第2章摩擦、磨损及润滑概述
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机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社课后答案(1-18章全)机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第 1 章机械设计概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 1第 2 章摩擦、磨损及润滑概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????? 3第 3 章平面机构的结构分析??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 12第 4 章平面连杆机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 16第 5 章凸轮机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????36第 6 章间歇运动机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 46第7 章螺纹连接与螺旋传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 48第8 章带传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????60第9 章链传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????73第10 章齿轮传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????80第11章蜗杆传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????112第12 章齿轮系??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????124第13 章机械传动设计???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 131第14 章轴和轴毂连接??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 133第15 章轴承??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????138第16 章其他常用零、部件??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 152第17 章机械的平衡与调速??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 156第18 章机械设计CAD 简介??????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????163第1章机械设计概述1.1 机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
摩擦、磨损和润滑§1 摩擦在一定的压力下,表面间摩擦阻力的大小与两表面间的摩擦状态有密切关系,不同摩擦状态下,产生摩擦的物理机理是不同的。
一、摩擦状态按摩擦状态,即表面接触情况和油膜厚度,可以将滑动摩擦分为四大类,干摩擦、边界摩擦(润滑)、液体摩擦(润滑)和混合摩擦(润滑),如图所示。
1.干摩擦两摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜的纯净金属接触时的摩擦,称为干摩擦。
在工程实际中没有真正的干摩擦,因为暴露在大气中的任何零件的表面,不仅会因氧气而形成氧化膜,且或多或少也会被润滑油所湿润或受到"污染",这时,其摩擦系数将显著降低。
在机械设计中,通常把不出现显著润滑的摩擦,当作干摩擦处理。
2.边界摩擦两摩擦表面各附有一层极薄的边界膜,两表面仍是凸峰接触的摩擦状态称为边界摩擦。
与干摩擦相比,摩擦状态有很大改善,其摩擦和磨损程度取决于边界膜的性质、材料表面机械性能和表面形貌。
3.液体摩擦两摩擦表面完全被液体层隔开、表面凸峰不直接接触的摩擦。
此种润滑状态亦称液体润滑,摩擦是在液体内部的分子之间进行,故摩擦系数极小。
这时的摩擦规律已有了根本的变化,与干摩擦完全不同。
关于液体摩擦(液体润滑)的问题,将在滑动轴承中进一步讨论。
4.混合摩擦两表面间同时存在干摩擦、边界摩擦和液体摩擦的状态称为混合摩擦。
二、干摩擦理论干摩擦理论主要有:(1)机械理论认为摩擦力是两表面凸峰的机械啮合力的总和,因而可解释为什么表面愈粗糙,摩擦力愈大;(2)和表面分子相互吸引分子-机械理论认为摩擦力是由表面凸峰间的机械啮合力F1两部分组成,因而这一理论可解释为什么当接触表面光滑时,摩擦力也会力F2很大。
但上述两种理论不能解释能量是如何被消耗的;(3)粘着理论;(4)能量理论等。
a) 结点b) 界面剪切c) 软金属剪切a) 结点b) 界面剪切c) 软金属剪切大量的试验表明,工程表面的实际接触面积约为名义接触面积的10-2~10-3,这样接触区压力很高,使材料发生塑性变形,表面污染膜遭到破坏,从而使基体金属发生粘着现象,形成冷焊结点(如图a 所示)。
摩擦和磨损与润滑学的基本原理一、摩擦和摩擦的种类1.什么是摩擦?相互接触的物体沿着它们的接触面做相对运动时,会产生阻碍物体相对运动的阻力,这种现象称为摩擦。
这种阻力叫摩擦力。
2.摩擦的种类摩擦的种类很多,因为研究的依据不同,摩擦的分类也不同。
按摩擦副的运动状态分为静摩擦和动摩擦;按摩擦副运动形式分类分为滑动摩擦、滚动摩擦和自旋摩擦;按摩擦发生的部位分类分为内摩擦和外摩擦;按摩擦副表面润滑状况分类分为静摩擦、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦。
本文重点介绍静摩擦、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦(液体摩擦)和混合摩擦。
(1)静摩擦是指摩擦表面没有任何吸附膜或化合物存在时的摩擦。
静金属的摩擦会产生表面粘着。
(2)干摩擦是指在大气条件下,摩擦表面没有任何润滑剂存在的摩擦。
严格说干摩擦是在接触表面上无任何其他介质,如自然污染膜、润滑膜以及湿气等。
干摩擦是消耗动力最多,磨损最严重的一种摩擦。
(3)边界摩擦是指摩擦表面有一层极薄得润滑膜存在时的摩擦。
这层膜称为边界油膜。
(4)流体摩擦是指摩擦表面完全被润滑油膜隔开时的摩擦。
这种摩擦发生在界面的润滑剂膜内,摩擦阻力最小,磨损最小。
(5)混合摩擦——是指属于过渡状态的摩擦,包括半干摩擦和半流体摩擦。
半干摩擦是指同时存在着干摩擦和边界摩擦的混合摩擦。
半流体摩擦是指同时存在着流体摩擦和边界摩擦(或干摩擦)的混合摩擦。
二、磨损和磨损的种类1.什么是磨损?是指两个相互接触的物体发生相对运动时,物体表面的物质不断地转移和损失。
磨损的结果使相对运动的物体表面不断有微料抖落,表面性质、几何尺寸均发生改变。
2.磨损的三个阶段磨损阶段、稳定磨损阶段和急剧磨损阶段3.磨损的种类按磨损的破坏机理,通常把磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种。
(1)粘着磨损由于摩擦表面存在着一定的粗糙度,在压力的作用下,当摩擦表面做相对运动时,在真空接触点上产生瞬时高温,使其表面软化,熔化,甚至相互粘着,接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面,这种现象就叫做粘着磨损。
摩擦、磨损与润滑摩擦―、概述相互接触的物体、在接触面间产生的租止物体相对运动的现象称为摩擦。
由于摩擦而产生的阻力,称为摩擦力。
我们可以观察在机械运动中产生的摩擦,同时存在摩擦力、摩擦热和磨损三个现象。
其中:摩擦力属于运动副的一种力学特征;摩擦热是能量转换的一种形式。
磨损是摩擦表面物质转移的一种形式。
在机械运动中,发生相对运动的零件或部件统称为运动副,如轴与轴承、齿轮啮合、平面导轨、蜗杆与蜞轮、链条与链轮、带传动等。
这些运动剃在相对运动的同时都会发生摩擦,因此我们也称这些运动副为摩擦副。
摩擦是自然界普遍存在的现象,对人们的生活和生产都有着重要的作用。
如人们利用摩擦振动使提琴、胡琴发音。
有了摩擦人们才能走路,汽车、火车才能行驶,等等。
某些机械利用摩擦力来传递动力和运动,如摩擦压力机、摩擦离合器、带传动等。
但是,摩擦力也有它有害的方面,它对某些机械运动副起不良作用,主要有以下几点。
(1)消耗大量的功,机械运动中克服摩擦面间的摩擦力所作的功称为无用功,它大约占总消耗功的三分之一,从而降低了机械效率。
(2)造成磨损由于摩擦表面的直接接触,零件表面产生严重磨损。
降低机械的运动精度,间隙变大,出现振动和噪声,不仅影响机械的正常运转,同时还缩短了机械的寿命。
据统计,大约有80%的损坏零件是由于磨损造成的。
⑶产生热量,机槭设备运行中用来克服摩擦力损失的那部分能量转换成热能的形式散发出来。
其中一部分散发到空气中,另一部分来不及散发就使机械零件温度升高,降低机械强度,甚至产生热变形、热疲劳、热磨损,导致破坏机件精度,影响机械正常运转。
特别是在要求运动灵敏度高的部位,如数控机床的导轨,丝杠螺母、測量仪器等,热变形更会影响机械的工作精度和寿命。
摩擦会导致磨损,最终将破坏机槭的正常运转,这是一个客观规律。
滚动摩擦两接触物体沿接触表面滚动时的摩擦称为滚动摩擦。
滚动摩擦时,其接触处常常表现为点与点(如球形滚动轴承)或线与线(如圆柱滚子轴承)的摩擦。
第2章摩擦磨损润滑1.摩擦摩擦磨损、润滑和密封失效是现代机械系统的主要失效原因。
➢干摩擦:两摩擦表面间直接接触不加入任何润滑剂的摩擦称为干摩擦。
➢边界摩擦:两表面加入润滑油后,在金属表面会形成一层边界膜(约为0.02μm)。
油膜较薄时,在载荷的作用下,边界膜互相接触,横向剪切力比较弱,这种摩擦状态称为边界摩擦。
➢液体摩擦:两摩擦表面间被一层具有一定压力、一定厚度、连续的流体润滑剂完全隔开,摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力的摩擦,称为液体摩擦。
➢混合摩擦:摩擦副处于干摩擦、边界摩擦和液体摩擦的混合状态,称为混合摩擦。
磨损曲线度。
此外,润滑剂还能防锈、减振、密封、清除污物和传递动力等。
润滑剂:润滑油、润滑脂(1)润滑油的主要性能指标➢粘度:液体在外力作用下流动时,分子间的内聚力阻止分子间的相对运动而产生的一种内摩擦力,称为液体的粘性。
分为动力粘度、运动粘度和相对粘度。
➢油性:反映在摩擦表面的吸附性能(边界润滑和粗糙表面尤其重要);➢闪点:润滑油蒸汽遇到火焰即能发出闪光的最低温度,是衡量润滑油易燃性的指标;➢凝点:冷却,由液体转变为不能流动的临界温度(低温启动性能);➢极压性:反映在金属表面生成化学反应膜的性能。
(2)润滑脂的主要性能指标➢针入度:在25℃恒温下,使重量为1.5N的标准锥体在5s内沉入润滑脂的深度(以0.1mm计)。
它标志着润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱。
➢滴点:指润滑脂受热熔化后从标准测量杯的孔口滴下第一滴时的温度。
它标志着润滑脂耐高温的能力。
4.液体摩擦润滑根据两摩擦表面间形成压力油膜原理的不同,可将液体摩擦润滑分为液体动力润滑、弹性流体动力润滑和液体静压润滑。
5.摩擦学研究现状及发展趋势液体润滑理论;表面处理技术;纳米摩擦学;生物摩擦学;。
摩擦、磨损及润滑概述一 选择题(1) 摩擦副表面为液体动压润滑状态,当外载荷不变时,摩擦面间的最小油膜厚度随相对滑动速度的增加而 B 。
A. 变薄B. 增厚C. 不变(2) 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 B 。
A. 干摩擦B. 边界摩擦C. 混合摩擦D. 液体摩擦(3) 减少磨损的方法有很多种,其中 D 是错误的。
A. 选择合适的材料组合B. 改滑动摩擦为滚动摩擦C. 生成表面膜D. 增加表面粗糙度E. 建立压力润滑油膜(4) 各种油杯中, C 可用于脂润滑。
A. 针阀油杯B. 油绳式油杯C. 旋盖式油杯(5) 为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损,下列措施中, D 是不合理的。
A. 降低表面粗糙程度B. 增大润滑油粘度C. 提高表面硬度D. 提高相对滑动速度(6) 摩擦副接触面间的润滑状态判据参数膜厚比λ值为 B 时 ,为混合润滑状态;λ值为 C 可达到液体润滑状态。
A. 0.35B. 1.5C. 5.2(7) 摩擦与磨损最小的摩擦状态是 D ,摩擦与磨损最大的摩擦状态是 A 。
A. 干摩擦B. 边界摩擦C. 混合摩擦D. 液体摩擦(8) 已知某机械油在工作温度下的运动黏度s mm /202=ν,该油的密度ρ为3/900m kg ,则其动力黏度为 D s Pa ⋅。
A. 18000B. 45C. 0.0018D. 0.018(9) 在一个零件的磨损过程中,代表使用寿命长短的是 B 。
A. 剧烈磨损阶段B. 稳定磨损阶段C. 磨合阶段D. 以上三个阶段之和(10) 润滑脂是 A 。
A. 润滑油与稠化剂的混合物B. 金属皂与稠化剂的混合物C. 润滑油与添加剂的混合物D. 稠化剂与添加剂的混合物(11) 对于齿轮、滚动轴承等零件的润滑状态,应采用 C 理论。
A. 流体动力润滑B. 流体静力润滑C. 弹性流体动力润滑D. 极压润滑(12) 采用含有油性和极压添加剂的润滑剂,主要是为了减少 A 。