工程摩擦學基礎-第三章(編輯修改稿)
2025-03-16 15:52 本頁面
【文章內容簡介】 r22rh+h2+a2=r2 a2=2rhh2 h很小時 ， a≈ rh22121 ?????????????? rhrhrhh ??故由機械作用分量求得的摩擦系數(shù)： μ 2＝ 由分子作用分量求得的摩擦系數(shù)為： μ 1= τ 0— 分子粘著連接的剪切阻力。對無潤滑的金屬摩擦副， τ 0 =25～ 300KPa；有潤滑時為 10KPa；對于金屬和聚合物的摩擦副 τ 0=2～ 5KPa。 Pr— 摩擦接觸點的平均壓力 。 β — 系數(shù) 。 ?? ?rp0 總摩擦系數(shù)為： μ=μ 1+μ 2= kx— 系數(shù) ， 對單個微凸體的塑性接觸 kx=； 對于彈性接觸 ， kx=。 rhKp xr0 ???? 五、摩擦的能量理論 ? 對摩擦的能量理論的研究有兩種看法：一種是從表面能量的觀點出發(fā)分析摩擦機理； ? 另一種是從能量的平衡觀點來綜合分析摩擦過程 ? 表面能量的觀點 ? 材料的滑動過程中，粘結點的尺寸不僅取決于塑性變形過程，而且還受到表面的吸引力的影響。 ????????rHctgWHabb ?? 21μ= τ b— 粘著點的剪切強度； H— 軟材料的硬度； Wab— 粘著表面的能量； r— 粘著點的平均半徑； θ — 微凸體與水平面的傾斜角。 ? 能量平衡理論 在摩擦過程中，會出現(xiàn)一些與能量消耗有關的現(xiàn)象，如彈性和塑性變形、發(fā)光、輻射、振動及噪聲等，要采用了系統(tǒng)分析的方法來解釋。 設系統(tǒng)結構為 S， 則 S=｛ A,P,R｝ 式中： A— 系統(tǒng)元素； P— 元素性質； R— 元素之間互相作用。 以油潤滑齒輪傳動為例 (1)(2)(3)(4 )摩擦學系統(tǒng)有四個元素：摩擦副齒輪1和 2；中間材料 3；周圍介質 4。 各種齒輪傳動的摩擦狀態(tài)可以差別很大。有的傳動是按全膜潤滑設計的，例如平面雙包絡蝸桿傳動的潤滑設計就是企圖獲得最佳的流體動力潤滑狀態(tài)。有的齒輪傳動是在無油條件下工作，嚙合全過程處于干摩擦狀態(tài)。大多數(shù)齒輪傳動則在混合潤滑狀態(tài)下工作，它的一個重要問題是分析載荷的分配。峰點接觸邊界潤滑的摩擦學行為，情況比較復雜。運用黑箱方法作系統(tǒng)分析可將問題簡化。 有用輸出｛Y ｝損耗輸出｛Z ｝輸入｛X｝干擾系統(tǒng)結構摩擦磨損（熵、噪聲、振動）磨損產物運動功熵（熱）振動材料（污垢介質）運動功潤滑油有用｛x｝＞ ｛y｝ 167。 34 影響摩擦的因素 影響摩擦的因素：摩擦副材料的性質、環(huán)境氣氛、靜止接觸時間、載荷情況、摩擦副的剛度和彈性、運轉速度、溫度狀況、摩擦表面接觸幾何特性和表面層物理性質，以及介質的化學作用等 。 摩擦系數(shù)是表示材料摩擦特性的主要參數(shù)之一，它與材料表面性質、介質或環(huán)境等因素有密切關系。如鋼對鋼的摩擦系數(shù)可以在 ～ 之間這樣大的范圍內變化。所以，在給出一種材料的摩擦系數(shù)時，必須同時給出得出數(shù)值的條件和所用的測試設備。 一、載荷的影響 實質：載荷是通過 接觸面積的大小 和 變形狀態(tài) 來影響摩擦的 。 光滑表面在接觸面上的應力約為材料硬度值的一半；而粗糙表面的接觸應力達到硬度的 2～ 3倍 ， 即出現(xiàn)塑性變形 。 當表面是 塑性接觸 時 ， 滑動摩擦系數(shù)與載荷無關 。 在一般情況下，金屬表面處于彈塑性接觸狀態(tài)，滑動摩擦系數(shù)隨著 載荷的增加而降低 。 為什么？ 實際接觸面積的 Ar比載荷 Fn增加的慢。 45鋼對鑄鐵在 300r/min和干摩擦條件下，摩擦系數(shù)隨載荷變化的情況。 由于摩擦表面處于彈塑性接觸狀態(tài)，因而滑動摩擦系數(shù)隨加載速度而改變。當載荷很小時，加載速度的影響更為顯著。 干摩擦 油潤滑 加載速度 / 50 110 550 50 110 300 滑動摩擦系數(shù) 表 31 加載速度的影響（青銅與鋼摩擦） 滑動摩擦系數(shù)隨加載速度的增加而增加。 對于非金屬材料，情況較為復雜 : 試 驗 條 件 不同時間 （ min） 下的摩擦系數(shù) f 轉速 （ rpm） 載荷 （ N） 5 10 15 20 25 30 800 800 800 800 表 32 酚醛塑料（ A— 1）的摩擦系數(shù)與載荷的關系 說明： 1) 在開始時摩擦系數(shù)隨載荷增加而增加，摩擦系數(shù)達到最大值后，摩擦系數(shù)又隨載荷增加而減少。
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