第四章 摩擦(H)

绪论1、摩擦学定义：是关于相对运动的相互作用表面的科学技术，包括摩擦、润滑、磨损和冲蚀。

2、摩擦学研究内容主要包括：摩擦、磨损、润滑以及表面工程技术。

3、摩擦：是抵抗两物体接触表面在外力作用下发生切向相对运动的现象。

4、磨损：着重研究与分析材料和机件在不同工况下的磨损机理、发生规律和磨损特性。

5、润滑：研究内容包括流体动力润滑、静力润滑、边界润滑、弹性流体动力润滑等在内的各种润滑理论及其在实践中的应用。

6、表面工程技术：将表面与摩擦学有机结合起来，解决机器零部件的减摩、耐磨，延长使用寿命的问题。

第一章1、表面形貌：微观粗糙度、宏观粗糙度（即波纹度）和宏观几何形状偏差。

2、表面参数：（1）算术平均偏差Ra 是在一个取样长度lr 内纵坐标值Z （x ）绝对值的算术平均值。

（2）轮廓的最大高度Rz 是在一个取样长度lr 内最大轮廓峰高Zp 和最大轮廓谷深Zv 之和的高度。

（3）均方根偏差Rq 是在一个取样长度lr 内纵坐标值Z （x ）的均方根值。

3、对于液体，表层中全部分子所具有的额外势能的总和，叫做表面能。

表面能越高，越易粘着。

4、物理吸附：当气体或液体与固体表面接触时，由于分子或原子相互吸引的作用力而产生的吸附叫做物理吸附，是靠范德华力维系的，温度越高，吸附量越小。

物理吸附薄膜形成的特点是吸附和解吸附具有可逆性，无选择性。

5、化学吸附：极性分子与金属表面的电子发生交换形成化学键吸附在金属表面上，且极性分子呈定向排列。

化学吸附的吸附能较高，比物理吸附稳定，且是不完全可逆的，具有选择性。

6、粘附：是指两个发生接触的表面之间的吸引。

7、影响粘附的因素：①润湿性，②粘附功，③界面张力，④亲和力。

8、金属表面的实际结构：（1）外表层：①污染层，②吸附气体层，③氧化层；（2）内表层：①加工硬化层，②金属基体。

第二章1、固体表面的接触分类：（1）点接触和面接触。

（2）①弹性接触（赫兹接触），②塑性接触，③弹塑性接触，④粘弹性接触。

1.牛顿第一定律【课程标准】1.理解牛顿第一定律。

2.能用牛顿第一定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。

【知识导图】情境引入《周礼》中有“劝登马力,马力既竭,辀(zhou)犹能一取焉”,意思是马拉车的时候,马虽然对车不再施力了,但车还能继续向前运动一段距离。

请同学们思考,这一现象符合伽利略的观点还是亚里士多德的观点?学完本节你就会明白。

必备知识·认知导学一、“运动与力的关系”的历史认知1.亚里士多德认为:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。

2.伽利略的理想实验(1)斜面实验:让静止的小球从第一个斜面滚下,冲上第二个斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度;减小第二个斜面的倾角,小球滚动的距离增大,但所达到的高度相同;当第二个斜面放平,小球将永远滚动下去。

(2)推理结论:力不是(选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。

二、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

2.意义(1)指出力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因。

(2)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又称惯性定律。

3.惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。

(2)量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。

(3)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关。

[提醒]任何物体、任何时候都有惯性。

动手求真在验证“伽利略的理想斜面实验”的描述中,是由于摩擦作用导致小车停止,设计以下情景演示,让一个小车从同一斜面上同一高度处滑下,水平面上分别放置毛巾、木板和玻璃板,水平面与斜面平滑连接,小车行驶距离最大的是玻璃表面,其次是木板表面,距离最小的是毛巾表面。

明辨是非1.运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体的速度越大,惯性也越大。

第一章 静力学公理和物体的受力分析一、是非判断题1.1.1 在任何情况下，体内任意两点距离保持不变的物体称为刚体。

( ∨ ) 1.1.2 物体在两个力作用下平衡的必要与充分条件是这两个力大小相等、方向相反，沿同一直线。

( × ) 1.1.3 加减平衡力系公理不但适用于刚体，而且也适用于变形体。

( × ) 1.1.4 力的可传性只适用于刚体，不适用于变形体。

( ∨ ) 1.1.5 两点受力的构件都是二力杆。

( × ) 1.1.6 只要作用于刚体上的三个力汇交于一点，该刚体一定平衡。

( × ) 1.1.7 力的平行四边形法则只适用于刚体。

( × ) 1.1.8 凡矢量都可以应用平行四边形法则合成。

( ∨ ) 1.1.9 只要物体平衡，都能应用加减平衡力系公理。

( × ) 1.1.10 凡是平衡力系，它的作用效果都等于零。

( × ) 1.1.11 合力总是比分力大。

( × ) 1.1.12 只要两个力大小相等，方向相同，则它们对物体的作用效果相同。

( × ) 1.1.13 若物体相对于地面保持静止或匀速直线运动状态，则物体处于平衡。

( ∨ ) 1.1.14 当软绳受两个等值反向的压力时，可以平衡。

( × ) 1.1.15 静力学公理中，二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。

( ∨ ) 1.1.16 静力学公理中，作用力与反作用力公理和力的平行四边形公理适用于任何物体。

( ∨ )1.1.17 凡是两端用铰链连接的直杆都是二力杆。

( × ) 1.1.18 如图1.1所示三铰拱，受力F ，F 1作用，其中F 作用于铰C 的销子上，则AC 、BC 构件都不是二力构件。

( × )二、填空题1.2.1 力对物体的作用效应一般分为 外 效应和 内 效应。

1.2.2 对非自由体的运动所预加的限制条件称为 约束 ；约束力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向 相反 ；约束力由 主动 力引起，且随 主动 力的改变而改变。

第一、二章绪论、机械设计总论一、填空题1、机器的基本组成部分包括、、。

2、机械零件的设计方法包括、、。

二、名词解释1、通用零件、专用零件、方案设计、技术设计、纸上装配、2、失效、刚度、强度、可靠度、浴盆曲线、设计安全系数、计算安全系数三、简答题1、对机器的要求主要包括哪些方面？2、机器的设计过程包括哪几个阶段？3、机械零件的失效形式主要有哪些？4、设计机械零件时应满足哪些基本要求？5、什么是机械设计中的“三化”？三、问答题1、解释零件失效率λ(t)与时间t之间的关系曲线浴盆曲线。

2、机械零件的常用材料有哪些类型，它们各有哪些特点？3、机械现代设计方法有哪些？第三章 机械零件的强度 四、 名词解释1、循环特性r 、对称循环、脉动循环2、静强度、疲劳强度、高周疲劳、低周疲劳、N -σ曲线、等寿命曲线（极限应力线图）3、寿命系数K N 、循环基数、单向稳定变应力、单向不稳定变应力、双向稳定变应力、设计安全系数、计算安全系数二、选择题1、若传动轴作正、反向转动，则轴上某点的扭转应力（剪应力）可按 处理。

A 、脉动循环 B 、对称循环 C 、静止不变 D 、以上都不是2、以下四种叙述中， 是正确的。

A 、变应力只能由变载荷产生B 、静载荷不能产生变应力C 、变应力是由静载荷产生的D 、变应力由变载荷产生，也可能由静载荷产生 3、变应力特性可用max σ、min σ、a σ、m σ、r 中五个参数的任意 个来描述。

A 、一个 B 、两个 C 、三个 D 、四个4、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_____。

A 、 增高 B 、 不变 C 、 降低 D 、不确定5、零件的材料、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______。

A 、 较高B 、 较低C 、 相同6、零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_______。

A 、 增高 B 、 降低 C 、 不变 D 、 增高或降低视处理方法而定三、问答题1、在N -σ曲线上指出静强度、低周疲劳和高周疲劳区及有限寿命疲劳阶段和无限寿命疲劳阶段。

第四章习题一，判断题1，一个系统的角动量守恒，其动量不一定守恒。

（∠）2，一个系统的动量守恒，其角动量不一定守恒。

（∠）3，质点的动量改变量相同时，则质点所受的平均冲力相同。

（×）4，质点的动量改变量相同时，则质点所受的作用力的冲量相同。

（∠）5，内力对质点系的动量改变不起作用，但对质点系的角动量改变产生影响。

（×）6，内力不影响质点组的动量和动量矩。

（∠）7，物体作匀速圆周运动，当物体运动一周时，则作用在匀速圆周运动物体上的合力的冲量为零。

（∠）8，作匀速圆周运动的质点，其速率和质量都不会改变，则该质点的动量守恒。

（×）9，质点的角动量为零时，则动量必为零。

（×）10，质点所受合外力不为零，其外力矩必不为零。

（×）二，填空题1，如图，小球的质量为m，被不可伸长的轻绳连着，绳的另一端固定在A点，小球由B点从静止开始下落到铅直位置C时，l2），其方向（向里），小球对A点的角动量大小为（m gl2），动量的方向（向该时刻小球的动量大小为（m gl左）。

2，汽车制动时所受地面的制动力为车重的0.2倍，若车速为9.8 m .s-1时开始制动，则经（5s ）时间车停下来。

3， 两个质量相同的小球发生正碰，第一个小球碰撞前静止，第二个小球在碰撞前的速度为0v，碰撞后两个小球不在分开，它们的共同速度为（021v）。

如图，两个小球在碰撞前后对原点的角动量（均为零 ）4， 如图为一单摆，作用在小球上的绳的拉力和重力对o 点的力矩大小分别为（ 0 ）和 （θsin mgl ），当小球达到铅直位置时，其速度为v ，相对o 点的位失为r，则小球对o 点的角动量是（v m r⨯）。

5，地球绕太阳运行时，地球对太阳的角动量（ 守恒 ），但地球的动量（不守恒）。

三， 计算题1， 一个密度均匀的工件毛坯，有两个圆柱体衔接而成，各部尺寸见图示，求这个工件毛坯的质心。

解，要点：l 1034/d l d 2/l 4/d 2/l l d x 2222c -=ρπ+ρπ⋅ρπ+⋅ρπ-=在衔接处左3/10ι。

机械设计习题集（全）机械设计课程习题集（填空、简答、计算题部分）（第⼀章~第五章）第⼀章机械设计概论填空题1-1 ⼤多数机器都由( )、( )、( )三部分组成。

1-2 机械设计课程研究的对象是( )，研究的⽬的是( )。

1-3 进⾏机器设计时，除了要满⾜使⽤和经济⽅⾯的要求外，还要满⾜( )和( )⽅⾯的要求。

问答题1-4 写出下列标准代号的中⽂名称：GB JB ISO1-5 解释下列名词：零件构件通⽤零件专⽤零件1-6 简述机器和机械零件的设计过程。

1-7 简述机械零件标准化、系列化和通⽤化的意义。

1-8 机械零件有哪些主要的失效形式？1-9 设计机械零件时应满⾜哪些基本要求？第⼆章机械零件的⼯作能⼒和计算准则选择题2-1 限制齿轮传动中齿轮的接触宽度是为了提⾼齿轮的( )。

A 硬度B 强度C 刚度D ⼯艺性2-2 因为钢材的种类和热处理对弹性模量影响甚⼩，欲采⽤合⾦钢和热处理来提⾼零件的( )并⽆实效。

A 硬度B 强度C 刚度D ⼯艺性2-3 静应⼒的循环特性r =( )。

A -1B 0C 0.5D 12-4 改变轴的⽀承位置时，轴的刚度( )。

A 增⼤B 减⼩C 不变D 可能增⼤也可能减⼩2-5 增⼤零件的刚度，其抗冲击的能⼒( )。

A 增⼤B 减⼩C 不变D 不⼀定2-6 圆柱与圆柱间的接触应⼒σH 与所受载荷F 的关系是( )。

A F H ∝σB 2/1F H ∝σC 3/1F H ∝σD 4/1F H ∝σ填空题2-7 稳定循环变应⼒的三种基本形式是( )、( )和( )。

2-8 有⼀传动轴的应⼒谱如图所⽰。

则其应⼒幅a τ=( )、平均应⼒m τ=( )、循环特性r =( )。

2-9 低副连接的零件的连接表⾯产⽣的应⼒称为( )，⾼副连接的零件的连接表⾯产⽣的应⼒称为( )。

2-10 零件发⽣的( )现象称为振动。

2-11 零件或系统在规定的时间内和规定的条件下能正常⼯作的概率称为( )。