摩擦學 教學大綱

1、摩擦學一、課程說明課程編號：080113Z10課程名稱：摩擦學/ Tribology課程類別：專業(yè)選修課學時與學分： 32/2 （其中實驗學時：6 ）先修課程要求：工程材料學、機械原理、機械設(shè)計，工程圖學、工程熱力學適應(yīng)專業(yè)：機械工程.參考教材：1 邱明,錢亞明.摩擦學原理與設(shè)計. 國防工業(yè)出版社，2014.2 劉佐民.摩擦學理論與設(shè)計.武漢理工大學出版社， 19973 張嗣偉.基礎(chǔ)摩擦學.石油大學出版社, 2003.4 全永昕.工程摩擦學浙江大學出版社，2015.5 溫詩鑄,黃平.摩擦學原理（第二版）清華大學出版社，2002.6 黃平摩擦學教程.高等教育出版社，2008.二、課程設(shè)置的目的意

2、義本課程是為機械工程專業(yè)設(shè)立的拓展知識體系的專業(yè)選修課，課程的設(shè)置目的是讓學生通過學習摩擦學這門交叉學科的課程，了解機械設(shè)計與制造中的摩擦問題，將摩擦學與機械設(shè)計與制造聯(lián)系起來，構(gòu)建機械工程中有關(guān)摩擦、磨損、潤滑的的知識體系，建立機械設(shè)計與制造過程中減摩抗磨、節(jié)能降耗的一體化意識，結(jié)合本專業(yè)的“機械工程”方向的要求，既關(guān)注機械設(shè)備、構(gòu)件與零件的強度與剛度的問題，也關(guān)注機械運行過程摩擦、磨損與潤滑的問題，不僅有利于更新升級現(xiàn)有機械設(shè)備，又有利于創(chuàng)新性的開發(fā)新的機械設(shè)備，擴展專業(yè)知識領(lǐng)域，為學生從事專業(yè)工作奠定摩擦學的理論基礎(chǔ)。三、課程的基本要求1、了解摩擦學的基本概念、研究內(nèi)容、研究對象及其發(fā)展

3、過程。2、掌握固體表面基礎(chǔ)理論：固體表面的特性與結(jié)構(gòu)，固體表面的幾何特性，固體表面的物理化學特性和固體表面的接觸力學3、掌握摩擦理論：摩擦定律，現(xiàn)代摩擦理論和影響摩擦的因素，減摩材料。4、掌握磨損原理及其計算：磨損的類型、磨損機理及影響因素，磨損計算方法。5、熟悉多種潤滑材料的結(jié)構(gòu)及性能：潤滑油、潤滑脂、和固體潤滑材料的種類、性能及其應(yīng)用。6、掌握多種潤滑理論：流體潤滑理論，彈性流體潤滑理論，邊界潤滑理論。7、了解摩擦、磨損測試技術(shù)和固體表面分析技術(shù)。知識：掌握摩擦學的基本概念、研究內(nèi)容、研究對象及其發(fā)展過程，固體表面的特性與結(jié)構(gòu)，固體表面的物理化學特性，固體表面的接觸力學；經(jīng)典摩擦定律，現(xiàn)代

4、摩擦理論和影響摩擦的因素，減摩材料；磨損的類型、磨損機理及影響因素，磨損計算方法；潤滑油、潤滑脂和固體潤滑材料的種類、性能及其應(yīng)用；流體潤滑理論，彈性流體潤滑理論，邊界潤滑理論及其應(yīng)用等知識，建立摩擦學設(shè)計的基本思維方式，形成機械設(shè)計摩擦磨損潤滑的基本知識結(jié)構(gòu)體系。能力：將摩擦學的知識用于解決機械設(shè)計、制造和維護保養(yǎng)的工程問題，針對具體工況條件，分析摩擦副的摩擦、磨損特點，合理選用減摩抗磨材料及其潤滑方式和潤滑材料，培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的能力；初步掌握“控制摩擦、減輕磨損、改善潤滑”的主要方法，掌握摩擦學的基本測試技術(shù)，針對具體問題提出有效的解決方案，提高機械工程研究、設(shè)計的工作能力。 素質(zhì)：

5、通過課程中的分析討論、辯論來培養(yǎng)學生溝通交流素質(zhì)，建立摩擦學理論、設(shè)計到應(yīng)用的思維模式，提升理解機械工程設(shè)計及制造的基本素質(zhì)。通過課外導(dǎo)學的模式，提升自主學習和終身學習的意識，形成不斷學習和適應(yīng)發(fā)展的素質(zhì)。四、教學內(nèi)容、重點難點及教學設(shè)計章節(jié)教學內(nèi)容總學時學時分配教學重點教學難點教學方案設(shè)計（含教學方法、教學手段）講課(含研討)實踐第1章緒論1摩擦學起源、內(nèi)容和發(fā)展動向講述研究發(fā)展歷程、研究及研究方法摩擦學起源、研究 內(nèi)容用著名人物史事講述摩擦學的發(fā)展過程，用統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)狀講解摩擦學的重要意義和研究內(nèi)容。第2章固體表面5介紹固體表面的形貌特征、性質(zhì)和表面接觸2表面組成及性質(zhì)，表面幾何形貌的表

6、征方法。接觸力學，表面接觸，塑性變形判據(jù)。表面物理化學特性、表面輪廓的表征、接觸力學和表面接觸變形。教學思路：由固體表面宏微觀形貌引入表面幾何表征方法和接觸力學變形模型，通過表面物理化學突出固體表面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的特點。教學模式：課前導(dǎo)學、課程講授、課堂提問、作業(yè)與實驗教學相 結(jié)合。第3章摩擦原理4滑動和滾動摩擦原理及其影響因素、減摩材料摩擦分類及其庫倫摩擦定理，簡單摩擦理論、著黏摩擦理論、滾動摩擦機理粘著摩擦原理、滾動磨折機理和影響磨擦因素教學思路：由經(jīng)典摩擦定律講解其不足之處，重點介紹現(xiàn)代摩擦理論和影響摩擦的因素和新型減摩材料。教學模式：課前導(dǎo)學、采用PPT課程講授、課堂提問與討論、作業(yè)相結(jié)

7、合第4章磨損原理4基本概念、磨損機理、磨損計算和設(shè)計及耐磨材料磨損機理、磨損計算和設(shè)計五種磨損機理及影響因素、 抗磨設(shè)計計算教學思路：先講解磨損的基本概念和磨損參數(shù)，突出磨損原理和磨損計算方法。教學模式：課前導(dǎo)學、采用PPT課程講授、課堂提問與討論、作業(yè)相結(jié)合第5章潤滑材料4基本概念，液體潤滑材料、潤滑脂、固體潤滑劑和氣體潤 滑劑2潤滑油和潤滑脂的類型、性能及合理選用、固體潤滑材料的類型結(jié)構(gòu)和性能潤滑油的性質(zhì)及應(yīng)用，合理選用潤滑脂的原則及固體潤滑材料特點教學思路：先講解潤滑材料的類型，突出潤滑油性能指標和應(yīng)用，并簡述其它潤滑劑。教學模式：課前導(dǎo)學、采用PPT課程講授、視頻材料、課堂提問與討論、

8、作業(yè)相結(jié)合。第6章流體膜潤滑理論4潤滑狀態(tài)、流體動靜壓潤滑理論及滑動軸承的設(shè)計計算潤滑狀態(tài)判據(jù)、過渡，流體潤滑的基本理論、推力軸承的設(shè)計計算、靜壓潤滑理論及計算潤滑狀態(tài)過理論，雷諾方程的簡化、推力承軸的設(shè)計計算。教學思路：先講解潤滑狀態(tài)及其摩擦特點，再講解流體潤滑理論，突出軸承的潤滑理論及其設(shè)計計算。教學模式：課前導(dǎo)學、采用PPT課程講授、視頻材料、課堂提問與討論、作業(yè)相結(jié)合第7章彈性流體動壓潤滑理論和邊界潤滑理論4彈性流動壓潤滑理論，邊界潤滑膜的性能、形成機理及影響潤滑因素。彈性流體動壓潤滑方程計算及應(yīng)用，邊界潤滑膜的形成機理及其減摩作用。彈流方程的求解、Dowson方程彈性流體動壓方程的計

9、算，邊界潤滑膜的性質(zhì)及減摩 機理教學思路：由流體潤滑理論引入彈性流體潤滑理論，突出典型摩擦副的潤滑計算，通過表面化學突出邊界潤滑形成機理及減摩效應(yīng)。教學模式：課前導(dǎo)學、采用PPT課程講授、視頻材料、課堂提問、討論與作業(yè)相結(jié)合第8章摩擦學測試技術(shù)4摩擦磨損試驗機的分類、用途和使用方法，摩擦溫度、表面形貌的測量方法2摩擦磨損試驗機的原理、結(jié)構(gòu)和用途，摩擦溫度和表面結(jié)構(gòu)的測量方法及儀器摩擦磨損試驗的原理、結(jié)構(gòu)，表面形貌儀的測試原理教學思路：講解摩擦學和參數(shù)的主要方法和主要測試儀器的結(jié)構(gòu)和功能。教學模式：課前導(dǎo)學、采用PPT課程講授、課堂提問討論、作業(yè)與實驗相結(jié)合考試2合計32五、實驗內(nèi)容與要求：實驗

10、名稱實驗內(nèi)容學時基本要求液體界面性能測量1. 掌握界面張力的測量原理；利用界面張力儀測定水、潤滑油的表面張力，及油水界面張力。2測試不同性質(zhì)的液體在不同固體表面的接觸角，了解固體表面性質(zhì)對液體潤濕的影響。2掌握表面張力和表面接觸測量儀的測量原理、結(jié)構(gòu)和方法；了解不同液體的表面特性及液體在固體表面上的鋪展和潤濕。潤滑劑理化性能的測定測量兩種潤滑劑的運動粘度和開口閃點測定。2掌握潤滑劑的理化性能常用測試方法和技術(shù)。潤滑劑的摩擦磨損實驗1.測量一種潤滑油的最大無卡咬負荷（油膜強度）、抗磨性能、摩擦系數(shù)。2.測量基礎(chǔ)油，5wt%油性劑+基礎(chǔ)油、5wt%極壓劑+基礎(chǔ)油等三個油樣的最大無卡咬負荷。2了解四球磨損試驗機的基本結(jié)構(gòu)；掌握潤滑劑油膜強度、抗磨性能和摩擦系數(shù)的測試方法。了解常用潤滑油的摩擦學性能及減摩抗磨添加劑的作用。六、考核方式教學過程中采取講授、討論、分析、大型作業(yè)、課前導(dǎo)學的方式進行，注重過程考核，考核方式包括