機械設(shè)計摩擦多媒體

機械設(shè)計摩擦多媒體第一頁，共二十三頁，2022年，8月28日二、摩擦的種類干摩擦NVN邊界摩擦VN液體摩擦V沒有潤滑劑很薄油膜被厚的油膜完全隔開第二頁，共二十三頁，2022年，8月28日兩個無潤滑物體之間的摩擦，主要是由兩種因素所構(gòu)成：一是摩擦面的實際接觸區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的粘著；二是較硬表面上的微凸體在較軟表面上所起的犁刨作用。那么，怎么樣來區(qū)別邊界摩擦、混合摩擦和液體摩擦的界限呢？可用膜厚比來劃分：式中：hmin——兩粗糙面間的最小公稱油膜厚度，m；

Ra——兩表面的綜合粗糙度；m；

Ra1、Ra2——分別為兩表面的輪廓算術(shù)平均偏差，m；當<0.4時為邊界摩擦；當0.43.0時為混合摩擦；當>3～5后則為液體摩擦。第三頁，共二十三頁，2022年，8月28日三、牛頓流體定律yx0V=0ABVhN0S(面積)

如圖所示，在兩個平行的平板間充滿具有一定粘度的潤滑油，若平板A以速度V移動，另一平板B靜止不動，則由于油分子與平板表面的吸附作用，將使貼近板A的油層以同樣的速度V隨板移動；而貼近板B的油層則靜止不動。由于層與層之間速度不同，于是形成各油層間的相對滑移，在各層的界面上就存在有相應(yīng)的剪應(yīng)力。第四頁，共二十三頁，2022年，8月28日牛頓在1687年提出一個粘性液的摩擦定律（簡稱粘性定律），即在流體中任意點處的剪應(yīng)力均與其剪切率（或速度梯度）成正比。若用數(shù)學(xué)形式表示這一定律，即為：式中：——流體單位面積上的剪切阻力，即剪應(yīng)力；

dv/dy——流體沿垂直于運動方向（即沿圖3-6中y軸方向或流體膜厚度方向）的速度梯度，式中的“－”號表示v隨y的增大而減??；

——比例常數(shù)，即流體的動力粘度。摩擦學(xué)中把凡是服從這個粘性定律的液體都叫牛頓液體。第五頁，共二十三頁，2022年，8月28日四、液體動壓潤滑的條件（楔形承載機理）（1）兩個運動的表面要有楔形間隙；（2）被油膜分開的兩表面有一定相對滑動速度，且大口向小口；（3）潤滑油必須有一定的粘度。Pmax油壓P分布曲線abcVxy各油層的速度分布壓力油膜h0p/x>0p/x=0p/x<0>h0h=h0h<h0＋Pmax

－產(chǎn)生內(nèi)壓h=h0進=出不產(chǎn)生油壓除非靠供應(yīng)壓力油進少、出多產(chǎn)生負壓（a）由大口小口（b）兩平板平行（c）由小口大口圖3-9兩相對運動平板間油層中的速度分布和壓力分布第六頁，共二十三頁，2022年，8月28日流體動壓潤滑是依靠摩擦副的兩滑動表面作相對運動時把油帶入兩表面之間，形成具有足夠壓力的油膜，從而將兩表面隔開。然而動壓油膜的形成必須滿足一定的條件。為此，首先討論圖3-8中相對運動的平板完全被一層油膜分開的情形。設(shè)板A沿x軸方向以速度V移動；另一板B為靜止?，F(xiàn)從層流運動的油膜中取一微單元體進行分析。由圖可見，作用在此微單元體右面和左面的壓力分別為p及(p+p/xdx)，作用在單元體上、下兩面的剪切力分別為及(+/ydy)。根據(jù)x方向的平衡條件，得：第七頁，共二十三頁，2022年，8月28日整理后得：該式為一維雷諾方程的一般表達式。根據(jù)上面分析可知，相對滑動的兩平板間形成的壓力油膜能夠承受外載荷的基本條件是：a）相對運動表面間必須形成油楔；由上式可見，若兩平板平行時，任何截面處的油膜厚度h=h0，亦即p/x=0，這表示油壓沿x軸方向無變化。如果不提供壓力油的話，則油膜對外載荷無承載能力。若各油層的速度分布規(guī)律如圖3-9b中的虛線所示，那么進入間隙的油量必然大于流出間隙的油量。則進入此楔形空間的過剩油量，必將由進口a及出口c兩處截面被擠出，即產(chǎn)生一種因壓力而引起的流動。結(jié)果便形成如圖中實線所示的速度分布規(guī)律。第八頁，共二十三頁，2022年，8月28日在ab(h>h0)段，p/x>0，即壓力沿x方向逐漸增大；而在bc(h<h0)段，即p/x<0，這表明壓力沿x方向逐漸降低。在a和c之間必有一處（b點）的油流速度變化規(guī)律不變，即p/x=0，因而壓力p達到最大值。由于油膜沿著x方向各處的油壓都大于入口和出口的油壓，且壓力形成如圖3-9b上部曲線所示的分布，因而能承受一定的外載荷。b）被油膜分開的兩表面必須有一定的相對滑動速度；由式（3-10）可知，若將速度V降低，則p/x亦將降低，此時油膜各點的壓力強度也會隨之降低。如V降低過多，油膜將無法支持外載荷，而使兩表面直接接觸，致使油膜破裂，液體摩擦也就消失。c）潤滑油必須有一定的粘性。第九頁，共二十三頁，2022年，8月28日五潤滑裝置設(shè)計p2991、常用潤滑方式和裝置油杯第十頁，共二十三頁，2022年，8月28日2、典型零件的潤滑滑動軸承、滾動軸承脂潤滑：可承受較大載荷，便于密封及維護，不宜填充過多

dn<（1.5~2）╳

105mmr/min油潤滑：噴油或浸油、浸油高度不超過滾動體中心

dn>（1.5~2）╳

105mmr/min第十一頁，共二十三頁，2022年，8月28日v↑——攪油損失↑?：浸油：噴油攪起油池底部雜質(zhì)—加速磨損3、齒輪潤滑第十二頁，共二十三頁，2022年，8月28日1.浸油深度不能太高，一般一個齒高~r/3,否則攪油損失大。2.油面距箱體底面距離：>30~50mm第十三頁，共二十三頁，2022年，8月28日潤滑方法：：蝸桿下置浸油潤滑：蝸桿上置浸油（攪油阻力大）：壓力噴油潤滑,油嘴對著蝸桿嚙入端蝸桿布置蝸桿下置：浸入油中深度至少一個牙高，但油面不應(yīng)超過軸承最低滾動體的中心。蝸桿上置：浸入油池的蝸輪深度為（1/6~1/3）r2蝸桿下置式冷卻效果更好。4、蝸輪蝸桿潤滑第十四頁，共二十三頁，2022年，8月28日油潤滑：噴油或浸油、浸油高度不超過滾動體中心

dn>（1.5~2）╳

105mmr/min浸油潤滑第十五頁，共二十三頁，2022年，8月28日滾動軸承的密封六密封裝置設(shè)計p304第十六頁，共二十三頁，2022年，8月28日第十七頁，共二十三頁，2022年，8月28日習題：第三章摩擦、磨損及潤滑理論一、選擇題3-1現(xiàn)在把研究有關(guān)摩擦、磨損與潤滑的科學(xué)與技術(shù)統(tǒng)稱為4。（1）摩擦理論；（2）磨損理論；（3）潤滑理論；（4）摩擦學(xué)；3-2兩相對滑動的接觸表面，依靠吸附的油膜進行潤滑的摩擦狀態(tài)稱為3。（1）液體摩擦；（2）干摩擦；（3）混合摩擦；（4）邊界摩擦；3-3兩摩擦表面間的膜厚比=0.4～3時，其摩擦狀態(tài)為4；兩摩擦表面間的膜厚比<0.4時，其摩擦狀態(tài)為3；兩摩擦表面間的膜厚比>3～5時，其摩擦狀態(tài)為1。（1）液體摩擦；（2）干摩擦；（3）混合摩擦；（4）邊界摩擦；第十八頁，共二十三頁，2022年，8月28日3-4采用含有油性和極壓添加劑的潤滑劑，主要是為了減??？。（1）粘著磨損；（2）表面疲勞磨損；（3）磨粒磨損；（4）腐蝕磨損；3-5通過大量試驗，得出的摩擦副的磨損過程圖（磨損量q與時間t的關(guān)系曲線），圖中a是正確的。tqtqtqtqa)b)c)d)第十九頁，共二十三頁，2022年，8月28日3-6根據(jù)牛頓液體粘性定律，大多數(shù)潤滑油油層間相對滑動時所產(chǎn)生的切應(yīng)力與偏導(dǎo)數(shù)v/y之間的關(guān)系是1。（1）；（2）；（3）；（4）;3-7潤滑油的2又稱為絕對粘度。（1）運動粘度；（2）動力粘度；（3）恩格爾粘度；（4）塞氏通用秒；3-8動力粘度的c.g.s制（絕對單位制）單位為1。（1）泊(p)；（2）厘斯(cst)；（3）恩氏度(E)；（4）帕.秒(Pa.s)；3-9動力粘度的國際單位制(SI)單位為4。（1）泊(p)；（2）厘斯(cst)(運動粘度CGS)；（3）恩氏度(E)；（4）帕.秒(Pa.s)；3-10運動粘度是動力粘度與同溫下潤滑油1的比值。（1）密度；（2）質(zhì)量m；（3）相對密度d；（4）速度v；第二十頁，共二十三頁，2022年，8月28日3-11運動粘度的國際單位制(SI)單位為1。（1）m2/s；（2）厘斯(cst)；（3）厘泊(cp);(4)帕.秒(Pa.s);3-12當壓力加大時，潤滑油的粘度1(一般來說)。（1）隨之加大；（2）保持不變；（3）隨之減??；（4）增大還是減小或不變，視潤滑油性質(zhì)而定；3-13當溫度升高時，潤滑油的粘度2。（1）隨之升高；（2）隨之降低；（3）保持不變；（4）升高或降低視潤滑油性質(zhì)而定；3-14在新國標中，潤滑油的恩氏粘度(E)是在規(guī)定的溫度t等于

攝氏度時測定的。1（1）20C；（2）40C；（3）50C；（4）100C；第二十一頁，共二十三頁，2022年，8月28日二、分析題1、何謂摩擦、磨損和潤滑？它們之間的相互關(guān)系如何？阻止兩物體接觸表面發(fā)生切向相互滑動或滾動的現(xiàn)象。物體表面相對運動時工作表面物質(zhì)損失或產(chǎn)生殘余變形的現(xiàn)象。用潤滑劑減少兩摩擦表面之間的摩擦和磨損或其他形式的表面破壞的措施。2、按摩擦面間的潤滑狀況，滑動摩擦可分哪幾種？4種：干摩擦、邊界摩擦、混合摩擦、流體/液體摩擦3、按照磨損機理分，磨損有哪幾種基本類型？它們各有什么主要特點