摩擦學設計PPT之第6章：摩擦學系統(tǒng)分析

1、 一、摩擦學系統(tǒng)的定義一、摩擦學系統(tǒng)的定義1、系統(tǒng)、系統(tǒng)定義：系統(tǒng)是指定義：系統(tǒng)是指相互之間具有有機聯(lián)系、相互作用、相互依賴的若干組相互之間具有有機聯(lián)系、相互作用、相互依賴的若干組成部分（可以是環(huán)節(jié)、元素或部件）結合而成，并具有成部分（可以是環(huán)節(jié)、元素或部件）結合而成，并具有特定功能特定功能的有機的有機整體整體。系統(tǒng)有大有小、有繁有簡。系統(tǒng)具有集合性、相關性、階層性、整體性、系統(tǒng)有大有小、有繁有簡。系統(tǒng)具有集合性、相關性、階層性、整體性、目的性和環(huán)境適應性。目的性和環(huán)境適應性。從不同的觀點和不同的角度可把系統(tǒng)分為：自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)、實體從不同的觀點和不同的角度可把系統(tǒng)分為：自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)

2、、實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)、閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)和動態(tài)系統(tǒng)、確定系系統(tǒng)與概念系統(tǒng)、閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)和動態(tài)系統(tǒng)、確定系統(tǒng)和離散系統(tǒng)等等。統(tǒng)和離散系統(tǒng)等等。2、摩擦學系統(tǒng)、摩擦學系統(tǒng)根據(jù)摩擦學和系統(tǒng)的概念，可將摩擦學系統(tǒng)定義如下：根據(jù)摩擦學和系統(tǒng)的概念，可將摩擦學系統(tǒng)定義如下：摩擦學系統(tǒng)摩擦學系統(tǒng)是由是由具有特定功能具有特定功能的機械系統(tǒng)或其他自然系統(tǒng)抽象而成的、的機械系統(tǒng)或其他自然系統(tǒng)抽象而成的、由由摩擦學元素摩擦學元素構成的、用以構成的、用以研究摩擦學元素的行為結果的系統(tǒng)研究摩擦學元素的行為結果的系統(tǒng)。 二、摩擦學系統(tǒng)的構成二、摩擦學系統(tǒng)的構成一臺機器通常有多個摩擦副，它們是摩擦

3、學系統(tǒng)的基本組成部分。這些一臺機器通常有多個摩擦副，它們是摩擦學系統(tǒng)的基本組成部分。這些摩擦副的結構、載荷、相對運動、環(huán)境條件可能有很大差別，但是它們摩擦副的結構、載荷、相對運動、環(huán)境條件可能有很大差別，但是它們又是處在同一系統(tǒng)中，相互之間具有多方面的聯(lián)系和影響。如：一個摩又是處在同一系統(tǒng)中，相互之間具有多方面的聯(lián)系和影響。如：一個摩擦副上的力和運動，往往通過構件傳遞到其他許多摩擦副上；在使用油擦副上的力和運動，往往通過構件傳遞到其他許多摩擦副上；在使用油潤滑的機器中，各個摩擦副往往共用一個潤滑系統(tǒng)。進入機器的磨粒、潤滑的機器中，各個摩擦副往往共用一個潤滑系統(tǒng)。進入機器的磨粒、各個摩擦副產(chǎn)生的

4、磨屑和摩擦熱都由這個系統(tǒng)的潤滑油作為載體攜帶到各個摩擦副產(chǎn)生的磨屑和摩擦熱都由這個系統(tǒng)的潤滑油作為載體攜帶到機器的各個部分。這些都表明，各摩擦副之間具有物質和能量的流動。機器的各個部分。這些都表明，各摩擦副之間具有物質和能量的流動。此外，為了保證摩擦副的正常工作，還需要許多支持子系統(tǒng)。如潤滑子此外，為了保證摩擦副的正常工作，還需要許多支持子系統(tǒng)。如潤滑子系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷子系統(tǒng)、狀態(tài)補償和控制子系統(tǒng)。這些子系系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷子系統(tǒng)、狀態(tài)補償和控制子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)一般是針對整個系統(tǒng)而不是針對哪一個摩擦副的。統(tǒng)一般是針對整個系統(tǒng)而不是針對哪一個摩擦副的。一臺機器中所有摩擦副和支持子

5、系統(tǒng)的集合構成了一個摩擦學系統(tǒng)，如一臺機器中所有摩擦副和支持子系統(tǒng)的集合構成了一個摩擦學系統(tǒng)，如圖圖61所示。所示。摩擦學系統(tǒng)摩擦學系統(tǒng)摩摩擦擦副副摩摩擦擦副副摩摩擦擦副副n潤潤滑滑子子系系統(tǒng)統(tǒng)狀態(tài)狀態(tài)監(jiān)測監(jiān)測與與故障故障診斷診斷狀態(tài)狀態(tài)補償補償與與控制控制子系子系統(tǒng)統(tǒng)圖圖6-1 摩擦學系統(tǒng)的構成摩擦學系統(tǒng)的構成對摩擦學系統(tǒng)進行分析的首要步對摩擦學系統(tǒng)進行分析的首要步驟是確定系統(tǒng)的結構，建立起摩驟是確定系統(tǒng)的結構，建立起摩擦學系統(tǒng)。摩擦學系統(tǒng)建立的方擦學系統(tǒng)。摩擦學系統(tǒng)建立的方法是：將一臺機器或裝置中需要法是：將一臺機器或裝置中需要進行摩擦學研究或試驗的對象以進行摩擦學研究或試驗的對象以適當?shù)?/p>

6、方式從中提取出來，與摩適當?shù)姆绞綇闹刑崛〕鰜?，與摩擦學特性無關的構件分隔開來。擦學特性無關的構件分隔開來。將研究對象及其所有參與摩擦磨將研究對象及其所有參與摩擦磨損過程的材料表示為系統(tǒng)的元素損過程的材料表示為系統(tǒng)的元素放在一個框圖內(nèi)，并用各種符號放在一個框圖內(nèi)，并用各種符號加以說明。這些符號不僅顯示系加以說明。這些符號不僅顯示系統(tǒng)中所包含的子系統(tǒng)和元素，還統(tǒng)中所包含的子系統(tǒng)和元素，還要描述元素之間的摩擦學行為、要描述元素之間的摩擦學行為、力的傳遞以及物質、能量和信息力的傳遞以及物質、能量和信息的流動，的流動，摩擦學系統(tǒng)符號如圖摩擦學系統(tǒng)符號如圖62所示。所示。摩擦學系統(tǒng)符號摩擦學行為摩擦學行為

7、系統(tǒng)框系統(tǒng)框施加載荷施加載荷能流或物流能流或物流信息流信息流摩擦學系統(tǒng)的描述就是用上摩擦學系統(tǒng)的描述就是用上述符號建立起系統(tǒng)的框圖，述符號建立起系統(tǒng)的框圖，即即系統(tǒng)框圖法系統(tǒng)框圖法。左邊是描述摩擦學系統(tǒng)所使左邊是描述摩擦學系統(tǒng)所使用的符號及其意義；右邊是用的符號及其意義；右邊是描述膨脹機轉子軸承摩擦學描述膨脹機轉子軸承摩擦學系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。用系統(tǒng)框圖來描述摩擦學系用系統(tǒng)框圖來描述摩擦學系統(tǒng)是因為，摩擦學系統(tǒng)中各統(tǒng)是因為，摩擦學系統(tǒng)中各元素之間的關系十分復雜，元素之間的關系十分復雜，難以用數(shù)學表達式來描述。難以用數(shù)學表達式來描述。對于那些可以用數(shù)學方法描對于那些可以用數(shù)學方法描述

8、的系統(tǒng)，盡可能采用數(shù)學述的系統(tǒng)，盡可能采用數(shù)學描述方法。描述方法。 摩擦學系統(tǒng)不同于一般的實體系統(tǒng)，摩擦學系統(tǒng)的結構參數(shù)摩擦學系統(tǒng)不同于一般的實體系統(tǒng)，摩擦學系統(tǒng)的結構參數(shù)具有顯著地具有顯著地時變特征時變特征，是一個時變系統(tǒng)。具體表現(xiàn)為：，是一個時變系統(tǒng)。具體表現(xiàn)為： 系統(tǒng)的行為使系統(tǒng)的結構參數(shù)變化系統(tǒng)的行為使系統(tǒng)的結構參數(shù)變化。如摩擦熱引起熱變形；磨損使間隙增大；材料轉移改變了表層材料的性如摩擦熱引起熱變形；磨損使間隙增大；材料轉移改變了表層材料的性質；相對運動使某些潤滑油的粘度下降等等。質；相對運動使某些潤滑油的粘度下降等等。 運行參數(shù)使系統(tǒng)的結構參數(shù)變化運行參數(shù)使系統(tǒng)的結構參數(shù)變化。如流

9、體動壓潤滑軸承的支承（油膜）剛度和阻尼，隨表面的相對運動速如流體動壓潤滑軸承的支承（油膜）剛度和阻尼，隨表面的相對運動速度的變化而變化。度的變化而變化。 環(huán)境使系統(tǒng)的結構參數(shù)變化環(huán)境使系統(tǒng)的結構參數(shù)變化。塵埃進入摩擦副成為磨粒，將會使磨損加??；振動使摩擦系數(shù)減小；氣塵埃進入摩擦副成為磨粒，將會使磨損加??；振動使摩擦系數(shù)減??；氣氛不同將影響表面膜的組成、結構和性質等等。氛不同將影響表面膜的組成、結構和性質等等。 維護管理使系統(tǒng)的結構參數(shù)發(fā)生躍變維護管理使系統(tǒng)的結構參數(shù)發(fā)生躍變。 這是這是摩擦學系統(tǒng)的獨具特點摩擦學系統(tǒng)的獨具特點。 在系統(tǒng)生成后，運行中系統(tǒng)的行為使結構參數(shù)發(fā)生連續(xù)的在系統(tǒng)生成后，運

10、行中系統(tǒng)的行為使結構參數(shù)發(fā)生連續(xù)的變化，達到一定程度后就要更換那些變化過度的元素，例變化，達到一定程度后就要更換那些變化過度的元素，例如添加或更換潤滑劑、修復或更換易損件，包括更換濾清如添加或更換潤滑劑、修復或更換易損件，包括更換濾清器的濾芯，從而使系統(tǒng)結構參數(shù)發(fā)生躍變。有時機器在維器的濾芯，從而使系統(tǒng)結構參數(shù)發(fā)生躍變。有時機器在維修后反而會出現(xiàn)嚴重故障，就是這種系統(tǒng)結構參數(shù)（非正修后反而會出現(xiàn)嚴重故障，就是這種系統(tǒng)結構參數(shù)（非正常）躍變的結果。運行管理水平，影響兩次更換之間連續(xù)常）躍變的結果。運行管理水平，影響兩次更換之間連續(xù)變化的規(guī)律，維護水平則決定躍變的方向和程度。變化的規(guī)律，維護水平則

11、決定躍變的方向和程度。 摩擦學系統(tǒng)的時變特征摩擦學系統(tǒng)的時變特征要求在進行摩擦學設計時，不僅應要求在進行摩擦學設計時，不僅應考慮系統(tǒng)生成時的狀態(tài)，而且要考慮生成后運行各個階段考慮系統(tǒng)生成時的狀態(tài)，而且要考慮生成后運行各個階段中狀態(tài)的變化，其中包括磨合過程、正常運行階段中系統(tǒng)中狀態(tài)的變化，其中包括磨合過程、正常運行階段中系統(tǒng)的變化，以及維護中可能發(fā)生的情況，直至完全損壞。的變化，以及維護中可能發(fā)生的情況，直至完全損壞。 另一方面，另一方面，摩擦學系統(tǒng)還具有空間特征摩擦學系統(tǒng)還具有空間特征。摩擦學特性不僅。摩擦學特性不僅取決于構成摩擦副的元素，而且還與摩擦學元素特性的系取決于構成摩擦副的元素，而且

12、還與摩擦學元素特性的系統(tǒng)依賴有關。也就是說，摩擦學特性不僅依賴于所有參與統(tǒng)依賴有關。也就是說，摩擦學特性不僅依賴于所有參與摩擦磨損過程的材料，而且還與運行條件等因素有關。通摩擦磨損過程的材料，而且還與運行條件等因素有關。通常，只要某一個影響因素發(fā)生微小變化，摩擦副的磨損量常，只要某一個影響因素發(fā)生微小變化，摩擦副的磨損量和摩擦系數(shù)就會發(fā)生明顯地變化，摩擦副的摩擦學特性并和摩擦系數(shù)就會發(fā)生明顯地變化，摩擦副的摩擦學特性并不像硬度、強度或其它力學性能那樣僅表現(xiàn)為材料的固有不像硬度、強度或其它力學性能那樣僅表現(xiàn)為材料的固有特性，而是表現(xiàn)為在給定的工作變量下受所有參與摩擦磨特性，而是表現(xiàn)為在給定的工作

13、變量下受所有參與摩擦磨損過程的元素的共同作用制約的系統(tǒng)特性。因此在考慮摩損過程的元素的共同作用制約的系統(tǒng)特性。因此在考慮摩擦學問題時，我們必須利用系統(tǒng)分析的方法，綜合考慮各擦學問題時，我們必須利用系統(tǒng)分析的方法，綜合考慮各個方面的因素。個方面的因素。 一、步驟與方法一、步驟與方法 1.步驟步驟 一臺機器或一套裝置在方案設計階段，通常提出一個或多一臺機器或一套裝置在方案設計階段，通常提出一個或多個結構方案。一個結構方案就給定了一組摩擦學元素和子個結構方案。一個結構方案就給定了一組摩擦學元素和子系統(tǒng)的組合，就可以構成一個摩擦學系統(tǒng)。對所提出結構系統(tǒng)的組合，就可以構成一個摩擦學系統(tǒng)。對所提出結構方案

14、的摩擦學系統(tǒng)，需要運用系統(tǒng)分析的方法進行分析比方案的摩擦學系統(tǒng)，需要運用系統(tǒng)分析的方法進行分析比較，以確定最優(yōu)設計方案。較，以確定最優(yōu)設計方案。 摩擦學系統(tǒng)分析的基本內(nèi)容和一般步驟，如圖摩擦學系統(tǒng)分析的基本內(nèi)容和一般步驟，如圖63所示。所示。產(chǎn)生設計方案產(chǎn)生設計方案作系統(tǒng)方塊圖作系統(tǒng)方塊圖確定分析范圍與元素確定分析范圍與元素分析各元素間摩擦學行為分析各元素間摩擦學行為為簡單系統(tǒng)建模為簡單系統(tǒng)建模分析力，運動，物質，分析力，運動，物質，信息及能量傳遞信息及能量傳遞分析各種行為與各部分析各種行為與各部分行為的耦合分行為的耦合分析環(huán)境對力，運動，物質，分析環(huán)境對力，運動，物質，信息及能量傳遞的影響信

15、息及能量傳遞的影響為環(huán)境對系統(tǒng)的輸入建模環(huán)境對系統(tǒng)的輸入建模建立系統(tǒng)狀態(tài)方程建立系統(tǒng)狀態(tài)方程求解狀態(tài)方程與輸出方程求解狀態(tài)方程與輸出方程結果最優(yōu)？結果最優(yōu)？與其他結果最優(yōu)矛盾？與其他結果最優(yōu)矛盾？打印結果打印結果修改或更換方案修改或更換方案是是是是否否否否 首先是用摩擦學系統(tǒng)符號畫出方案的摩擦學系統(tǒng)框圖。這首先是用摩擦學系統(tǒng)符號畫出方案的摩擦學系統(tǒng)框圖。這種圖能定性地描述元素、子系統(tǒng)之間的相互關系和在系統(tǒng)種圖能定性地描述元素、子系統(tǒng)之間的相互關系和在系統(tǒng)中分析中所要考慮的各種影響因素。在系統(tǒng)框圖形成之后，中分析中所要考慮的各種影響因素。在系統(tǒng)框圖形成之后，參照圖參照圖63 所給的分析步驟進行分

16、析。所給的分析步驟進行分析。 摩擦學系統(tǒng)分析過程總的概括起來有以下四個主要步驟：摩擦學系統(tǒng)分析過程總的概括起來有以下四個主要步驟： 目標系統(tǒng)的分析與選定；目標系統(tǒng)的分析與選定； 系統(tǒng)的模型化；系統(tǒng)的模型化； 系統(tǒng)最優(yōu)化；系統(tǒng)最優(yōu)化； 對解的評價。對解的評價。 在分析時應注意下面幾個方面的問題：在分析時應注意下面幾個方面的問題： 迄今為止，還不能給出一個普遍接受的大系統(tǒng)的分析方法。迄今為止，還不能給出一個普遍接受的大系統(tǒng)的分析方法。然而，對于只含兩表面和潤滑劑的摩擦學系統(tǒng)，其摩擦學然而，對于只含兩表面和潤滑劑的摩擦學系統(tǒng)，其摩擦學行為在很多方面已經(jīng)有比較成熟的模型。在系統(tǒng)分析時，行為在很多方面已

17、經(jīng)有比較成熟的模型。在系統(tǒng)分析時，常常先從這些部分開始。常常先從這些部分開始。 在簡單系統(tǒng)的分析中，要考慮各個元素或子系統(tǒng)之間力的在簡單系統(tǒng)的分析中，要考慮各個元素或子系統(tǒng)之間力的傳遞，物質、能量和信息的流動。對于各個子系統(tǒng)而言，傳遞，物質、能量和信息的流動。對于各個子系統(tǒng)而言，它們是子系統(tǒng)的輸入和輸出；對于大系統(tǒng)而言，則是反映它們是子系統(tǒng)的輸入和輸出；對于大系統(tǒng)而言，則是反映各個子系統(tǒng)之間行為的耦合。各個子系統(tǒng)之間行為的耦合。 如果在分析中，能夠對各種耦合作出比較全面的如果在分析中，能夠對各種耦合作出比較全面的定量描述定量描述，再結合摩擦學行為的模型，就可以建立級別較高的摩擦學再結合摩擦學行

18、為的模型，就可以建立級別較高的摩擦學系統(tǒng)的狀態(tài)方程，從而對于系統(tǒng)在時間歷程中的變化（狀系統(tǒng)的狀態(tài)方程，從而對于系統(tǒng)在時間歷程中的變化（狀態(tài)變化和結構變化）作出量的預測，同時可以由求解輸出態(tài)變化和結構變化）作出量的預測，同時可以由求解輸出方程確定上述變化對環(huán)境的影響。方程確定上述變化對環(huán)境的影響。 當變化和輸出已經(jīng)獲得，就能據(jù)此對某一方案設計所做的當變化和輸出已經(jīng)獲得，就能據(jù)此對某一方案設計所做的選擇作出評估。如果有一個以上的方案平行進行分析，就選擇作出評估。如果有一個以上的方案平行進行分析，就可以通過尋優(yōu)獲得最佳方案?？梢酝ㄟ^尋優(yōu)獲得最佳方案。 如果從摩擦學系統(tǒng)設計得到的最佳方案，與由結構設計

19、或如果從摩擦學系統(tǒng)設計得到的最佳方案，與由結構設計或熱力學流程設計等其他方面的設計，所做出的選擇發(fā)生矛熱力學流程設計等其他方面的設計，所做出的選擇發(fā)生矛盾，這就要從全局最優(yōu)的目標出發(fā)作出決策。盾，這就要從全局最優(yōu)的目標出發(fā)作出決策。原則是原則是局部局部最優(yōu)服從全局最優(yōu)。最優(yōu)服從全局最優(yōu)。 2.分析的方法分析的方法摩擦學行為的系統(tǒng)分析是在系統(tǒng)論的指導下，以摩擦學理論知識為基礎，摩擦學行為的系統(tǒng)分析是在系統(tǒng)論的指導下，以摩擦學理論知識為基礎，靈活運用已有的分析方法對摩擦學系統(tǒng)進行分析，以獲得最佳設計方案的靈活運用已有的分析方法對摩擦學系統(tǒng)進行分析，以獲得最佳設計方案的分析過程。分析過程。對于機械系

20、統(tǒng)，常用的系統(tǒng)分析方法有以下幾種：對于機械系統(tǒng)，常用的系統(tǒng)分析方法有以下幾種：黑箱切割法黑箱切割法 也稱系統(tǒng)撕裂法。就是把模型切割成較小的單元，使系統(tǒng)也稱系統(tǒng)撕裂法。就是把模型切割成較小的單元，使系統(tǒng)與它周圍的介質分開，然后匯集所有的輸入和輸出，識別系統(tǒng)的元素，表與它周圍的介質分開，然后匯集所有的輸入和輸出，識別系統(tǒng)的元素，表明各元素之間的相互關系和相互作用，確定有關元素的性能。明各元素之間的相互關系和相互作用，確定有關元素的性能。黑箱法黑箱法 從系統(tǒng)外部可以把系統(tǒng)看作是有輸入和輸出的黑箱，技術功能從系統(tǒng)外部可以把系統(tǒng)看作是有輸入和輸出的黑箱，技術功能表示輸入和輸出之間的關系，用傳遞函數(shù)表示它

21、們之間的數(shù)量關系。用黑表示輸入和輸出之間的關系，用傳遞函數(shù)表示它們之間的數(shù)量關系。用黑箱法可以確定出系統(tǒng)的輸入、有用輸出、損耗輸出和干擾因素之間的數(shù)量箱法可以確定出系統(tǒng)的輸入、有用輸出、損耗輸出和干擾因素之間的數(shù)量關系。這種方法在摩擦學系統(tǒng)分析中的應用愈來愈受到人們的重視。關系。這種方法在摩擦學系統(tǒng)分析中的應用愈來愈受到人們的重視。 灰箱法灰箱法 認為系統(tǒng)內(nèi)部相當一部分因素的性質和相互作用認為系統(tǒng)內(nèi)部相當一部分因素的性質和相互作用是已知的，在黑箱分析過程中在把這些已知因素給以考慮。是已知的，在黑箱分析過程中在把這些已知因素給以考慮。 鍵圖法鍵圖法 是把工程系統(tǒng)用給定空間區(qū)域內(nèi)的多端網(wǎng)絡構成是把

22、工程系統(tǒng)用給定空間區(qū)域內(nèi)的多端網(wǎng)絡構成來表示，用來表示，用ENPORT計算機程序從適當?shù)逆I圖模型和規(guī)定的計算機程序從適當?shù)逆I圖模型和規(guī)定的擾動直接提供動態(tài)響應，而不需要預先明確地列出狀態(tài)方程。擾動直接提供動態(tài)響應，而不需要預先明確地列出狀態(tài)方程。這種方法在摩擦學系統(tǒng)分析中，只能用于磨損的穩(wěn)態(tài)模型分這種方法在摩擦學系統(tǒng)分析中，只能用于磨損的穩(wěn)態(tài)模型分析。析。 在摩擦學系統(tǒng)分析中，一般系統(tǒng)的各種分析方法也可以根據(jù)在摩擦學系統(tǒng)分析中，一般系統(tǒng)的各種分析方法也可以根據(jù)需要加以選用，并與上述方法配合使用。所以說，摩擦學系需要加以選用，并與上述方法配合使用。所以說，摩擦學系統(tǒng)分析并不是另外搞一套方法，而是

23、盡可能利用已有的分析統(tǒng)分析并不是另外搞一套方法，而是盡可能利用已有的分析方法，在系統(tǒng)論指導下處理好這些方法聯(lián)合使用時的關系。方法，在系統(tǒng)論指導下處理好這些方法聯(lián)合使用時的關系。 二、摩擦學系統(tǒng)分析內(nèi)容二、摩擦學系統(tǒng)分析內(nèi)容 1.摩擦磨損過程的分析摩擦磨損過程的分析上面已經(jīng)提到，一臺機器或裝置中所上面已經(jīng)提到，一臺機器或裝置中所有摩擦副和支持子系統(tǒng)的集合，構成有摩擦副和支持子系統(tǒng)的集合，構成了摩擦學系統(tǒng)。對于摩擦副這樣的子了摩擦學系統(tǒng)。對于摩擦副這樣的子系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析，首先是將一臺機系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析，首先是將一臺機器或裝置中需要進行摩擦學研究或試器或裝置中需要進行摩擦學研究或試驗的對象以適當?shù)?/p>

24、方式與其它與摩擦驗的對象以適當?shù)姆绞脚c其它與摩擦學特性無關的構件分隔開；將對象所學特性無關的構件分隔開；將對象所有參與摩擦磨損過程的材料表示為系有參與摩擦磨損過程的材料表示為系統(tǒng)的元素，并把它放在系統(tǒng)框圖中，統(tǒng)的元素，并把它放在系統(tǒng)框圖中，建立摩擦學系統(tǒng)的分析系統(tǒng)，如建立摩擦學系統(tǒng)的分析系統(tǒng)，如圖圖6-4所示所示。例如，用這種方法來描述齒輪傳例如，用這種方法來描述齒輪傳動裝置，如圖動裝置，如圖65所示。所示。輸入轉速輸入轉速n1，轉矩，轉矩M1輸出轉速輸出轉速n2，轉矩，轉矩M2通過齒輪傳動裝置這一摩擦學系通過齒輪傳動裝置這一摩擦學系統(tǒng)的結構實現(xiàn)的。這個系統(tǒng)的元統(tǒng)的結構實現(xiàn)的。這個系統(tǒng)的元素包

25、括兩個齒輪、潤滑介質和空素包括兩個齒輪、潤滑介質和空氣。氣。例如一個滑動軸承，由軸、軸瓦、潤滑介質和氣氛組成。輸入量從外部影例如一個滑動軸承，由軸、軸瓦、潤滑介質和氣氛組成。輸入量從外部影響摩擦學系統(tǒng)的結構，并決定摩擦學系統(tǒng)的工作變量響摩擦學系統(tǒng)的結構，并決定摩擦學系統(tǒng)的工作變量(負荷集負荷集)，它通過摩擦，它通過摩擦學系統(tǒng)的結構向有用輸出轉化。同時，摩擦磨損作為損耗量被輸出。學系統(tǒng)的結構向有用輸出轉化。同時，摩擦磨損作為損耗量被輸出。這些元素有著各自的性能，其中齒輪由具有給定力學、物理和化學性能的這些元素有著各自的性能，其中齒輪由具有給定力學、物理和化學性能的材料制成并處于圖示的狀態(tài)。潤滑介

26、質具有一定的粘度并在必要時加入特材料制成并處于圖示的狀態(tài)。潤滑介質具有一定的粘度并在必要時加入特殊的極壓添加劑。通過傳動過程，齒輪之間以及齒輪與潤滑劑之間產(chǎn)生相殊的極壓添加劑。通過傳動過程，齒輪之間以及齒輪與潤滑劑之間產(chǎn)生相互作用。互作用。這些相互作用可以是潤滑劑中的添這些相互作用可以是潤滑劑中的添加劑與齒面之間的摩擦化學反應，加劑與齒面之間的摩擦化學反應，并由此形成起保護作用的反應模；并由此形成起保護作用的反應模；也可以由于持久的交變機械應力作也可以由于持久的交變機械應力作用而引起點蝕。如果潤滑膜遭到破用而引起點蝕。如果潤滑膜遭到破壞，最嚴重的后果是導致粘著失效，壞，最嚴重的后果是導致粘著失

27、效，也就是所謂的也就是所謂的“膠合膠合”。傳動過程。傳動過程中，摩擦和磨損作為損耗量出現(xiàn)。中，摩擦和磨損作為損耗量出現(xiàn)。由于磨損，齒輪的尺寸發(fā)生變化，由于磨損，齒輪的尺寸發(fā)生變化，從而導致齒輪的形狀特性和整個摩從而導致齒輪的形狀特性和整個摩擦學系統(tǒng)結構的改變。于是，傳動擦學系統(tǒng)結構的改變。于是，傳動裝置的功能將逐漸降低，而且當齒裝置的功能將逐漸降低，而且當齒輪輪“膠合膠合”時，傳動裝置將會突然時，傳動裝置將會突然失效。失效。 2.潤滑狀態(tài)分析潤滑狀態(tài)分析潤滑是用以控制摩擦和減少磨損的主要手段。不同的潤滑狀態(tài)，就會有不潤滑是用以控制摩擦和減少磨損的主要手段。不同的潤滑狀態(tài)，就會有不同的摩擦阻力和

28、不同的磨損規(guī)律，其它許多派生的過程也會完全不同。由同的摩擦阻力和不同的磨損規(guī)律，其它許多派生的過程也會完全不同。由此潤滑狀態(tài)分析常常是其它摩擦學特性分析的基礎，一般先行進行分析。此潤滑狀態(tài)分析常常是其它摩擦學特性分析的基礎，一般先行進行分析。在方案設計時，正確選擇潤滑在方案設計時，正確選擇潤滑狀態(tài)是十分重要的，這是系統(tǒng)能狀態(tài)是十分重要的，這是系統(tǒng)能否可靠而經(jīng)濟地實現(xiàn)運動保證功否可靠而經(jīng)濟地實現(xiàn)運動保證功能的關鍵。因為各種潤滑狀態(tài)下能的關鍵。因為各種潤滑狀態(tài)下潤滑劑的作用機理差別很大，其潤滑劑的作用機理差別很大，其分析方法也完全不同。在系統(tǒng)分分析方法也完全不同。在系統(tǒng)分析時，先要對方案設計中所采用析時，先要對方案設計中所采用的潤滑狀態(tài)由核算或試驗加以確的潤滑狀態(tài)由核算或試驗加以確認，然后才能選取相應的分析方認，然后才能選取相應的分析方法。潤滑狀態(tài)可根據(jù)法。潤滑狀態(tài)可根據(jù)Stribeck曲曲線來判定，如圖線來判定，如圖6-6所示。所示。這條曲線給出了主要幾種潤滑狀態(tài)的基本描述，它使用于以油作潤滑這條曲線給出了主要幾種潤滑狀態(tài)的基本描述，它使用于以油作潤滑劑的情況。曲線的縱坐標是摩擦系數(shù)劑的情況。曲線的縱坐標是摩擦系數(shù)，橫坐標是一個與系統(tǒng)特性有關，橫坐標是一個與系統(tǒng)特性有關的參數(shù)組合，稱為狀態(tài)系數(shù)的參數(shù)組合，稱為狀態(tài)系數(shù)G，其關系表達式如下：，其關系表達