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（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。
机械设计作业集 第三版 答案第四章
第四章 摩擦、磨损及润滑概述 4－1（略） 4－2答： 膜厚比λ是指两滑动表面间的最小公称油膜厚度与两表面轮廓的均方根偏差的比值，边界摩擦状态时λ≤1，流体摩擦状态时λ＞3，混合摩擦状态时1≤λ≤3。 4－3（略） 4－4答： 润滑剂的极性分子吸附在金属表面上形成的分子膜称为边界膜。边界膜按其形成机理的不同分为吸附膜和反应膜，吸附膜是由润滑剂的极性分子力（或分子的化学键和力）吸附于金属表面形成的膜，反应膜是由润滑剂中的元素与金属起化学反应形成的薄膜。 在润滑剂中加入适量的油性添加剂或极压添加剂，都能提高边界膜强度。 4－5答： 零件的磨损过程大致分为三个阶段，即磨合阶段、稳定磨损阶段以及剧烈磨损阶段。 磨合阶段使接触轮廓峰压碎或塑性变形，形成稳定的最佳粗糙面。磨合是磨损的不稳定阶段，在零件的整个工作时间内所占比率很小。稳定磨损阶段磨损缓慢，这一阶段的长短代表了零件使用寿命的长短。剧烈磨损阶段零件的运动副间隙增大，动载荷增大，噪声和振动增大，需更换零件。 4－6答： 根据磨损机理的不同，磨损分为粘附磨损，磨粒磨损，疲劳磨损，冲蚀磨损，腐蚀磨损和微动磨损等，主要特点略。 4－7答： 润滑油的粘度即为润滑油的流动阻力。润滑油的粘性定律：在液体中任何点处的切应力均与该处流体的速度梯度成正比（即y u ??=ητ－ ）。 在摩擦学中，把凡是服从粘性定律的流体都称为牛顿液体。 4－8答： 粘度通常分为以下几种：动力粘度、运动粘度、条件粘度。 按国际单位制，动力粘度的单位为Pa ·s （帕·秒），运动粘度的单位为m 2/s ，在我国条件粘度的单位为E t （恩氏度）。运动粘度νt 与条件粘度ηE 的换算关系见式（4－5）；动力粘度η与运动粘度νt 的关系见式（4－4）。 4－9答： 润滑油的主要性能指标有：粘度，润滑性，极压性，闪点，凝点，氧化稳定性。润滑脂的主要性能指标有：锥入度（稠度），滴点。 4－10答： 在润滑油和润滑脂中加入添加剂的作用如下： 1） 提高润滑油的油性、极压性和在极端工作条件下更有效工作的能力。 2） 推迟润滑剂的老化变质，延长润滑剂的正常使用寿命。 3） 改善润滑剂的物理性能，例如降低凝点，消除泡沫，提高粘度，改善其粘－温特性等。 4－11答： 流体动力润滑是利用摩擦面间的相对运动而自动形成承载油膜的润滑。 流体静力润滑是从外部将加压的油送入摩擦面间，强迫形成承载油膜的润滑。 流体静力润滑的承载能力不依赖于流体粘度，故能用低粘度的润滑油，使摩擦副既有高的承载能力，又有低的摩擦力矩。流体静力润滑能在各种转速情况下建立稳定的承载油膜。
机械设计第四章作业
机械设计第四章作业 姓名：学号：成绩： 一、选择题： 1、零件受对称循环应力时，对于塑性材料应取作为材料的极限。 A.材料的抗拉强度 B.材料的屈服极限 C.材料的疲劳极限 D.屈服极限除以安全系数 2、零件的截面形状一定时，当截面尺寸增大，其疲劳极限将随之。 A,增高B,不变C,降低D,无法判断 3、由试验知，有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只对有影响。 A.应力幅 B.平均应力 C.应力幅和平均应力 4、两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为 A,干摩擦B,边界摩擦C,混合摩擦D,液体摩擦 5、现在把研究有关摩擦，磨损与润滑的科学与技术统称为_____。 A 摩擦理论 B 磨损理论 C 润滑理论D摩擦学 6. 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______。A液体摩擦B 干摩擦C混合摩擦D边界摩擦 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。 A 合理选择表面粗糙度 B 合理选择润滑油粘度 C 合理选择表面硬度 D合理控制相对滑动速度 8.当压力加大时，润滑油的粘度_____。 A 随之加大 B 随之降低 C 保持不变D升高或降低视润滑油性质而定 9 运动粘度ν的c·g·s制（绝对单位制）单位为_________。 A.m2/s B.斯（St） C.厘泊（cP） D.帕·秒（Pa·s） 10 我国常用的相对粘度（条件粘度）的单位为_________。 A.m2/s B.厘斯（cSt） C.厘泊（cP） D.恩氏粘度（oE） 11 当压力加大时，润滑油的粘度_________。 A随之加大B保持不变C随之减小 D增大还是减小或不变，视润滑油性质而定
摩擦磨损与润滑题库
第一章绪论（5） 1、摩擦学研究的理论和实践包括设计和计算、润滑材料和润滑方法，摩擦材料和表面状态以及摩擦故障诊断、监测和预报等。 2、摩擦学的一般定义是：“关于相对运动中相互作用表面的科学、技术及有关的实践”。通常也理解为包括摩擦、磨损和润滑在的一门跨学科的科学。 3、摩擦学研究的对象很广泛，概括说研究摩擦、磨损(包括材料转移)和润滑(包括固体润滑)的原理及其应用。概括起来有以下八方面： （1）．摩擦学现象的作用机理。 （2）．材料的摩擦学特性。 （3）．摩擦学元件(包括人体人工关节)的特性与设计以及摩擦学失效分析。 （4）．摩擦材料。 （5）．润滑材料。 （6）．摩擦学状态的测试技术与仪器设备。 （7）．机器设备摩擦学失效状态的在线检测与监控以及早期预报与诊断。 （8）．摩擦学数据库与知识库。 4、摩擦学研究的基本方法 （1）、黑箱法 只知其输入值和输出值，但不知其部结构的系统称为‘黑箱’。 （2）、系统辨识方法： 通过对系统输入－输出数据的测量和处理，以建立系统数学模型的方法，即系统辨识方法。 （3）、相关法 在大量试验数据的基础上，建立材料的摩擦学性能Pt与材料表面组织结构参数Si相关性的函数关系的一种方法，即：F(Pt，S1，S2， )＝0 第二章固体的表面性质（15） 1、表面的几何形状特征 （1）、微观几何形状误差 加工过程固有误差引起表面对设计要求的形状偏差,用表面波纹度、表面粗糙度描述（2）、表面波纹度 切削加工过程中系统有害振动引起的表面波纹（波高h、波距s） 宏观粗糙度h /s≈1：40 ；s一般1~10mm （3）、表面粗糙度 不象波纹度那样有明显的周期性，波距较大、波高较小 实际轮廓 粗糙度 波纹度 表面形貌
第二章摩擦、磨损及润滑概述
第2章摩擦、磨损及润滑概述 （一）基本要求 1．熟练掌握摩擦的种类。 2．熟悉磨损的过程，会分析磨损的原因。 3．掌握润滑和密封。 （二）教学的重点与难点 重点：磨损的过程，会分析磨损的原因 难点：润滑和密封 （三）教具 挂图 （四）教学内容 2.1 摩擦与磨损 2.2 润滑 2.3 密封 随着现代科学技术的发展，对摩擦、磨损的研究已经形成一门新的学科领域——摩擦学。为了节约能源、提高效率及延长机械零件的寿命，润滑是必不可少的。本章对摩擦、磨损作简要的介绍，重点将介绍润滑方式、润滑装臵和密封装臵。了解并掌握这方面的知识有利于正确地设计、使用和维护机器。 2.1 摩擦与磨损 各类机器在工作时，其各零件相对运动的接触部分都存在着摩擦，摩擦是机
器运转过程中不可避免的物理现象。摩擦不仅消耗能量，而且使零件发生磨损，甚至导致零件失效。据统计，世界上1／3—1／2的能源消耗在摩擦上，而各种机械零件因磨损失效的也占全部失效零件的一半以上。磨损是摩擦的结果，润滑则是减少摩擦和磨损的有力措施，这三者是相互联系不可分割的。 2.1.1摩擦及其分类 在外力作用下，一物体相对于另一物体运动或有运动趋势时，两物体接触面间产生的阻碍物体运动的切向阻力称为摩擦力。这种在两物体接触区产生阻碍运动井消耗能量的现象，称为摩擦。摩擦会造成能量损耗和零件磨损，在一般情况下是有害的，因此应尽量减少摩擦。但有些情况下却要利用摩擦工作，如带传动，摩擦制动器等。 根据摩擦副表面问的润滑状态将摩擦状态分为四种：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦(如图所示)。 1.干摩擦 如果两物体的滑动表面为尤任何润滑剂或保护膜的纯金属，这两个物体直接接触时的摩擦称为干摩擦，如图所示。干摩擦状态产生较大的摩擦功耗及严重的磨损，因此应严禁出现这种摩擦。 2.液体摩擦 两摩擦表面不直接接触，被油膜(油膜厚度一般在1.5——2μm以上)隔开的摩擦称为液体摩擦，如图所示。 3.边界摩擦 两摩擦表面被吸附在表面的边界膜(油膜厚度小于1μm)隔开，使其处于干摩擦与液体摩擦之间的状态，这种摩擦称为边界摩擦，如图所示。 4.混合摩擦 在实践中有很多摩擦副处于干摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态，称为混合摩擦，如图所示。由于液体摩擦、边界摩擦、混合摩擦都必须在一定的润滑条件下才能实现，因此这三种摩擦又分别称为液体润滑、边界润滑和混合润滑。 2.1.2磨损及其过程 运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐损失，这种现象称为磨损。单位时间内材料的磨损量称为磨损率。磨损量可以用体积、质量或厚度来衡量。机械零件严重磨损后，将降低机器的工作效率和可靠性，使机器提早报废。因此，预先考虑如何避免或减轻磨损，是设计、使用、维护机器的一项重要内容。
摩擦磨损与润滑
。
表面的三维形貌图 微凸体微观粗糙度 宏观粗糙度 粗糙表面的二维图 表面上的微小凸起部分称微凸体。如经过抛光研磨等加工，粗糙度显示出各向同性。
实际固体工程 表面特征往往 是以上述三种 几何形状误差 的组合形式出 现的。 4.表面微凸体 用触针式表面轮廓仪可直接测得表面的起伏不平。不过因其高度方向的放大比例远大于平面方向的。故所得图形并不能反映峰谷起伏的实际形状。而用电子显微镜观测到的表面，因其各向放大比例相等而比较真实。 由电子显微镜观测到的图形可以看到，表面上的峰与谷实际上是比较平缓的，因此人们通常取微凸体为近似的半球状、锥状或柱状来进行几何因正态分布曲线高度Z i 微凸体的高度分布曲线 凡经过一般机械加工的表 面，其微凸体高度的分布通 常接近于正态分布（高斯分 ∞±正态分布曲线理论上应延伸到处。 的范围内已包括了99.5％的高度（σ为分布的标准差）。
根据固体物理的观点，结晶固体表面是晶体
在两个方向延伸的缺陷成为面缺陷，也称为 金属一般是多晶体，它是有许多晶粒组成，因而存在晶粒边界面。晶界面就是一种面缺陷。此外由两个不同相之间形成的相界面也是一种面 表面结构缺陷模型立方晶系中几个可能滑移的晶面 三、金属表面层的结构组成 金属表面层一般由金属表面以上的外表
内表面层主要是在加工过程中形成的冷硬层和变形层。 是在表面加工时，由于表面分 子层熔化和流动而形成的一种非结晶层或具有非常 细的一层结晶组织（厚度约0.1μm）。 变形层是由于表面加工产 生的弹性变形和塑性变形， 以及局部高温使晶格扭曲变 形而形成的一种加工硬化层 界面是固、液、气三 相中的两个物相之间相接 触的交接部分。它不是一 个简单的几何平面，而是 从某一物相过渡到另一物 相的界面区或称界面相。 有一定的厚度（约几个分子厚）； 有与相邻的本体相完全不同的结构 一般宏观界面有五种类型，由于气体 与气体可以完全混合，因而在气体之 间一般不存在稳定的界面。
机械设计基础第四章(西北工业大学)
第四章摩擦、磨损与润滑概述 §4-0 概述 §4-1 摩擦 §4-2 磨损 §4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 §4-4 流体润滑原理简介
?摩擦是相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象； ? 磨损是由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移；?润滑是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。 关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology )。摩擦学 摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。 随着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用必将由宏观进入微观，由静态进入动态，由定性进入定量，成为系统综合研究的领域。 世界上使用的能源大约有1/3~1/2 消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。另外，机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的，如果能控制和减少磨损，则既减少设备维修次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。 概述
摩 擦摩擦1二、摩擦的分类 内摩擦：在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。外摩擦：在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。静摩擦：仅有相对运动趋势时的摩擦。 动摩擦：在相对运动进行中的摩擦。 滑动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滑动。滚动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滚动。 ? “机械说”产生摩擦的原因是表面微凸体的相互阻碍作用；? “分子说”产生摩擦的原因是表面材料分子间的吸力作用；一、摩擦的机理 ?“机械－分子说”两种作用均有。
1785年，法国的库仑用机械啮合概念解释干摩擦，提出摩擦理论。后来又有人提出分子吸引理论和静电力学理论。1935年，英国的鲍登等人开始用材料粘附概念研究干摩擦，1950年，鲍登提出了粘附理论。摩擦2三、４种滑动摩擦状态（详细介绍）１. 干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。２. 边界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，其摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。（详细介绍）
摩擦磨损与润滑试卷A-答案
内蒙古科技大学考试标准答案及评分标准 课程名称：摩擦、磨损与润滑考试班级：机械09—1-9 ： 一．名词解释（10小题每题2分共20分） 1．答：磨粒磨损是指在摩擦过程中，由于摩擦表面上硬的微突体或摩擦界面上的硬颗粒而引起材料损耗的一种磨损现象。 2．答：所谓赫兹接触指得是圆弧形物体的接触。这一理论将弹性物体的接触问题转化为静态问题处理，并假设①材料完全弹性②表面光滑③接触物体没有相对滑动④接触物体不传递切向力。 3．答：固体表面形貌的含义：是指描述固体表面特征的量，又称表面图形，表面结构、表面粗糙度或表面光洁度，它是研究固体表面几何形状的细节。 4．答：指两摩擦表面之间存在着一层与工作介质性质不同的薄膜——边界膜的摩擦润滑状态。 5．答：指向润滑部位供给润滑油的一系列给、排油及其附属装置的总称。 6．答：为了改善和提高润滑剂的性能，或使之获得某种新的性能而添加到润滑剂中的化学物质。 7．答：粘着原理认为，在载荷作用下两表面接触时，某些接触点的单
位压力很大产生的塑性变形，致使这些点形成冷焊结点。当摩擦副滑动时，克服摩擦阻力的切向里必须首先剪开结点，与此同时还要克服犁沟阻力。因此摩擦力为两种阻力之合。 8．答：滚动体不传递或传递很小的切向力沿另一个表面滚动，称为自由滚动。 9．答：滚动摩擦是指在力矩作用下，物体沿接触表面滚动时的摩擦。10．答：是指由含有减磨剂、抗氧剂等多效添加剂，以精制石油润滑油或合成油作为基础油，用锂基，复合锂基或聚尿化合物等稠化剂制成的。 二．填空（10个空每空2分共20分） 1．疲劳；2．磨损；3．内摩擦；4．不断损失；5．化学方法；6．矿物油；7．微观滑动、弹性滞后、塑性变形、粘着效应； 三．问答（8小题每题2.5分共20分） 1．答：（1）油润滑；（2）脂润滑；（3）固体润滑(低速、高低温、真空、辐射、腐蚀)；（4）气体润滑。 2．答：（1）粘着磨损或粘附磨损；（2）磨料磨损或磨粒磨损；（3）疲劳磨损或表面疲劳磨损；（4）腐蚀磨损或摩擦－化学磨损。（5）其他。包括侵蚀磨损或冲蚀磨损和微动磨损等。
机械设计课后习题第4章作业
第4章作业 4-1何谓机构的动态静力分析?对机构进行动态静力分析的步骤如何? 4-2何谓质量代换法?进行质量代换的目的何在?动代换和静代换各应满足什么条件?各有何优缺点?静代换两代换点与构件质心不在一直线上可以吗? 4-3何谓平衡力与平衡力矩?平衡力是否总是驱动力? 4-4构件组的静定条件是什么?基本杆组都是静定杆组吗? 4-5采用当量摩擦系数f v及当量摩擦角φv，的意义何在?当量摩擦系数f v与实际摩擦系数f 不同，是因为两物体接触面几何形状改变，从而引起摩擦系数改变的结果，对吗? 4-6在转动副中，无论什么情况，总反力始终应与摩擦圆相切的论断正确否?为什么? 4-7机械效益△是衡量机构力放大程度的一个重要指标。其定义为在不考虑摩擦的条件下机构的输出 4-13图示为一曲柄滑块机构的三个位置，F为作用在活塞上的力，转动副A及曰上所画的虚线小圆为摩擦圆。试决定在此三个位置时作用在连杆AB上的作用力的真实方向(构件重量及惯性力略去不计)。 解: 图（a）中，在不考虑摩擦时，R12和R3 2应通过AB连线，且AB杆受压。在记及摩擦时，作用力应切于摩擦圆。因在转动副A处构件1．2之间的夹角逐渐减小，故为逆时针转向。又由于杆2受压，因此R12切于摩擦圆的下方；而在转动副B处，构件2、3之间的夹角逐渐减小，ω32为逆时针转向，R32应切于摩擦圆的上方。构件2在R12和R32作用下仍处于平衡状态，故此二力共线，即它们的作用线应切于A点摩擦圆的下方和B点摩擦圆的上方。 图(b)中分析同(a)。 图(c)中在不考虑摩擦时AB扦受拉。构件l、2之间的夹角逐渐增大ω12为逆时针转向，杆2受拉R12切于A点摩擦圆的上方；ω32为逆时针转向．杆2受拉R32切于B点摩擦圆的下方，R12和R32共线，如图(c)所示。
机械设计 第4章 螺纹联接与螺旋传动
第四章螺纹联接与螺旋传动 案例导入：一部机器是由很多零部件联接成一个整体的，螺纹连接是最常用的连接方式；螺旋千斤顶是应用最普遍的传动螺纹，滚珠丝杆是近年来在机床上日益广泛应用的新型传动螺纹。 第一节螺纹 一、螺纹的分类、特点和应用 螺纹有外螺纹和内螺纹之分，共同组成螺纹副使用。起联接作用的螺纹称为联接螺纹，起传动作用的螺纹称为传动螺纹。按螺纹的旋向可分为左旋和右旋，常用的为右旋螺纹。螺纹的螺旋线数分单线、双线及多线，联接螺纹一般用单线。螺纹又分为米制和英制两类，我国除管螺纹外，一般都采用米制螺纹。 表4-1 常用螺纹的类型、特点和应用
常用螺纹的类型主要有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形 螺纹、锯齿形螺纹。前两种主要用于联接， 后三种主要用于传动，除矩形螺纹外其它已标准化。标准螺纹的基本尺寸可查阅有关标 准。常用螺纹的类型、特点和应用，见表4-1。 二、螺纹的主要参数 圆柱普通螺纹的主要参数见图4-1。 (1)大径d 。它是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆 柱的直径，一般定为螺纹的公称直径。 (2)小径d 1。它是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径，一般取为外螺纹的危险剖面的计算直径。 (3)中径d 2。它是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过 牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。 对于矩形螺纹，d 2 = 0.5（d+d 1），其中d ≈1.25d 1。 (4)螺矩P 。相邻螺牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为 螺矩P 。 (5)导程L 和螺纹线数n 。 导程是同一螺纹线上的相邻牙在中 径线上对应两点间轴向距离。导程和螺纹线数的关系为 L=nP （4-1） 其中单线螺纹n =1，双线螺纹n = 2，其余类推。 (6)升角λ。在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角称为升角，其计算式为 2 2np L tg λ== （4-2） 显然，在公称直径d 和螺距p 相同的条件 下，螺纹线数n 越多，导程L 将成倍增加，升 角λ也相应增大，传动效率也将提高。 (7)牙型角α。在轴向剖面内螺纹牙型两 侧边的夹角称为牙型角。 三、螺纹副的受力分析、效率和自锁 （一）矩形螺纹（牙型角α= 0°） 矩形螺纹副的受力情况见图4-2，为了便 于分析，假定作用在螺母上的轴向载荷F 集中 作用于中径d 2的圆周上的一点。给螺母加一 水平力F t 使螺母克服载荷F 作转动，这种转动可看成是一滑块在水平力F t 的推动下沿螺杆螺纹斜面等速旋转滑动。将螺纹沿中径d 2展 开，则相当于滑块沿斜面等速向上滑动（图4-3a ），斜面倾角λ称为螺纹升角。作用于螺母的力有外载荷F 、水平力F t 、螺杆斜面法向反力N 和摩擦力F f =f N （ f 为摩擦系数），法 图4-2螺纹副受力情况 图4-3 滑块沿斜面等速滑动的受力情况 图4-1 螺纹的主要参数
摩擦磨损及润滑概述
第二章摩擦、磨损及润滑概述 一、教学目标 (一）能力目标 1.会分析摩擦副类型，会选择润滑方式及润滑剂类型 2.会选择密封方式 (二)知识目标 1.掌握摩擦副分类及基本性质、磨损过程及润滑的类型及润滑剂类型 2.掌握密封方式的选择 二、教学内容 1.摩擦与磨损 2.润滑 3.密封方法及装置 三、教学的重点与难点 (一）重点 1.润滑方式及润滑剂类型的选择。 2.密封方法的确定。 (二)难点 密封方法的确定。 四、教学方法与手段 应用工程实例讲解，总结归纳式教学。 2.1 摩擦与磨损 随着现代科学技术的发展，对摩擦、磨损的研究已经形成一门新的学科领域——摩擦学。为了节约能源、提高效率及延长机械零件的寿命，润滑是必不可少的。 摩擦：两接触的物体在接触表面间相对运动或有相对运动趋势时产生阻碍其发生相对运动的现象叫摩擦 磨损：由于摩擦引起的摩擦能耗和导致表面材料的不断损耗或转移，即形成磨损。使零件的表面形状与尺寸遭到缓慢而连续破坏→精度、可靠性↓效率↓直至破坏。 润滑：减少摩擦、降低磨损的一种有效手段。 2.1.1 摩擦及其分类
按运动状态，摩擦分静摩擦和动摩擦。 根据摩擦面间存在润滑剂的状况，摩擦分干摩擦、边界摩擦、液体摩擦、混合摩擦。(如图所示)。 1、干摩擦 两摩擦表面直接接触，不加入任何润滑剂的摩擦。 干摩擦状态产生较大的摩擦功耗及严重的磨损，因此应严禁出现这种摩擦。 2、液体摩擦 摩擦表面间的润滑膜厚度大到足以将两个表面的轮廓完全隔开时，即形成了全液体摩擦，是理想摩擦状态。 3、边界摩擦 两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，使其处于干摩擦和液体摩擦之间的状态。边界膜起润滑作用。 4、混合摩擦 处于干摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态。 2.1.2 磨损及其过程 磨损是摩擦的直接结果，使材料损耗 ↓，工作精度↓，可靠性↓。 典型的磨损过程： 1、磨合磨损过程：形成一个稳定的表面粗糙度，且在以后过程中，此粗糙度不会继续改变，所占时间比率较小。 2、稳定磨损阶段：经磨合的摩擦表面加工硬化，形成了稳定的表面粗糙度，摩擦条件保持相对稳定，磨损较缓习——该段时间长短反映零件的寿命。 3、急剧磨损阶段：经稳定磨损后，零件表面破坏，运动副间隙增大→动载、振动→润滑状态改变→温升↑→使磨损速度急剧上升→直至零件失效
机械设计习题及答案
机械设计习题及答案 第一篇总论 第一章绪论 一．分析与思考题 1-1 机器的基本组成要素是什么 1-2 什么是零件什么是构件什么是部件试各举三个实例。 1-3 什么是通用零件什么是专用零件试各举三个实例。 第二章机械设计总论 一．选择题 2-1 机械设计课程研究的内容只限于_______。 (1) 专用零件的部件(2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件(3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件(4) 标准化的零件和部件 2-2 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。其中有_____是专用零件。 (1) 3种(2) 4种(3) 5种(4) 6种 2-3变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意_____来描述。 (1) 一个(2) 两个(3) 三个(4) 四个 2-4 零件的工作安全系数为____。 (1) 零件的极限应力比许用应力(2) 零件的极限应力比零件的工作应力 (3) 零件的工作应力比许用应力(4) 零件的工作应力比零件的极限应力 2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。 (1) 屈服点(2) 疲劳极限(3) 强度极限(4) 弹性极限 二．分析与思考题 2-1 一台完整2-3 机械零件主要有哪些失效形式常用的计算准则主要有哪些 2-2 机械零件主要有哪些失效形式常用的计算准则主要有哪些 2-3 什么是零件的强度要求强度条件是如何表示的如何提高零件的强度 2-4 什么是零件的刚度要求刚度条件是如何表示的提高零件刚度的措施有哪些 2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么 2-6 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450，2-7 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别 第三章机械零件的强度 一．选择题 3-1 零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_____。 (1) 增高(2) 不变(3) 降低 3-2 零件的形状，尺寸，结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度______。 (1) 较高(2) 较低(3) 相同
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（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？
摩擦磨损与润滑.
腐蚀磨损corrosive wear 金属表面在磨擦过程中与周围介质在化学与电化学反应作用下产生的磨损过程。 干摩擦dry friction 两物体间名义上无任何形式的润滑剂存在时的摩擦。严格地说，干摩擦时在接触表面上无任何其他介质，如湿气及自然污染膜。 分散润滑individual point lubrication 使用便携式工具向润滑点手动加油的润滑方式。 防锈添加剂anti-rust additive,rust preventive additive 能防止金属机件生锈，延迟或限制生锈时间，减轻生锈程度的添加剂。 动磨擦kinetic friction 相对运动两表面之间的磨擦。此时的磨擦系数称为动磨擦系数。 多效添加剂multipurpose additive 能同时改善油品两种性能以上的添加剂。 多用途润滑脂multipurpose grease 适合于多种用途的润滑脂。可用于润滑汽车中的底盘齿轮轴承、万向节和水泵等。 多线式润滑系统multiline lubricating system 油泵的多个出油口，各有一条管路直接将定量的润滑剂供送至各润滑点的集中润滑系统。 稠化剂densifier 能提高润滑油、液压油或润滑脂的粘度或稠度的物质。 冲击磨损impact wear 是一种磨料磨损类型，磨料垂直或以一定的倾角落在材料表面上。其情况与冲蚀磨损很相似，但局部应力要高得多。 沉积膜deposit film 润滑油中某程组分沉积在摩擦表面上形成的边界膜。 冲刷磨损erosive wear 摩擦表面经受高速介质（液、气流或液、气流中夹带砂粒）的冲刷作用而导致表面材料磨损的现象。 边界润滑boundary lubrication
第二章 摩擦
第二章摩擦、磨损及润滑概述 一、教学要求 1.掌握摩擦的分类。 2.熟悉磨损的过程，会分析不同种类的磨损。 3.掌握润滑和密封。 二、教学重点与难点 1. 磨损及其过程 2. 润滑和密封是难点。 2.1 摩擦与磨损 各类机器在工作时，零件相对运动的接触部分都存在着摩擦，摩擦是机器运转过程中不可避免的物理现象。摩擦不仅消耗能量，而且使零件发生磨损，甚至导致零件失效。据统计，世界上1／3—1／2的能源消耗在摩擦上，而各种机械零件因磨损失效的也占全部失效零件的一半以上。磨损是摩擦的结果，润滑则是减少摩擦和磨损的有力措施，这三者是相互联系不可分割的。 2.1.1摩擦及其分类 在外力作用下，一物体相对于另一物体运动或有运动趋势时，两物体接触面间产生的阻碍物体运动的切向阻力称为摩擦力。这种在两物体接触区产生阻碍运动并消耗能量的现象，成为摩擦。摩擦会造成能量损耗和零件磨损，在一般情况下是有害的，因此应尽量减少摩擦。但有些情况下却要利用摩擦工作，如带传动，摩擦制动器等。 根据摩擦副表面问的润滑状态将摩擦状态分为四种：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦（如图所示） 1.干摩擦 如果两物体的滑动表面为无任何润滑剂或保护膜的纯金属，这两个物体直接接触时的摩擦称为干摩擦。干摩擦状态产生较大的摩擦功耗及严重的磨损，因此应严禁出现这种摩擦。 2.液体摩擦 两摩擦表面不直接接触，被油膜(油膜厚度一般在1.5——2μm以上)隔开的摩擦称为液体摩擦，如图所示。 3.边界摩擦 两摩擦表面被吸附在表面的边界膜(油膜厚度小于1μm)隔开，使其处于干摩擦与液体摩擦之间的状态，这种摩擦称为边界摩擦，如图所示。 4.混合摩擦 在实践中有很多摩擦副处于干摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态，称为混合摩擦，如图所示。由于液体摩擦、边界摩擦、混合摩擦都必须在一定的润滑条件下才能实现，因此这三种摩擦又分别称为液体润滑、边界润滑和混合润滑。 2.1.2磨损及其过程 运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐损失，这种现象称为磨损。单位时间内材料的磨损量称为磨损率。磨损量可以用体积、质量或厚度来衡量。 机械零件严重磨损后，将降低机器的工作效率和可靠性，使机器提早报废。因此，预先考虑