页数：14页文件大小：127.8 KB来源： 机械设计基础ppt课件
本课件讲摩擦、磨损与润滑三者的互为因果关系：从干摩擦、边界摩擦到液体摩擦的膜厚比判别开始，进入牛顿粘性定律，最后推导一维雷诺方程并归纳动压油膜形成的四个必要条件。
当在正压力作用下相互接触的两个物体受切向外力的影响而发生相对滑动，或有相对滑动趋势时，在接触表面上就会产生抵抗滑动的阻力，这一自然现象叫做摩擦。其结果必然有能量损耗和摩擦表面物质的丧失或转移，即磨损。
据估计，世界上在工业方面约有 30% 的能量消耗于摩擦过程中。所以人们为了控制零件在摩擦中损坏，在摩擦面间加入润滑剂来降低摩擦、减小磨损的产生，所以说三者互为因果关系。
判别的关键在于接触面间是否存在油膜以及油膜的厚薄：无润滑剂时为干摩擦，有极薄边界膜时为边界摩擦，被厚油膜完全隔开时为液体摩擦。
两个无润滑物体之间的摩擦，主要由两种因素构成：一是摩擦面的实际接触区内出现的粘着；二是较硬表面上的微凸体在较软表面上所起的犁刨作用。
用膜厚比 λ=hmin/RaΣ 来划分边界摩擦、混合摩擦和液体摩擦的界限：
| 膜厚比 λ | 摩擦状态 | 说明 |
|---|---|---|
| λ < 0.4 | 边界摩擦 | 油膜极薄，表面微凸体仍接触 |
| 0.4 ≤ λ ≤ 3.0 | 混合摩擦 | 边界摩擦与液体摩擦并存 |
| λ > 3～5 | 液体摩擦 | 两表面被油膜完全隔开 |
式中：hmin——两粗糙面间的最小公称油膜厚度（μm）；RaΣ——两表面的综合粗糙度（μm）；Ra1、Ra2——分别为两表面的轮廓算术平均偏差（μm）。
如图 3-6 所示，在两个平行的平板间充满具有一定粘度的润滑油，若平板 A 以速度 V 移动、另一平板 B 静止不动，则由于油分子与平板表面的吸附作用，将使贴近板 A 的油层以同样的速度 V 随板移动；而贴近板 B 的油层则静止不动。
由于层与层之间速度不同，于是形成各油层间的相对滑移，在各层的界面上就存在有相应的剪应力。
牛顿在 1687 年提出一个粘性液的摩擦定律（简称粘性定律），即在流体中任意点处的剪应力均与其剪切率（或速度梯度）成正比，其数学形式为 τ=-η·dv/dy。
摩擦学中把凡是服从这个粘性定律的液体都叫牛顿液体。
四、液体动压润滑的条件（楔形承载机理）：
图 3-9 给出两相对运动平板间油层中的速度分布和压力分布：由大口到小口时产生内压 Pmax，两平板平行时不产生油压，由小口到大口时产生负压。
流体动压润滑是依靠摩擦副的两滑动表面作相对运动时把油带入两表面之间，形成具有足够压力的油膜，从而将两表面隔开。设板 A 沿 x 轴方向以速度 V 移动，另一板 B 静止。现从层流运动的油膜中取一微单元体进行分析。
作用在此微单元体右面和左面的压力分别为 p 及 (p+∂p/∂x·dx)，上、下两面的剪切力分别为 τ 及 (τ+∂τ/∂y·dy)，根据 x 方向的平衡条件即可建立方程。
整理后得到一维雷诺方程的一般表达式。相对滑动的两平板间形成的压力油膜能够承受外载荷的基本条件：
a）相对运动表面间必须形成油楔。若两平板平行时，任何截面处的油膜厚度 h=h0，亦即 ∂p/∂x=0，表示油压沿 x 轴方向无变化；如果不提供压力油，则油膜对外载荷无承载能力。进入楔形空间的过剩油量将由进口 a 及出口 c 两处截面被挤出，即产生一种因压力而引起的流动，形成实线所示的速度分布规律。
在 ab（h>h0）段，∂p/∂x>0，压力沿 x 方向逐渐增大；在 bc（h<h0）段，∂p/∂x<0，压力沿 x 方向逐渐降低。在 a 和 c 之间必有一处（b 点）∂p/∂x=0，因而压力 p 达到最大值。由于油膜沿 x 方向各处的油压都大于入口和出口的油压，因而能承受一定的外载荷。
二、分析题
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