表面之间的状态。
通常来说，摩擦系数分为静摩擦系数和动摩擦系数。
静摩擦系数是指在两个表面相对静止的情况下，需要克服的摩擦力与正压力之比。
而动摩擦系数是指在两个表面相对运动的情况下，需要克服的摩擦力与正压力之比。
摩擦力与正压力之比就是静摩擦系数或者动摩擦系数。
摩擦系数是一个重要的物理量，不同材料之间的摩擦系数差异很大，所以在工程设计和实际应用中需要根据具体情况来选择合适的摩擦系数。
三、摩擦的影响因素影响摩擦的因素有很多，主要包括：1. 表面形状和粗糙度：表面的形状和粗糙度对摩擦力的大小影响很大。
通常来说，表面越光滑，摩擦力就越小。
2. 正压力大小：正压力越大，摩擦力也就越大。
正压力是指两个表面之间的垂直于接触面的力。
3. 材料的性质：不同材料之间的摩擦系数是不同的，材料的硬度、弹性模量、表面粗糙度都会影响摩擦力的大小。
4. 温度：温度的变化也会对摩擦力产生影响。
一般来说，温度升高会使摩擦力减小。
5. 润滑情况：润滑剂的使用会减小摩擦力，从而减小磨损和能量损失。
四、摩擦的应用摩擦力是一种普遍存在的力，它在我们的日常生活和工程实践中都有着广泛的应用。
摩擦学原理知识点总结
摩擦学原理知识点总结摩擦学是研究物体之间相对运动时所产生的摩擦现象和规律的科学。
摩擦学原理包括摩擦的定义、摩擦力的产生原因，摩擦力的类型、摩擦力的计算方法等内容。
通过了解摩擦学原理，可以更好地理解摩擦力的作用和影响，从而在工程、物理学和机械设计等领域得到应用。
一、摩擦的定义摩擦，是指两个物体相对运动时，在它们接触表面上由于微观不平整而发生的阻力，这种阻力叫做摩擦力。
摩擦力是一种非常微小的力，通常在我们的日常生活中会忽略它的存在。
摩擦力的大小取决于物体表面的光滑程度、压力大小以及接触面积等因素。
二、摩擦力的产生原因摩擦力的产生是由于物体表面的不规则微观结构，当两个物体表面接触时，这些微不足道的不规则结构会相互干涩地牵引、压迫、撞击对方而产生的一种相对运动阻力。
三、摩擦力的类型1、静摩擦力当两个物体相对运动时，接触面会产生一个阻碍相对滑动的摩擦力，这就是静摩擦力。
静摩擦力的大小与物体之间的正压力成正比，即F_s = μ_sN，其中F_s为静摩擦力大小，μ_s为静摩擦系数，N为正压力的大小。
静摩擦力通常比动摩擦力大，当施加在物体上的力小于静摩擦力时，物体不会发生相对滑动。
一旦施加的力达到或超过了静摩擦力，物体就会开始发生相对滑动。
2、动摩擦力当物体产生相对滑动时，接触面会产生一个与相对滑动方向相反的摩擦力，即动摩擦力。
动摩擦力的大小与静摩擦力相关，通常小于静摩擦力，通常F_k = μ_kN。
其中F_k为动摩擦力大小，μ_k为动摩擦系数，N为正压力的大小。
动摩擦力通常比静摩擦力小，所以一旦物体开始运动，需要施加的力就变小了。
四、摩擦力的计算方法1、静摩擦力的计算静摩擦力的大小与物体间的正压力成正比，即F_s = μ_sN。
其中F_s为静摩擦力大小，μ_s为静摩擦系数，N为正压力的大小。
静摩擦系数是一个无量纲的常数，它取决于物体表面的光滑程度。
静摩擦系数的大小可以通过实验测定或者查找资料获得。
2、动摩擦力的计算动摩擦力的大小与正压力成正比，即F_k = μ_kN。
3摩擦学基本知识
H
H
3. 磨 损
• 磨损是伴随摩擦而产生的必然结果，是相互接触的物 体在相对运动时，表层材料不断发生损耗的过程或者 产生残余变形的现象。 • 磨损不仅是材料消耗的主要原因，也是影响机器使用 寿命的主要原因。
• 材料的损耗，最终反映到能源的消耗上，减少磨损是 节约能源不可忽视的一环。 • 在现代工业自动化、连续化的生产中，某一零件的磨 损失效，就会影响全线的生产。
H摩擦理论：
（A）分子机械理论 ：摩擦过程中有表面凸峰间的机械啮合
力及表面分子相互吸引力两个方面的阻力。
（B）粘着理论（英国，1938年，BOWDEN和其学生对固体摩
擦）：啮合力是由于凸峰受载后塑性变形产生，凸峰在接触 以后产生粘着，若被外力剪切而分开时，还必须克服凸峰间 相互位移所须的切向力。此时：
静摩擦系数与法向压力载荷
静摩擦系数与停放时间
H
尼龙6的摩擦系数与载荷关系 摩擦系数与滑动速度的关系 酚醛塑料（A-1）的摩擦系数与载荷关系
H
摩擦力与滑动速度之间的关系
F (a bV )e cV d
尼龙6的摩擦系数随温度的变化
摩擦系数与表面粗糙度关系
H
常用材料的摩擦系数
三对摩擦副的摩擦系数
H③、f-G特性具有最低f的状态转变点，该点说明了密封状态
从流体润滑转变为混合润滑；该点取决于许多因素，对于一 般机械密封，Gmin=1×10-7～1×10-8 ④、流体膜承载比可用来判断摩擦状态；当xf≥1时，密封 处于流体摩擦状态；xf=0时处于接触摩擦状态，0<xf<1处于 混合摩擦状态。
f
损就是一种复合磨损形式。在实际工程中，应抓住主 要的磨损形式，才能采取有效措施，以减少磨损，延 长寿命。 • 3.2 磨损规律及影响因素 • 机器零件的工作过程分为三个阶段：跑合阶段、稳定 磨损阶段、急剧磨损阶段。应尽可能延长稳定磨损阶 段。
摩擦学基础知识综述
剪切强度）和屈服极限。
(2)粘着理论基本要点：
摩擦表面处于塑性接触状态:实际接触面只 占名义面积很小部分，接触点处应力达到受 压屈服极限产生塑性变形后，接触点的应力 不再改变，只能靠扩大接触面积承受继续增 加的载荷。 滑动摩擦是粘着与滑动交替发生的跃动过程: 接触点处于塑性流动状态，在摩擦中产生瞬 时高温，使金属产生粘着，粘着结点有很强 的粘着力，随后在摩擦力作用下，粘结点被 剪切产生滑动。
属摩擦副摩擦系数较大；二者之间容易发生 粘着，而互溶性差的金属不易发生粘着。
2.摩擦副表面特性：
（1）表面粗糙度：非常粗糙的表面，表面须
越过另一表面的微凸体，摩擦系数高。非常 光滑的表面摩擦系数甚至更高：实际接触面 积大，分子作用增强。在塑性接触下，实际 接触面积总是与载荷成正比，表面粗糙度的 实际影响并不大。
（4）无法解释脆性材料具有的和金属材料相
似的摩擦性能。
（5）粘着理论很好解释了“相溶性较大的金
属之间容易发生黏着,摩擦系数较大”现象.
对于大多数金属, τb =0.2σs ,计算的摩擦系数 为 0.2左右.正常大气中测的摩擦系数都高达 0.5 ,在真空中更高.
5.机械—粘着—犁沟综合作用理论 粘着理论的基础上提出“机械—粘着—犁沟”
摩擦学基础知识
概述
1. 摩擦的定义：
两个接触物体表面在外力 作用下相互接触并作相对 运动或有运动趋势时，在 接触面之间产生的切向运 动阻力称为摩擦力，这种 现象就是摩擦。
2 . 摩擦的分类 1. 摩擦按摩擦副运动状态可分为： 静摩擦：两物体表面产生接触，有相对运动趋势但 尚未产生相对运动时的摩擦。 动摩擦：两相对运动表面之间的摩擦。 2. 按相对运动的位移特征分类： 滑动摩擦：两接触物体接触点具有不同速度和(或) 方向时的摩擦。 滚动摩擦：两接触物体接触点的速度之大小和方向 相同时的摩擦。 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。
摩擦学
摩擦学5. 润滑内容:参数, stribeck曲线, 摩擦情况和润滑情况润滑材料阻止物体和基体之间的直接接触。
油脂润滑和固体润滑之外的液体润滑。
摩擦情况和润滑情况，即摩擦系数f依赖于：接触面的几何形状，表面粗糙度，润滑材料粘度h，润滑材料添加物（极压添加剂），相对速度v，法向力Fn,压力p润滑油的流向和局部表面形状（局部的变小的润滑缝隙宽度）组成润滑油膜。
微观动力的油楔按摩擦系统中的条件产生以下摩擦和润滑情况（按增加的润滑缝隙宽度）：干摩擦混合摩擦弹性液体动力润滑液体动力润滑Stribeck曲线（图表）摩擦情况和润滑情况概述概念解释：Absorption吸收：材料（如：气体）渗入液体内部：（空气（气）和水（液体）引起O2的平衡。
）Adsortion吸附：材料（气体和液体）渗入固体：Physisorption物理吸附：气体或潮湿空气被活性碳过滤器吸收Chemisorption化学吸收：车辆中的催化剂边界润滑摩擦对象通过接触面上的分子厚度的表面膜来接触。
表面边界层1至10nm表面边界层被通过物理吸附、化学吸附和/或摩擦润滑化学反应形成。
物理吸附（液体或气体材料接触面上的物理堆积）：接触面上吸附了润滑油的成分：脂肪酸，酒精，酯层厚取决于材料浓度（润滑油成分），温度。
化学吸附（液体或气体在边界面上的化学连接）润滑油组成成分通过化学反应吸附在接触面上。
混合摩擦在实际中的摩擦：无恒定的摩擦状态，主要在混合摩擦范围内，因为连接会局部地临时地发生改变，局部性：在滑过外形缺陷处或由于温度升高而使粘度发生变化，表面压力会产生变化临时性：在轴承的磨合期直至外形的尖被磨光（以前是马达的跑合）混合摩擦的起因：加工缺陷太高组件负载过高昂轴承负载过高形位公差轴或外壳弯曲轴承温度过高棱边压油的粘度太小冷却水对油的损伤滑动速度太高流体动力润滑膜无法形成流体动力润滑膜被撕裂润滑材料缺陷滑动对象的接触混合摩擦弹性-流体-动力润滑在相反的非汇聚于一点的接触面上（齿轮啮合，凸轮和顶杆，滚动轴承，链传动）即使在较高的赫兹应力下，接触对象也能部分地或完全地被隔开。
摩擦学基础知识
（1）表面被污染，摩擦系数主要取决于材料 组合、表面特征和环境条件。
（2）粘着起作用，摩擦系数开始上升，假如 微凸体断裂，产生旳磨粒将产生犁沟作用， 使摩擦系数升高。
（3）滑动表面旳磨粒数增长，犁沟作用增大， 摩擦系数急剧上升。
（4）进入和离开界面旳磨粒数相等时，摩擦 系数保持不变，即稳定摩擦状态。
摩擦学基础知识
概述
1. 摩擦旳定义：
2. 两个接触物体表面在外力 3. 作用下相互接触并作相对 4. 运动或有运动趋势时，在 5. 接触面之间产生旳切向运 6. 动阻力称为摩擦力，这种 7. 现象就是摩擦。
2 . 摩擦旳分类
1. 摩擦按摩擦副运动状态可分为：
静摩擦：两物体表面产生接触，有相对运动趋势但 还未产生相对运动时旳摩擦。 动摩擦：两相对运动表面之间旳摩擦。 2. 按相对运动旳位移特征分类：
（2）具有牵引力旳滚动---滚动元件受到法向 载荷和牵引力旳作用产生旳滚动形式。
（3）伴随滑动旳滚动---几何形状造成接触面 上切向速度不等时，必将伴有滑动。
3. 滚动摩擦系数
（1）有量纲滚动摩擦系数： 驱动力矩与法向载荷之比，即： μ=FR/W=W´e/W=e
（2）无量纲滚动摩擦系数：
称为滚动阻力系数，数值上等于驱动力矩 在单位距离所作旳功与法向载荷之比，即：
（4）无法解释脆性材料具有旳和金属材料相 同旳摩擦性能。
（5）粘着理论很好解释了“相溶性较大旳金 属之间轻易发生黏着,摩擦系数较大”现象.
对于大多数金属, τb =0.2σs ,计算旳摩擦系数 为 0.2左右.正常大气中测旳摩擦系数都高达 0.5 ,在真空中更高.
5.机械—粘着—犁沟综合作用理论
（了解）当刚性滚轮沿弹性平面滚动时，在 一整周内滚轮走过旳距离要不不小于圆周长。 （了解）当弹性滚轮沿刚性平面滚动时，在 一整周内滚轮走过旳距离要不小于圆周长。
摩擦学基本知识
H
4. 润 滑
• 是减少机械零部件磨损、延长使用寿命的有效措施。 • 为了减少机器的磨损和发热,保证安全运转,延长使用寿 命和降低能源的消耗,摩擦副表面间进行润滑。主要的 润滑剂为液体润滑油。 • 据推算,全世界用于动力的能源,约有30%～40%消耗在无
损就是一种复合磨损形式。在实际工程中，应抓住主 要的磨损形式，才能采取有效措施，以减少磨损，延 长寿命。 • 3.2 磨损规律及影响因素 • 机器零件的工作过程分为三个阶段：跑合阶段、稳定 磨损阶段、急剧磨损阶段。应尽可能延长稳定磨损阶 段。
• 磨损的影响因素主要有：材料、表面硬度、滑动速度
、载荷、表面温度、表面粗糙度、表面粘附物以及润 滑等。
(a) 一般情况；(b) 表面平行时
流体摩擦（润滑）
H • ③．边界摩擦：相对运动的表面之间存在极薄分子膜。
• 特点：极薄边界膜（厚度20纳米左右）起润滑作用，有 能力防止表面微凸体之间相互接触而不破坏，起良好的 润滑作用。但强度低，易破裂。
(a) 单分子层边界润滑模型；(b) 边界润滑机理模型 边界摩擦（润滑）
料的极限使用温度；f∝1/Pg，f∝V,而碳石墨和铸铁由于自
润滑性好，其规律与塑性相反。
H
摩擦工况
润滑状态 粘度影响 （μ）
表：各种摩擦状态及其特征对比
干摩擦
无
边界摩擦
分子吸附膜
混合摩擦
部分
流体摩擦
全部
无
无
部分
起决定作用
过程特征
微凸起接触
分子层、分子机 械作用
混合
流体动静压效 应
摩擦系数大小
0.1～0.6
• ④．微动磨损：两个表面之间由于振幅很小的相对运 动而产生的磨损。
摩擦学的基本原理及其应用
摩擦学的基本原理及其应用摩擦是我们日常生活中经常遇到的现象。
车辆行驶时的轮胎与路面摩擦，人行走时的脚与地面摩擦，任何实体在相互接触时都会产生摩擦。
而摩擦学正是研究物体在相互接触时产生的力的学科，其基本原理和应用非常重要。
一、摩擦的基本原理1. 摩擦力的定义摩擦力是指阻碍物体相对运动的力。
在物体相互接触时，由于表面间的不规则性，阻碍物体相对运动的力就会产生。
摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力两种，它们通常都是与物体间接触的表面粗糙程度和材料特性等因素有关。
2. 摩擦力与接触面积的关系摩擦力与物体间接触面积成正比例关系。
接触面积越大，摩擦力越大；反之，接触面积越小，摩擦力越小。
这是因为物体直接接触的表面积越大，表面之间的微小凹凸就越大，摩擦力就越大。
3. 摩擦力与物体间压力的关系摩擦力与物体间压力成正比例关系。
即当物体间的压力增大时，摩擦力也随之增大，反之亦然。
这是因为物体间的压力越大，表面间的不规则性就越小，微小凹凸就进一步压缩，摩擦力就会增大。
二、摩擦学的应用1. 制动系统摩擦制动是利用静摩擦力使车轮停止转动的一种制动方式。
汽车、自行车等的制动系统都是靠摩擦制动来实现的。
在制动过程中，制动器上的刹车片与转动的车轮表面接触，产生静摩擦力使转轮停止转动。
而刹车片与车轮的表面摩擦系数大与小的不同，就会影响到制动效能和制动距离的长度。
2. 螺纹连接螺纹连接是常用的一种紧固连接方式，它通常用于连接杆件、面板、封板等部件。
在螺纹连接时，利用螺纹外螺距不等的原理，使螺栓和螺母之间相互旋转，从而将拼接的两个构件紧密地连接在一起。
在设计时，需要根据要求计算螺栓和螺母的摩擦力，以保证连接牢固。
3. 轴承轴承是一种广泛应用于机器设备中的组件，主要用于支撑机器转动部件，并在其旋转过程中承受轴向和径向的载荷。
它的基本原理就是利用滚动体或滑动体之间的摩擦来实现支承转动。
因此，轴承性能的好坏与其摩擦力有着密不可分的关系。
4. 润滑油润滑油作为目前普遍使用的润滑材料，被广泛应用于各种机械设备中，其作用是减小机械件表面的摩擦，以达到降低能耗、延长机器使用寿命的效果。
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摩擦学原理的主要应用方面
机器设计制造
润滑设计 材料选择（耐磨，减磨，摩阻） 加工工艺设计
机器技术状态监测
润滑油样分析 Lubricate analysis 磨粒分析 Wear particle 铁谱分析 Ferrography
机器维修保养工艺 机器零件修复和表面工程设计
堆焊building up welding 刷镀 brush plating 喷涂thermal spraying 化学镀 chemical plating
主要性能指标
润滑油、润滑脂
粘度 牛顿定律
流体抵抗变形的能力，标志着流体内摩擦阻 力的大小。
v y
剪切 应力
动力 粘度 速度 梯度
平行板间液体的层流流动模型
1.动力粘度：主要用于流体动力计算中。Pa· s 1Pa s 1N s / m2 2.运动粘度：主要用于测量流体粘度。m2/s
3.两种粘度之间的换算关系：
/
矿物有的密度 kg/m3
粘温特性： 温度越高、粘度越低，反之亦然。 4.润滑油粘度特性
图3-7 全损耗系统用油的粘--温曲线
粘压特性： 压力越高、粘度越高，反之亦然。式（3-7）
一般在5MPa之下影响不大。
5.其它性能指标：油性、极压性、氧化稳定性、闪点、凝固点等。
•15世纪，意大利的列奥纳多· 达芬奇才开始把摩擦学引入理 论研究 • 18世纪起摩擦学研究蓬勃兴起，到20 世纪60年代摩擦学成 为一门独立的交叉学科 H.P.Jost 报告 1965.11
•应用及研究的领域不断扩大：机械、冶金、生物、地质、音 乐、体育等
一.摩擦
主要类型（按摩擦的性质分 Dry Boundary Fluid Mixed Nascent）
v y
V 0
2.一维雷诺方程 微元体的受力平衡+流量连续+假设条件及必要的边界条件，可 得到如下的流体膜压力分布方程，即：一维雷诺方程。
p 6V 3 ( h h0 ) x h
最大压力处对应的油膜厚度。
式（12-8）
移动件 移动件
静止件
静止件
3.形成液体动力润滑的条件 p73
汽车中的摩擦学
其他
汽车系统中的齿轮、联轴器、涡轮增压器转子轴承等都有 摩擦学问题；汽车车身的表面形貌问题（影响漆光度、冲 压成型性能等）。
德国钢板 武钢钢板 参考书：《汽车摩擦学》王成焘、姚振强、陈铭著 上海交通大学出版社
机器零件失效分析
农机化工程硕士研究生课程安排
课堂教学
汽车摩擦学专题 表面工程摩擦学专题 设备诊断维修摩擦学专题 土壤机械摩擦学专题
磨损试验
专题讨论
课程考试
针入度 （稠度）
标志着润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱。
针入度越大，润滑脂越稀；反之亦然。
滴点
在规定的加热条件下，润滑脂由标准测量杯的孔 口滴下第一滴时的温度称为润滑脂的滴点。 滴点标志着润滑脂耐高温的能力。一般润滑脂的 工作温度应低于滴点20-30C。
2.轴承的摩擦力及摩擦功耗计算
定义：轴承的摩擦特性系数
图3-16
摩擦力： F F
摩擦功耗：
P F v F v
3.轴承中的最小油膜厚度计算
轴承中的最小油膜厚度，不能无限制地减小。它受到轴 颈与轴承内表面的粗糙度、轴的刚性及轴承与轴颈的几何形 状误差等的影响。
•流体动压润滑径向轴承]工作性能计算的一般流程
假设
te
0
S0
qv
hmin h
否 是
qv
t
te
F
te te
是 结束
五.轴承参数的选择
(0.6 ~ 1.0) 4 v 103 相对间隙 宽径比 表3-6、表3-7 润滑油动力粘度 表3-8
式（3-36）
1）润滑油要有一定的粘度，且其它条件不变时，粘度越高，承 载能力越高。 2）两相对运动表面要有相当的相对滑动速度。 3）相对滑动表面形成收敛的油楔。 4）有充足的供油。
三.径向滑动轴承的几何参数
1.直径间隙 D d 2.半径间隙 R r 3.相对间隙 4.偏心距 5.偏心率
轮毂轴承
汽车专用轴承的设计，世界上已经生产出第五代轮毂轴承。我国具有 生产第三代轴承的能力，但是大部分仍采用的是第一代轴承。
汽车中的摩擦学
汽车润滑材料
发动机油、齿轮油、手动或自动换档油、刹车油 和汽车用润滑脂
汽车摩擦学系统油液分析与状态检测
通过对使用过程中的润滑油合理提取相关信息， 可以进行机器的故障诊断和状态检测。
摩擦学原理及应用 TRIBOLOGY
河南农业大学机电工程学院 王万章 副教授
Wanzwang@
第一讲 摩擦学概述
摩擦学（Tribology)：
关于摩擦、磨损和润滑的科学统称为摩 擦学。主要研究相对运动、相互作用表面 的科学和应用技术。包括 Content Included
①Frication ②Wear ③Lubrication
调查数据
•全世界工业能源的1/3被摩擦损耗掉
•失效零件的80%是由于磨损造成的 •20世纪80年代，我国在冶金、煤炭、农机等五个行业的调 查表明：由于磨粒磨损缩小好的备件用钢材达到100万吨以 上，如考虑停机等费用造成的损失每年达到几亿元。 •对于全世界，设汽车的保有量为2亿，年产量5000万辆。 如果每辆车通过摩擦学设计节约1%的能源、1%的材料，则 每年可节省燃料5亿吨、节省材料7500万吨。
e
d r
空气 润滑油 油楔 油膜压力
e
6.最小油膜厚度
7.偏位角
hmin e (1 ) r (1 )
8.任意位置的油膜厚度h
h (1 cos ) r (1 cos )
四.液体动力润滑径向滑动轴承的工作能力计算 1.轴承承载力计算 2.摩擦力及摩擦功耗的计算 3.轴承的最小油膜厚度 4.轴承的热平衡计算 5.工作能力计算的一般步骤
三.不完全液体润滑径向滑动轴承设计算典型问题
1.已知条件：轴颈的直径d（mm）； 轴转速n（r/min）； 轴承的径向外载荷F（N）。 2.设计的目的：确定轴承的材料与宽度B 1）验算轴承的平均压力p--防止磨损
p F p Bd MPa
式（3-13）
2）验算轴承的pV值--限制温升
pv pv MPa m / s
式（3-14）
3）验算滑动速度V--防止磨损
v v
m/ s
p、 pv、 v
见表3-3
式（3-15）
§3-4液体动力润滑径向滑动轴承的 设计计算
一.径向滑动轴承形成液体动力润滑的过程（图3-12）
•汽车中的典型应用——发动机主轴承和连杆轴承
研究摩擦学的意义
节约能源、节约材料、保护环境
摩擦学发展的重要历史阶段
•史前人类的钻木取火
•祖先们在春秋时代（公元前770~221年）对摩擦、磨损现象 有了一定的了解，并且已经知道采用动物油脂进行润滑—— 诗经中相关的记载 •西晋时代张华所著《博物志》最早记载了人类使用矿物油做 润滑剂（距今约1800年）
图3-18 数值计算机算方法见p81-82
1.轴承的承载力计算
总承载量计算的无量纲参数----索氏数定义：
S0
S0 ( , B ) d
F
其中：
F
2
Bd
图3-15
式（3-25）
S 0 Bd
2
为润滑油在轴承平均工作温度下的动力粘度，N· s/m2 为轴颈的转速，rad/s B为轴承的宽度，m；d为轴颈的直径，m。
改善摩擦副耐磨性能的措施 选择减磨材料、合理选择润滑剂和添加剂、 控制易损件的工作条件
三.润滑
目的 1、对于不完全液体润滑----降低摩擦及减少磨损； 2、对于液体动力润滑----工作介质并具有冷却作用。 气体：空气及其它气体介质。
润滑剂分类
液体：水、矿物油及液态金属等。 半固体：润滑脂 固体：石墨、二硫化钼等
判断摩擦状态的依据
表3-1——根据膜厚判断 图3-2——根据摩擦特性系数
n/ p
一.摩擦
其它分类： 按摩擦副运动形式 运动状态 Rolling Sliding Static Dynamic 按摩擦副运动工况 Speed Vacuum Temperature 高速 时间短梯度大，局部高温 真空 无对流，氧化，吸附 高温 润滑问题，钨，硼，钒，硅合金
hmin r (1 ) hmin
式（3-35）
hmin S (Rz1 Rz 2 )
安全系数 表3-5
式（3-34）
S2
4.轴承热平衡计算
根据能量守恒：每秒产生的热量 H 带走热量 H1 H 2 达到热平衡时的润滑油温度差
Bdpv 106 t qv c p sdB ( qv ) c s Bdv p v p 106 d s 2 q v c p B v
相对移动 （图15-28）
2.轴瓦的材料
选用原则 常用的轴瓦材料（p75，表3-3）
§3-3 不完全液体润滑滑动轴承 设计计算
一.失效形式
磨粒磨损与粘着磨损为主、多种失效形式并存的情况
二.设计准则
边界膜不遭破坏，维持粗糙表面微腔内有液体润滑存在
三.径向滑动轴承的计算 四.推力滑动轴承的设计计算（自学）
二.磨损