贵州大学机械设计课程教案第4章摩擦磨损和润滑
第4章摩擦磨损及润滑概述
1.调和在润滑油中；
2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；
3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。
二、添加剂 添加剂----为了改善润滑剂品质和性能而添加的物质。 作用----提高油性、极压性、延长使用寿命、改善性能。
种类
油性添加剂 极压添加剂 分散净化剂 消泡添加剂 抗氧化添加剂 降凝剂 增粘剂
摩擦系数 f
6）氧化稳定性 从化学意义上讲，润滑油是不活泼的。但当它们
暴露在高温气体中时，也会发生氧化并生成硫、氯、 磷的酸性化合物。这是一种胶状沉积物，不但腐蚀金 属，而且加剧零件的磨损。
2. 润滑脂 ----润滑油及各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂） 混合稠化而成。
优点：密封简单、不需要经常添加、不易流失；对速 度和温度不敏感，适用范围广。
3) 锂基润滑脂 这种润滑脂既能抗水，又耐高温，而且有较好的机
械按定型，是一种多用途的润滑值。工作温度不宜超 过 145 ℃ 。 4) 铝基润滑脂
这种润滑脂具有良好的抗水性，对金属表面有高的 吸附能力，故可起到良好的防锈作用。
润滑脂的主要质量指标是：
1) 锥入度，反映其稠度大小。
2) 滴点，决定工作温度。
v
运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油膜，
不足以将两金属表面完全分开，其表面
部分微观高峰部分仍将相互搓削。
比干摩擦的磨损轻，f ≈ 0.1 ~ 0.3
3. 液体摩擦
v
有一层压力油膜将两金属表面隔开，
彼此不直接接触。是理想的摩擦状态。
摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.001 ~ 0.01
4. 混合摩擦 混合摩擦是指摩擦表面间处于边界
§4-1 摩 擦
一、摩擦的机理
▲ “机械说” --摩擦原因是表面微凸体的相互阻碍作用；
机械设计第四章：摩擦、磨损与润滑概述
化学吸附膜（化学键）
度影响较大
反应膜:比较稳定
§4-1 摩擦
三、流体摩擦
流体摩擦：指运动副的摩擦表面被流体膜隔开（λ>3～4） 摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。 摩擦系数最小（f=0.001-0.008），无磨损产生，是理想的 摩擦状态。
四、混合摩擦
混合摩擦：摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状 态（=1～3） 。 混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系数比边界摩擦时 要小得多。 边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难区分，常统称为 不完全液体摩擦。
汽车的磨合期如同运动员在参赛前的热身运动
目的:汽车磨合也叫走合。汽车磨合期是指新车
或大修后的初驶阶段。机体各部件机能适应环境的 能力得以调整提升。新车、大修车及装用大修发动 机的汽车在初期使用阶段都要经过磨合，以便相互 配合机件的磨擦表面进行吻合加工，从而顺利过渡
到正常使用状态。汽车磨合的优劣，会对汽车寿命、
滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等 用于低速 用于高速
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑办法
三、润滑方法
滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等
用于低速
用于高速
浸油与飞溅润滑
喷油润滑
油脂润滑常用于运转速度较低的场合，将润滑脂涂抹于需润 滑的零件上。润滑脂还可以用于简单的密封。
思考题：
4—1 4—5 4—10 4—11
§4-1 摩擦
滑动摩擦分为：
干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦
一、干摩擦 表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。通 常将未经人为润滑的摩擦状态当作“干摩擦”处理。
§4-1 摩擦
二、边界摩擦
【机械设计】第4章摩擦、磨损、润滑解析
4.1.3 边界摩擦机理
边界膜种类: ----物理吸附膜 润滑油中的脂肪酸是一种 极性化合物，其分子能吸附在 金属表面，形成物理吸附膜 温度对其影响较大 适用常温、轻载、低速
• ----化学吸附膜 • 润滑油中分子靠分子键与 金属表面形成化学吸附膜 • 吸附强度较高 • 适用中等温度、载荷、速 度
4.1.2 干摩擦
1.库仑定律
=F/N 2.绝对干摩擦在实际中很少发生 3.摩擦形成机理 粘着理论——广泛被接受的摩擦理论
尖峰顶部形成冷焊点 实际接触面积 Ar=N/σs 若节点的剪切强度为τB Fμ=ArτB=NτB/σs 摩擦系数为： μ= Fμ/ N=τB/ σs
a) 结点
b) 界面剪切 c) 软金属剪切 图4.4 粘着焊点的剪切过程
• 3.疲劳磨损： • ①合理选择零件接触面的表面粗糙度， 一般情况下表面粗糙度值愈小，疲劳寿 命愈长； • ②合理选择润滑油粘度，适当提高润滑 油的粘度有利于接触应力均匀分布，提 高抗疲劳磨损的能力。在润滑油中加入 极压添加剂或固体润滑剂，能提高接触 表面的抗疲劳性能； • ③合理选择零件接触面的硬度
• 粘度等级----GB／T 3141－1994规定 采用润滑油在40ºC时的运动粘度中心值 作为润滑油的粘度等级。润滑油实际运 动粘度在相应中心粘度值的10％偏差以 内。
• （3）条件粘度 • 为了方便于商业测量而建立的粘度体系。是 在一定条件下、利用某种规格的粘度计，通 过测定润滑油穿过规定孔道的时间来进行计 量的粘度。 • 中国----恩氏度（ºEt） • 美国----赛氏通用秒（SUS） • 英国----雷氏秒（R）
液体粘度
图4.2 典型摩擦特性曲线 随着ηn/p的增加，摩擦副将分别处于边界润滑、混和润滑和 流体润滑状态，相应会发生摩擦间隙的变化。
机械设计 第4章-摩擦
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
间歇式
（三）润滑方法 1.润滑油润滑
连续式
压配式注油杯 旋套式注油杯 滴油润滑 油环润滑 飞溅润滑 油泵强制润滑
17
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
飞溅润滑 油泵强制润滑
2.润滑脂润滑
间歇式
旋盖式油杯 油 枪
18
THE END
19
3
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
二、 滑动摩擦状态
1. 干摩擦 :表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触状态。 通常，把未经人为润滑的摩擦状态当作干摩擦。 f＝0.30～0.35 2. 边界摩擦 :摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开的状态。 摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能。 f ≈ 0.1 ~ 0.3 3. 流体摩擦 :有一层压力油膜将两金属表面隔开，彼此不直接接触。
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
4-1、摩擦 4-2、磨损 4-2、润滑剂、添加剂和润滑方法 通过本章的学习：
了解摩擦、磨损的分类与机理； 了解润滑剂的主要性能指标和润滑方法
1
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
本章对摩擦学所研究的对象作简单扼要的介绍 摩擦学： 研究摩擦、磨损和润滑的科学与技术统称摩擦学。 摩擦、磨损和润滑的关系：
15
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
（二）添加剂 普通润滑油、润滑脂在一些十分恶劣的工作条件下(如高温、 低温、重载、真空等)会很快劣化变质，失去润滑能力。 为了提高油的品质和使用性能，常加入某些分量虽少但对 润滑剂性能改善起巨大作用的物质——添加剂。 油性添加剂 极压添加剂
分散净化剂
种类 消泡添加剂 抗氧化添加剂 降凝剂 增粘剂
润滑脂的主要质量指标： （1）锥入度 (稠度)： 一个重1.5N的标准锥体，于25℃恒温下，由润滑脂表面经 5s刺入的深度(以0.lmm计)。 标志着润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱。 润滑脂的牌号就是该润滑脂锥入度的等级。 （2）滴点 温度升高时，润滑脂第一滴掉下时的温度。 表征润滑脂耐高温的性能
第4章摩擦磨损及润滑概述教学内容
邓
膜或污染膜，这种表面膜通常抗剪能力很弱,因而摩擦系数较
召 义
低。修正后的粘附理论认为：
当两金属界面被表面膜分隔开时,τBj为表面膜的剪切强度极限；
当剪断发生在较软金属基体内时,τBj 为较软金属基体的剪切强 度极限τB；若表面膜局部破裂并出现金属粘附结点时，τBj将 介于较软金属的剪切强度极限表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属 计
接触时的摩擦。在工程实际中，并不存在真正的干摩
下
邓
召
擦，因为任何零件的表面不仅会因氧化而形成氧化膜，义
而且多少也会被润滑油所湿润或受到"油污"。在机械
设计中，通常都把这种未经人为润滑的摩擦状态当作
“干”摩擦处理。固体表面之间的摩擦，虽然早就有
正后的粘附理论。
2020/7/31
第四章摩擦磨损及润滑概述
4
续
机 械
设
简单粘附理论于1945年由鲍登(F．P．Bowden)等人
计 下
提出，他们认为两个金属表面在法向载荷作用下的接
邓 召
义
触面积，并非两个金属表面互相覆盖的公称接触面积
(或叫表观接触面积)A0，而是由一些表面轮廓峰相接 触所形 成的接触斑点的微面积的总和，叫真实接触
2020/7/31
第四章摩擦磨损及润滑概述
5
续
机 械
设
计
下
邓 召 义
对于理想的弹塑性材料，当法向载荷增大时，
真实接触面积Ar也随之增大，应力并不升高，
而停留在材料的压缩屈服极限σSy。
2020/7/31
第四章摩擦磨损及润滑概述
6
续
机 械
设
例如下图a所示为单个轮廓峰接触区在高压作用下产
机械设计：第四章 摩擦、磨损及润滑概述
世界上在工业方面约1/3~1/2的能量消耗 于摩擦过程
抗磨损的有效手段——润滑 摩擦学——研究摩擦、磨损与润滑的科
学与技术 应用实例：齿轮胶合、滚动轴承疲劳等 目标：实现机械零件的后表面粗糙形貌
摩擦副的真实接触面积
摩擦的几种状态
温 度 对 粘 度 的 影 响
润滑膜粘度－压力特性
润滑油粘度随压力升高而增大。
Barus Re olands Cameron
0e p 0 exp{(ln0 9.67)[1 (1 p / p0 )z ]} 0 (1 cp)16
评价润滑油的理化参数： （1）润滑性（油性） （2）极压性 （3）闪点 （4）凝点 （5）氧化稳定性
第四章 摩擦、磨损及润滑概 述
2、边界摩擦
– 吸附膜（物理吸附膜、化学吸附膜） – 反应膜（化学反应膜）
3、混合摩擦 4、流体摩擦
Hardy模型（1922年）
Bowden-Tabor模型（1945年）
Kingsbury模型（1958年）
Adamson模型（1960年）
Cobblestone模型(1988年) Homala-Israelechvili
第四章 摩擦、磨损及润滑概 述
4-2 磨损 1、粘着磨损 2、磨粒磨损 3、疲劳磨损 4、冲蚀磨损 5、机械化学磨损（腐蚀磨损） 6、微动磨损
磨损过程曲线
微动磨损实例
防止微动磨损的方法
第四章 摩擦、磨损及润滑概 述
4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法
1、润滑剂
– 润滑油
动力粘度 运动粘度
动力粘度：＝
运动粘度：＝
条件粘度（我国常用恩氏度）
粘—压特性与粘—温特性
机械零件的摩擦、磨损和润滑与本科程的学习任务和要求——教案
机械零件的摩擦、磨损和润滑与本科程的学习任务和要求一、学习任务和要求1. 了解机械零件摩擦、磨损和润滑的基本概念。
2. 掌握机械零件摩擦、磨损和润滑的基本原理。
3. 学习机械零件摩擦、磨损和润滑的计算方法。
4. 分析实际工程中机械零件摩擦、磨损和润滑问题。
5. 掌握机械零件摩擦、磨损和润滑的实验方法。
6. 学习机械零件摩擦、磨损和润滑的维护和保养。
7. 能够针对不同机械零件选择合适的润滑方法。
8. 能够分析机械零件摩擦、磨损和润滑对机械系统性能的影响。
9. 能够解决实际工程中机械零件摩擦、磨损和润滑问题。
10. 培养学生的创新能力和实践能力。
二、教学目标1. 知识目标：（1）了解摩擦、磨损和润滑的基本概念。
（2）掌握摩擦、磨损和润滑的基本原理。
（3）学习摩擦、磨损和润滑的计算方法。
（4）了解实际工程中机械零件摩擦、磨损和润滑问题。
2. 能力目标：（1）能够分析机械零件摩擦、磨损和润滑问题。
（2）能够针对不同机械零件选择合适的润滑方法。
（3）能够分析机械零件摩擦、磨损和润滑对机械系统性能的影响。
（4）能够解决实际工程中机械零件摩擦、磨损和润滑问题。
（5）培养学生的创新能力和实践能力。
三、教学内容1. 摩擦的基本概念和类型。
2. 磨损的基本概念和类型。
3. 润滑的基本概念和类型。
4. 摩擦、磨损和润滑的计算方法。
5. 机械零件摩擦、磨损和润滑的维护和保养。
6. 机械零件摩擦、磨损和润滑的实际应用案例。
四、教学方法1. 讲授法：讲解摩擦、磨损和润滑的基本概念、原理和计算方法。
2. 案例分析法：分析实际工程中机械零件摩擦、磨损和润滑问题。
3. 实验法：进行机械零件摩擦、磨损和润滑的实验，观察和分析实验结果。
4. 小组讨论法：分组讨论机械零件摩擦、磨损和润滑问题，培养学生的团队协作能力。
五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况。
2. 考试成绩：考察学生对摩擦、磨损和润滑基本概念、原理和计算方法的掌握。
贵州大学机械设计课程教案第4章-摩擦磨损和润滑5则范文
贵州大学机械设计课程教案第4章-摩擦磨损和润滑5则范文第一篇：贵州大学机械设计课程教案第4章-摩擦磨损和润滑第四章摩擦、磨损和润滑一、选择题4－1、现在把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术统称为__________。
（1）摩擦理论（2）磨损理论（3）润滑理论（4）摩擦学4－2、两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为____________。
（1）液体摩擦（2）干摩擦（3）混合摩擦（4）边界摩擦4－3、两摩擦表面被一层液体隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力的摩擦状态称为__________。
（1）液体摩擦（2）干摩擦（3）混合摩擦（4）边界摩擦 4－4、两摩擦表面间的膜厚比λ＝0.4～3时，其摩擦状态为__________。
（1）液体摩擦（2）干摩擦（3）混合摩擦（4）边界摩擦 4－5、两摩擦表面间的膜厚比λ＜0.4时，其摩擦状态为__________。
（1）液体摩擦（2）干摩擦（3）混合摩擦（4）边界摩擦 4－6、采用含有油性和极压添加剂的润滑剂，主要是为了减小_________。
（1）粘着磨损（2）表面疲劳磨损（3）磨粒磨损（4）腐蚀磨损 4－7、为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中_________不是正确的措施。
（1）合理选择表面粗糙度（2）合理选择润滑油粘度（3）合理选择表面硬度（4）合理控制相对滑动速度4－8、动力粘度η的c·g·s制（绝对单位制）单位为_________。
（1）泊（P）（2）厘斯（cSt）（3）恩氏度（oE）（4）帕·秒（Pa·s）4－9、动力粘度η的国际单位制（SI）单位为_________。
（1）泊（P）（2）厘斯（cSt）（3）恩氏度（oE）（4）帕·秒（Pa·s）4－10、运动粘度ν是动力粘度η与同温度下润滑油_________的比值。
（1）密度ρ（2）质量m（3）相对密度d（4）速度v 4－11、运动粘度ν的国际单位制（SI）单位为_________。
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第四章摩擦、磨损和润滑
一、选择题
4－1、现在把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术统称为__________。
（1）摩擦理论（2）磨损理论（3）润滑理论（4）摩擦学
4－2、两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为____________。
（1）液体摩擦（2）干摩擦（3）混合摩擦（4）边界摩擦
4－3、两摩擦表面被一层液体隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力的摩擦状态称为__________。
（1）液体摩擦（2）干摩擦（3）混合摩擦（4）边界摩擦
4－4、两摩擦表面间的膜厚比λ＝0.4～3时，其摩擦状态为__________。
（1）液体摩擦（2）干摩擦（3）混合摩擦（4）边界摩擦
4－5、两摩擦表面间的膜厚比λ＜0.4时，其摩擦状态为__________。
（1）液体摩擦（2）干摩擦（3）混合摩擦（4）边界摩擦
4－6、采用含有油性和极压添加剂的润滑剂，主要是为了减小_________。
（1）粘着磨损（2）表面疲劳磨损（3）磨粒磨损（4）腐蚀磨损
4－7、为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中_________不是正确的措施。
（1）合理选择表面粗糙度（2）合理选择润滑油粘度
（3）合理选择表面硬度（4）合理控制相对滑动速度
4－8、动力粘度η的c·g·s制（绝对单位制）单位为_________。
（1）泊（P）（2）厘斯（cSt）（3）恩氏度（o E）（4）帕·秒（Pa·s）
4－9、动力粘度η的国际单位制（SI）单位为_________。
（1）泊（P）（2）厘斯（cSt）（3）恩氏度（o E）（4）帕·秒（Pa·s）
4－10、运动粘度ν是动力粘度η与同温度下润滑油_________的比值。
（1）密度ρ（2）质量m （3）相对密度d （4）速度v
4－11、运动粘度ν的国际单位制（SI）单位为_________。
（1）m2/s （2）厘斯（cSt）（3）厘泊（cP）（4）帕·秒（Pa·s）
4－12、当压力加大时，润滑油的粘度_________。
（1）随之加大（2）保持不变（3）随之减小
（4）增大还是减小或不变，视润滑油性质而定
4－13、当稳定升高时，润滑油的粘度_________。
（1）随之升高（2）随之降低（3）保持不变
（4）升高或降低视润滑油性质而定
二、分析与思考题
4－1、何谓摩擦、磨损和润滑？它们之间的相互关联如何？
4－2、按摩擦面间的润滑状况，滑动摩擦可分哪几种？
4－3、在不同润滑状态下，当载荷和润滑油粘度保持不变二滑动速度增加时，摩擦系数如何变化？这是为什么？
4－4、按照摩擦机理分，磨损有哪几种基本类型？它们各有什么主要特点？如何防止或减轻这些类型的磨损发生？
4－5、机械零件的磨损过程分为哪三个阶段？怎样跑合可以延长零件的寿命？
4－6、实现液体润滑的方法有哪几种？它们的工作原理有何不同？各自特点如何？
4－7、润滑剂的作用是什么？常用润滑剂有哪几种？
4－8、流体动压润滑及弹性流体动压润滑，二者之间的最根本差别是什么？
4－9、什么是膜厚比λ？引入这个参量在润滑工程中有何现实意义？
4－10、润滑油的主要性能指标有哪些？润滑脂的主要性能指标有哪些？
4－11、试述润滑油粘度的物理意义。
粘度的表示方法有哪几种？各种粘度的单位及换算关系是什么？哪一种适用于流体动压计算中？
4－12、两种润滑油如果粘度相同，是否就可以完全代替？如果不可以，还应考虑哪些问题？4－13、润滑油中为什么要加入添加剂？常用的添加剂有哪几种？
4－14、润滑油（指各种矿物油）的粘度—压力关系可用何经验公式表示？要求对公式中的各项予以说明。