工程摩擦学基础-
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工程摩擦学5 Lubrication
5. Lubrication
5.3 流体动压润滑 3)径向轴承:在流体动压润滑轴承中，径向轴承应用最广，往
复式柱塞泵、泥浆泵等都广泛采用了径向轴承。 (1)油膜厚度分布
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5. Lubrication
5.3 流体动压润滑 3)径向轴承:在流体动压润滑轴承中，径向轴承应用最广，往
复式柱塞泵、泥浆泵等都广泛采用了径向轴承。 (2)压力方程
对于一般无法向X趋近的稳定润滑 状态，V＝0，上式也简化为:
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5. Lubrication
5.2 流体润滑的基本方程
1)流量方程:
2)剪应力方程
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5. Lubrication
5.3 流体动压润滑
1)流体动压润滑的承载原理
(1)两平行平面间的流动 速度梯度:
同时由图看出，在单位时间内以A截面进入的流量应等于由B截面流出的流量 在此情况流体末受挤压，不产生压力差，油膜中不可能形成压力，故不能承受外载荷。
5.4 流体静压润滑
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5. Lubrication
5.5 典型传动件的润滑
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5. Lubrication
5.5 典型传动件的润滑
通常根据滑动轴承的工作温度、轴颈圆周速度、载荷来确
定润滑油的运动粘度，再考虑其他要求而选出油的牌号。
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Hale Waihona Puke . Lubrication2020/2/18
5. Lubrication
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5. Lubrication
5.2 流体润滑的基本方程
1)流体的连续性方程式
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第一章 摩擦学基础知识(润滑)
三、润滑脂及其主要性能 • 组成：基础油+稠化剂+添加剂+澎润土 • 润滑脂的性能指标主要有针入度、滴点、析 油量、机械杂质、灰分、水分等
1）针入度 软硬程度 H(mm)/0.1
h
阻力大小、流动性强弱
标准锥体，150g，25 ℃ ，5s
2）滴点----固体 流体的温度转折点，表示耐热性 3）防水性能； 4）静音性能； 5）种类 A)钙基脂：抗水，适于轻中重载荷； B)钠基脂：高温，但不抗水； C)锂基脂：多用途，最好； D)铝基脂：高度耐水性，航运机械 E)其它特种润滑脂（特种合成油、添加剂、 稠化剂等）
五、添加剂 • 作用越来越大，在润滑脂、合成油中不加添加剂，
六、对润滑剂的要求
较低的摩擦系数 良好的吸附和渗入能力 有一定的黏度 有较高的纯度和抗氧化性 没有腐蚀性 有良好的导热性和较大的热容量
七、润滑装置 单体供油装置 油壶， 油杯，
油枪
油杯
压配式油杯
滴油式油杯
油芯式油杯
油环
油链
• 集中供油装置 a) 简单的少数点位集中供油 b) 设备中心、车间及工厂级集中供油 泵站+(稳压+冷却)+过滤+分配器+工位润滑
η t = η0 ( t0 / t )
m
2、润滑油的粘压特性
• 粘度和压力的关系近 似表示为:
η = η0 e
ap
粘温关系曲线
3、油性—反映在摩擦表面的吸附性能 油性 （边界润滑和粗糙表面尤其重要） 4、闪点—瞬时燃烧和碳化的温度； 闪点 燃点—长时间连续燃烧的温度（高温性能）； ； 燃点 5、凝点—冷却，由液体转变为不能流动的临界 凝点 温度； (低温启动性能) 6、极压性（EP）, 在重压下表面膜破裂的最大 极压性（EP） 接触载荷，用PB表示，(极限载荷） 7、酸值—限制润滑剂变质后对表面的腐蚀 酸值
摩擦学的进展和未来
摩擦学的进展和未来一、本文概述摩擦学，作为一门研究物体间接触表面相互作用及其产生的摩擦、磨损和润滑现象的学科，自其诞生以来就在工业、交通、能源、生物医学等众多领域发挥了至关重要的作用。
随着科技的不断进步，摩擦学的研究也日益深入，新的理论、技术和应用不断涌现。
本文旨在全面概述摩擦学领域的最新进展，并展望其未来发展方向。
我们将回顾摩擦学的发展历程，从最初的经典摩擦理论到现代的纳米摩擦学、生物摩擦学等新兴分支。
接着，我们将重点介绍摩擦学在材料科学、机械工程、航空航天、生物医学等领域的最新应用，如高性能涂层材料、纳米摩擦调控技术、智能润滑系统等。
我们还将讨论摩擦学在能源转换与存储、环境保护、可持续发展等全球性问题中的重要作用。
在展望未来部分，我们将分析摩擦学领域的发展趋势和挑战，如跨学科融合、技术创新与产业升级等。
我们还将探讨摩擦学在智能制造、新能源、生物医疗等领域的发展前景，以及其在推动社会进步和可持续发展中的潜力。
本文旨在全面梳理摩擦学的进展和未来，以期为该领域的研究者、工程师和决策者提供有益的参考和启示。
二、摩擦学的基础理论摩擦学，作为一门研究物体表面间相互作用和摩擦现象的科学，其基础理论涉及多个学科领域，包括物理学、化学、材料科学和力学等。
这些基础理论为摩擦学的发展提供了坚实的支撑，同时也为未来的探索提供了新的思路。
接触力学理论：接触力学是摩擦学的基础，主要研究物体表面的接触行为和接触应力分布。
该理论通过研究接触表面的形貌、材料属性和载荷等因素，揭示了接触界面上的应力分布规律，为摩擦学的研究提供了重要的理论基础。
弹塑性理论：弹塑性理论主要研究物体在受力作用下的变形行为，包括弹性变形和塑性变形。
该理论为摩擦学提供了关于材料表面在摩擦过程中变形和损伤机制的重要认识，有助于深入理解摩擦现象的本质。
摩擦热学：摩擦过程中，由于摩擦力的作用，物体表面会产生大量的热量。
摩擦热学主要研究摩擦过程中的热量产生、传递和消散等问题。
摩擦学基础知识综述
剪切强度）和屈服极限。
(2)粘着理论基本要点：
摩擦表面处于塑性接触状态:实际接触面只 占名义面积很小部分，接触点处应力达到受 压屈服极限产生塑性变形后，接触点的应力 不再改变，只能靠扩大接触面积承受继续增 加的载荷。 滑动摩擦是粘着与滑动交替发生的跃动过程: 接触点处于塑性流动状态，在摩擦中产生瞬 时高温，使金属产生粘着，粘着结点有很强 的粘着力，随后在摩擦力作用下，粘结点被 剪切产生滑动。
属摩擦副摩擦系数较大；二者之间容易发生 粘着，而互溶性差的金属不易发生粘着。
2.摩擦副表面特性：
（1）表面粗糙度：非常粗糙的表面，表面须
越过另一表面的微凸体，摩擦系数高。非常 光滑的表面摩擦系数甚至更高：实际接触面 积大，分子作用增强。在塑性接触下，实际 接触面积总是与载荷成正比，表面粗糙度的 实际影响并不大。
（4）无法解释脆性材料具有的和金属材料相
似的摩擦性能。
（5）粘着理论很好解释了“相溶性较大的金
属之间容易发生黏着,摩擦系数较大”现象.
对于大多数金属, τb =0.2σs ,计算的摩擦系数 为 0.2左右.正常大气中测的摩擦系数都高达 0.5 ,在真空中更高.
5.机械—粘着—犁沟综合作用理论 粘着理论的基础上提出“机械—粘着—犁沟”
摩擦学基础知识
概述
1. 摩擦的定义：
两个接触物体表面在外力 作用下相互接触并作相对 运动或有运动趋势时，在 接触面之间产生的切向运 动阻力称为摩擦力，这种 现象就是摩擦。
2 . 摩擦的分类 1. 摩擦按摩擦副运动状态可分为： 静摩擦：两物体表面产生接触，有相对运动趋势但 尚未产生相对运动时的摩擦。 动摩擦：两相对运动表面之间的摩擦。 2. 按相对运动的位移特征分类： 滑动摩擦：两接触物体接触点具有不同速度和(或) 方向时的摩擦。 滚动摩擦：两接触物体接触点的速度之大小和方向 相同时的摩擦。 自旋摩擦：两接触物体环绕其接触点处的公法线相 对旋转时的摩擦。
摩擦学基础知识
（1）表面被污染，摩擦系数主要取决于材料 组合、表面特征和环境条件。
（2）粘着起作用，摩擦系数开始上升，假如 微凸体断裂，产生旳磨粒将产生犁沟作用， 使摩擦系数升高。
（3）滑动表面旳磨粒数增长，犁沟作用增大， 摩擦系数急剧上升。
（4）进入和离开界面旳磨粒数相等时，摩擦 系数保持不变，即稳定摩擦状态。
摩擦学基础知识
概述
1. 摩擦旳定义：
2. 两个接触物体表面在外力 3. 作用下相互接触并作相对 4. 运动或有运动趋势时，在 5. 接触面之间产生旳切向运 6. 动阻力称为摩擦力，这种 7. 现象就是摩擦。
2 . 摩擦旳分类
1. 摩擦按摩擦副运动状态可分为：
静摩擦：两物体表面产生接触，有相对运动趋势但 还未产生相对运动时旳摩擦。 动摩擦：两相对运动表面之间旳摩擦。 2. 按相对运动旳位移特征分类：
（2）具有牵引力旳滚动---滚动元件受到法向 载荷和牵引力旳作用产生旳滚动形式。
（3）伴随滑动旳滚动---几何形状造成接触面 上切向速度不等时，必将伴有滑动。
3. 滚动摩擦系数
（1）有量纲滚动摩擦系数： 驱动力矩与法向载荷之比，即： μ=FR/W=W´e/W=e
（2）无量纲滚动摩擦系数：
称为滚动阻力系数，数值上等于驱动力矩 在单位距离所作旳功与法向载荷之比，即：
（4）无法解释脆性材料具有旳和金属材料相 同旳摩擦性能。
（5）粘着理论很好解释了“相溶性较大旳金 属之间轻易发生黏着,摩擦系数较大”现象.
对于大多数金属, τb =0.2σs ,计算旳摩擦系数 为 0.2左右.正常大气中测旳摩擦系数都高达 0.5 ,在真空中更高.
5.机械—粘着—犁沟综合作用理论
（了解）当刚性滚轮沿弹性平面滚动时，在 一整周内滚轮走过旳距离要不不小于圆周长。 （了解）当弹性滚轮沿刚性平面滚动时，在 一整周内滚轮走过旳距离要不小于圆周长。
摩擦学的三个公理
摩擦学的三个公理在摩擦学中，存在着三个重要的公理，它们在研究物体之间的摩擦力时起到基础性的作用。
这三个公理分别是：1. 马丁摩擦定律：马丁摩擦定律是摩擦学的基础，它表明物体之间的摩擦力与它们之间的压力成正比。
即，摩擦力与物体之间的压力大小有直接关系。
这是一个经验规律，适用于大多数情况下。
2. 库仑摩擦定律：库仑摩擦定律是描述干摩擦力与物体之间相对速度的关系的规律。
它指出，干摩擦力的大小与两个物体间相对速度的乘积成正比。
换句话说，当物体之间的相对速度增加时，摩擦力也会增大。
3. 静摩擦力与滑动摩擦力的切换条件：当一个物体相对于另一个物体处于静止状态时，两者之间的摩擦力称为静摩擦力。
而当一个物体开始相对滑动时，两者之间的摩擦力则变为滑动摩擦力。
这一转换发生的条件是，物体之间的相对运动达到一个临界值，这个临界值称为静摩擦力的极限，也被称为摩擦系数。
通过这三个公理，我们能更准确地描述物体之间的摩擦力现象，进而研究和解决与摩擦相关的问题。
除了上述的三个公理外，摩擦学还涉及到一些其他的概念和原理，以下是与摩擦相关的一些补充内容：1. 摩擦系数：摩擦系数是一个量化摩擦力大小的物理量，用符号μ表示。
它描述了两个物体间的摩擦力与压力的比值。
通过测量和实验，可以确定不同材料之间的摩擦系数，从而在工程和科学应用中方便地计算摩擦力。
2. 滑动摩擦力和滚动摩擦力：摩擦力可以分为滑动摩擦力和滚动摩擦力两种形式。
滑动摩擦力发生在两个物体表面之间相互滑动的情况下，而滚动摩擦力则是当一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦力。
两者之间存在一定的差异，例如滚动摩擦力通常比滑动摩擦力小。
3. 摩擦力的应用：摩擦力是生活中和工程实践中非常常见和重要的现象。
正是通过摩擦力，人类可以正常步行、操控车辆以及使用工具等等。
摩擦力也广泛应用于机械工程、运输工程、建筑和材料科学等领域，例如在设计车辆刹车系统时需要考虑摩擦力的大小，以确保安全性和可靠性。
摩擦学基本知识
H
4. 润 滑
• 是减少机械零部件磨损、延长使用寿命的有效措施。 • 为了减少机器的磨损和发热,保证安全运转,延长使用寿 命和降低能源的消耗,摩擦副表面间进行润滑。主要的 润滑剂为液体润滑油。 • 据推算,全世界用于动力的能源,约有30%～40%消耗在无
损就是一种复合磨损形式。在实际工程中，应抓住主 要的磨损形式，才能采取有效措施，以减少磨损，延 长寿命。 • 3.2 磨损规律及影响因素 • 机器零件的工作过程分为三个阶段：跑合阶段、稳定 磨损阶段、急剧磨损阶段。应尽可能延长稳定磨损阶 段。
• 磨损的影响因素主要有：材料、表面硬度、滑动速度
、载荷、表面温度、表面粗糙度、表面粘附物以及润 滑等。
(a) 一般情况；(b) 表面平行时
流体摩擦（润滑）
H • ③．边界摩擦：相对运动的表面之间存在极薄分子膜。
• 特点：极薄边界膜（厚度20纳米左右）起润滑作用，有 能力防止表面微凸体之间相互接触而不破坏，起良好的 润滑作用。但强度低，易破裂。
(a) 单分子层边界润滑模型；(b) 边界润滑机理模型 边界摩擦（润滑）
料的极限使用温度；f∝1/Pg，f∝V,而碳石墨和铸铁由于自
润滑性好，其规律与塑性相反。
H
摩擦工况
润滑状态 粘度影响 （μ）
表：各种摩擦状态及其特征对比
干摩擦
无
边界摩擦
分子吸附膜
混合摩擦
部分
流体摩擦
全部
无
无
部分
起决定作用
过程特征
微凸起接触
分子层、分子机 械作用
混合
流体动静压效 应
摩擦系数大小
0.1～0.6
• ④．微动磨损：两个表面之间由于振幅很小的相对运 动而产生的磨损。
金属加工润滑基础知识之一摩擦学
金属加工润滑基础知识之一摩擦学金属加工润滑基础知识之一摩擦学摩擦学的三个方面：摩擦、磨损、润滑摩擦：相互接触的物体在相对运动时或具有相对运动的趋势时，接触面间发生阻碍相对运动的现象，称为摩擦。
所产生阻碍其相对运动的阻力称之为摩擦力。
特征：摩擦阻力、摩擦热量、材料磨损摩擦种类：（按摩擦副表面的润滑状态分类）1、干摩擦：在没有任何润滑剂的条件下，两物体表面间的摩擦。
2、液体摩擦：又称流体摩擦。
是发生在液体内部的一种摩擦现象，包括纯液体流动时的摩擦和液体将金属表面隔开时的摩擦。
一般来讲，这层液体的厚度在2微米以上。
3、边界摩擦：当固体表面不是被一层液体隔开，而是被一层很薄的吸附油膜隔开，或是被一层具有分层结构和润滑性能的边界膜隔开时的摩擦，称为边界摩擦。
这层膜的厚度一般在0.1-1微米以下。
4、混合摩擦：物体相对运动时，由于它的表面粗糙度不同，当凸起较高的部分发生边界摩擦时，凸起较低的部分处于液体摩擦状态或半液体摩擦中，当凸起较低的部分处于边界摩擦时，凸起较高的部分因挤压较剧烈会导致边界膜破烈，其表面直接接触发生局部干摩擦、半干摩擦。
磨损：定义：相互接触的物体在相对运动时，表层材料不断发生的损耗的过程，或者产生残余变形的现象。
磨损的三个阶段：磨合、稳定磨损、急剧磨损磨损的类型：1、粘附磨损：接触表面相对运动时，由于分子间的吸引力作用而产生粘附连接，致使材料从表面脱掉的磨损。
2、磨料磨损：接触表面相对运动时，由于硬质颗粒或较硬表面上的微凸体，在摩擦过程中的“梨削”“切削”“磨削”作用引起表面擦伤，表层材料脱落或分离出碎屑和其他磨粒。
3、疲劳磨损：两个相互作用的摩擦表面，由于表层材料疲劳，产生微观裂纹并分离出磨粒和碎片剥落，形成凹坑，造成磨损。
4、腐蚀磨损：摩擦副在第三介质的作用下发生的腐蚀磨损，比如：润滑油酸化变质产生的酸性油泥；手汗；潮湿空气中的氧、二氧化硫、硫化氢等等。
磨损的影响因素：1、润滑对磨损的影响（降低摩擦系数，液体润滑时能防止粘附磨损，洁净润滑能减少磨料磨损；有防锈性能的润滑剂能减少腐蚀磨损）2、材料性能对磨损的影响（材料的硬度和韧性；硬度决定表面抵抗能力，过高硬度易产生碎屑，产生磨料磨损。
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三上（秋）
三下（春）
四上（秋）
四下（春）
学科基础
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一下（春） 微积分（下） 大学物理（一） 物理实验（一） 线性代数 C++程序设计 工程制图（上） 工程制图（下）
内燃机传动中的摩擦学研究
内燃机传动中的摩擦学研究摩擦学是关于摩擦、润滑和磨损的科学。
在内燃机传动系统中，深入研究摩擦学是非常必要的，因为它涉及到内燃机的运转、效率和寿命。
摩擦学是一门交叉学科，涉及到机械学、物理学、化学等多个领域。
本文将深入探讨在内燃机传动中的摩擦学研究。
一、内燃机传动中的摩擦学基础1.摩擦定义摩擦是两个相对运动的物体之间产生的力，其方向与两物体相对运动的方向相反。
摩擦力的大小取决于两物体之间的接触面积、表面的光洁度、材料的性质以及两物体之间的受力情况等因素。
2.摩擦类型内燃机传动中，主要存在两种类型的摩擦：干摩擦和液体摩擦。
干摩擦是没有润滑剂的两个物体接触时产生的摩擦，这种类型的摩擦会导致磨损和热损失，同时还可能会产生噪音和振动。
液体摩擦是润滑剂下两个物体接触时产生的摩擦。
液体摩擦主要是由液压油或润滑油等润滑剂在两个物体表面形成液体膜来减小或抵消摩擦而实现的。
3.摩擦系数摩擦系数指由物体间的摩擦力与压力比出的系数。
其大小取决于物体的材质、条件以及润滑状态等因素。
二、内燃机传动中的摩擦学研究1.摩擦学与内燃机热效率的关系摩擦是内燃机在工作时一个重要的能量损失源。
在内燃机工作中，摩擦阻力会让能量被消耗用于热能的产生，这会导致内燃机不能够获得最大的功率。
因此，减小摩擦力可以提高热效率，从而减少内燃机排放的有害气体和增加能源的利用效率。
2.摩擦学与内燃机寿命的关系摩擦力还会导致内燃机零部件的磨损和疲劳，从而降低其使用寿命。
为了使摩擦系数尽可能的小，提出了许多改进摩擦学的方法。
其中一个非常有效的方法就是在零部件表面上涂一层润滑涂料，可以显著改善零件用时和耐磨性。
3.润滑剂的作用润滑剂是减小摩擦力和磨损的另一种途径。
润滑油或液压油等润滑剂能够通过形成液体膜减少摩擦系数，使润滑垫或摩擦片等零部件表面之间滑动时减小摩擦阻力。
同时，润滑剂也可以冷却零部件表面并防止其过热，促进其寿命的长久，提高其使用效率。
三、结论通过对内燃机传动中的摩擦学的研究，可以发现，摩擦学在提高内燃机热效率和使用寿命方面起到了非常重要的作用。
摩擦学基本知识
H
H
3. 磨 损
• 磨损是伴随摩擦而产生的必然结果，是相互接触的物 体在相对运动时，表层材料不断发生损耗的过程或者 产生残余变形的现象。 • 磨损不仅是材料消耗的主要原因，也是影响机器使用 寿命的主要原因。
• 材料的损耗，最终反映到能源的消耗上，减少磨损是 节约能源不可忽视的一环。 • 在现代工业自动化、连续化的生产中，某一零件的磨 损失效，就会影响全线的生产。
H
3. 密封摩擦学基本知识
实现以人为本— 健康 安全 环保 经济 —现代化生产新理念 主讲人: 郝木明,孙鑫晖
H
目 录
（参阅:顾永泉《流体动密封》）
• 1．前言 • 2．摩擦 • 3．磨损 • 4．润滑
H
1.前 言
• 摩擦学：研究作相对运动的相互作用表面及其有关理 论与实践的一门科学和技术，包括摩擦科学和技术。 • 是一门多学科交叉的边缘学科。 • 涉及三部分内容：摩擦、磨损和润滑。 • 摩擦（Friction）：研究具有相对运动的、相互作用 的表面间的有关理论与实践问题；两个相互接触物体 在外力作用下，发生相对运动（或着有相对运动趋势 ）时产生切向阻力的物理现象。 • 磨损（Wear）：摩擦产生的重要现象之一，由于表面 相对运动而不断发生损耗的过程或者产生残余变形的 现象。 • 润滑（Lubrication）:降低磨损和减少磨损的主要措 施。
H
磨损量-时间曲线与磨损速度-时间曲线
H• 3.3 减少磨损的基本措施
• ①．材料的选择：相同金属材料的磨损率大于不同金属材 料的磨损率，金属材料配对摩擦副的磨损率大于金属材料 与非金属材料配对的摩擦副。 • ②．润滑：使摩擦副在流体润滑状态下工作。 • ③．表面强化处理：渗碳、渗氮、喷沙等表面处理工艺。 • ④．结构设计：如采用转移性原则，使一摩擦面磨损而保 护另一摩擦面。 • 如：滑动轴承表面油槽的布置，提高其承载能力。 • ⑤．使用保养。
摩擦学的研究与应用
摩擦学的研究与应用第一章摩擦学的基础概念摩擦学是机械工程的一个分支学科，研究物体之间相互作用力的特性和规律。
在现代工业生产和日常生活中，摩擦是不可避免的。
因此，理解和控制摩擦成为降低能量损失、提高机械效率和稳定性的关键。
摩擦可分为干摩擦、润滑摩擦和粘着摩擦三种。
干摩擦是指在无润滑条件下的摩擦，物体表面间直接相互接触而产生的摩擦力。
润滑摩擦则是在物体表面间插入合适的润滑剂，以使物体表面间接触，减小摩擦力的一种摩擦。
粘着摩擦则是指物体表面间出现的一种间接摩擦，例如吸附、化学反应过程等。
第二章摩擦学的研究方法摩擦学的研究方法主要有试验研究和理论研究两种。
试验研究是对不同材质、不同接触条件下作用力、摩擦力、表面变形、表面磨损等进行实验测量，从而研究摩擦学规律。
而理论研究则是采用数学模型，通过对摩擦力、表面变形、表面磨损等进行分析、推导，从而探究摩擦过程的本质规律。
常用的摩擦试验仪器有摩擦副试验机、转动摩擦试验机等。
然而，由于摩擦过程十分复杂，无法通过单一的试验方法完全揭示其规律。
因此，研究摩擦学必须综合应用多种试验方法，如红外光谱、电子显微镜、原子力显微镜等。
第三章摩擦学的应用摩擦学在生产和日常生活中有广泛的应用。
在工业生产中，研究摩擦学规律是提高机械制造工艺和产品质量的重要手段。
例如，在汽车工业中，人们通过涂覆表面润滑剂或使用液压升降器、减震器等装置，有效地降低了摩擦力、延长了试验机器的寿命。
在机械加工过程中，更是广泛应用于干式切削、高速切削、摩托车启动器、机械密封等领域。
此外，摩擦学还被应用于运动学领域。
在竞技运动中，摩擦与运动员体能、运动装备的接触有着密切的关系。
例如，针对冰上运动的摩擦力学研究，在保持足够附着力的同时减小空气阻力，从而提高滑行轨迹和速度。
总之，摩擦学作为一门交叉性强的学科，对于提高生产效率、保障生活安全、提升机械性能等领域都有着重要的意义。
第一章 摩擦学基础知识(摩擦表面)解读
（2）将各平行线截取轮廓图形中微凸体的长度相加， 画在轮廓图右侧，直到轮廓图形的最低点为止，连 接图中各点，即得到支承面曲线。
（3）描述参数（GB3505-83)： 相对支承长度率：
支承面积： Ax离峰顶h处面积 Ao离峰顶最大高度面积
（4）按支承面积的大小将轮廓图形分三个高度层：支承面积小 于25%的部分称为波峰，为最高层；在25%~75%之间部分称 为波中，为中间层；大于75%部分为波谷，最低层。
塑性接触状态:
实际接触面积与载荷为线性关系，而与高度分布函 数ψ(z)无关。 结论：实际接触面积与载荷的关系取决于表面轮廓 曲线和接触状态。当为塑性接触时，无论高度分布 曲线如何，实际接触面积都与载荷成线性关系。在 弹性接触状态下，大多数表面的轮廓高度接近于正 态分布，实际接触面积与载荷也具有线性关系。
第一章 摩擦学基础知识
1 摩擦表面
1.表面形貌组成：
固体表面的微观几何形状，即形状公差、波 纹度和表面粗糙度统称为表面形貌。
（1）表面形状误差：
实际表面形状与理想表面形状的宏观 偏差，是一种连续而不重复的形状偏差。 它是机床- 工件- 刀具系统的误差和弹 性变形等造成，如机床和刀具精度不够、 不正确的加工规范或温度应力等。表面 形状误差的数值由最大偏差表示，国家 标准 GB1182～1184-80 规定了形状和 位置公差。
（4）四次矩-峰态K：分布曲线的陡峭度。正态K =3，K<3概率分散，表面凸峰较平缓。K >3概 率集中，凸峰较尖锐。
(3). 自相关函数R(l)：
反映了相邻轮廓的关系和轮廓曲线的变化趋势。 对于任一条轮廓曲线，自相关函数是各点的轮廓 高度与该点相距一定间隔处的轮廓高度乘积的数 学期望，即
离散函数：测量长度内测量点n，高度值xi，则
（3）描述参数（GB3505-83)： 相对支承长度率：
支承面积： Ax离峰顶h处面积 Ao离峰顶最大高度面积
（4）按支承面积的大小将轮廓图形分三个高度层：支承面积小 于25%的部分称为波峰，为最高层；在25%~75%之间部分称 为波中，为中间层；大于75%部分为波谷，最低层。
塑性接触状态:
实际接触面积与载荷为线性关系，而与高度分布函 数ψ(z)无关。 结论：实际接触面积与载荷的关系取决于表面轮廓 曲线和接触状态。当为塑性接触时，无论高度分布 曲线如何，实际接触面积都与载荷成线性关系。在 弹性接触状态下，大多数表面的轮廓高度接近于正 态分布，实际接触面积与载荷也具有线性关系。
第一章 摩擦学基础知识
1 摩擦表面
1.表面形貌组成：
固体表面的微观几何形状，即形状公差、波 纹度和表面粗糙度统称为表面形貌。
（1）表面形状误差：
实际表面形状与理想表面形状的宏观 偏差，是一种连续而不重复的形状偏差。 它是机床- 工件- 刀具系统的误差和弹 性变形等造成，如机床和刀具精度不够、 不正确的加工规范或温度应力等。表面 形状误差的数值由最大偏差表示，国家 标准 GB1182～1184-80 规定了形状和 位置公差。
（4）四次矩-峰态K：分布曲线的陡峭度。正态K =3，K<3概率分散，表面凸峰较平缓。K >3概 率集中，凸峰较尖锐。
(3). 自相关函数R(l)：
反映了相邻轮廓的关系和轮廓曲线的变化趋势。 对于任一条轮廓曲线，自相关函数是各点的轮廓 高度与该点相距一定间隔处的轮廓高度乘积的数 学期望，即
离散函数：测量长度内测量点n，高度值xi，则
摩擦学基础知识
F= Wτb /σs μ=F/W= τ b /σs
τb、σs分别是较软材料的剪切强度极限（或界面 剪切强度）和屈服极限。
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(2)粘着理论基本要点：
摩擦表面处于塑性接触状态:实际接触面只 占名义面积很小部分，接触点处应力达到受 压屈服极限产生塑性变形后，接触点的应力 不再改变，只能靠扩大接触面积承受继续增 加的载荷。
当两表面的材料分子接近时，分子之间的吸引作 用是产生摩擦阻力的假说，利用分子力与分子之 间距离的关系导出了摩擦系数与接触面积成正比：
F=f(N+pAr) p为分子引力，Ar为真实接触面积
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3. 分子—机械理论
克拉盖尔斯基1939年提出分子-机械摩擦理论，认 为摩擦阻力是由机械变形抗力和分子引力的综合， 并非常量，用摩擦二项式定律表示：
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.
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表面膜效应：
当摩擦副表面生成氧化膜或被污染形成污染 膜时，摩擦系数将降低。污染膜的剪切强度 较底时，粘着结点增长不明显。当剪切应力 达到污染膜的剪切强度时，表面膜被剪断， 摩擦副开始运动，摩擦系数表示为：
μ= τ f /σy
只τ f适界用面与膜金的属剪摩切擦强副度。， σy金属副的屈服强度，
Stribeck曲线表现了这些摩擦状态，u、η、p 分别表示速度、润滑剂粘度和压力。
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摩擦的基本特性
1. 古典摩擦定律 (称为阿蒙顿-库仑定律):
（1）摩擦力和载荷成正比，即 F= f N 。除了在重载 荷下实际接触面积接近表观面积外，都是正确的。 （2）摩擦系数与（名义）接触面积无关。一般仅对 具有屈服极限的材料如金属材料是满足的，不适于 弹性和粘弹性材料。 （3）静摩擦系数大于动摩擦系数。不适于粘弹性材 料，尽管改材料究竟是否具有静摩擦系数还没定论。 （4）摩擦系数与滑动速度无关。金属材料基本符合， 粘弹性显著的弹性材料，与滑动速度有关。
τb、σs分别是较软材料的剪切强度极限（或界面 剪切强度）和屈服极限。
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(2)粘着理论基本要点：
摩擦表面处于塑性接触状态:实际接触面只 占名义面积很小部分，接触点处应力达到受 压屈服极限产生塑性变形后，接触点的应力 不再改变，只能靠扩大接触面积承受继续增 加的载荷。
当两表面的材料分子接近时，分子之间的吸引作 用是产生摩擦阻力的假说，利用分子力与分子之 间距离的关系导出了摩擦系数与接触面积成正比：
F=f(N+pAr) p为分子引力，Ar为真实接触面积
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3. 分子—机械理论
克拉盖尔斯基1939年提出分子-机械摩擦理论，认 为摩擦阻力是由机械变形抗力和分子引力的综合， 并非常量，用摩擦二项式定律表示：
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表面膜效应：
当摩擦副表面生成氧化膜或被污染形成污染 膜时，摩擦系数将降低。污染膜的剪切强度 较底时，粘着结点增长不明显。当剪切应力 达到污染膜的剪切强度时，表面膜被剪断， 摩擦副开始运动，摩擦系数表示为：
μ= τ f /σy
只τ f适界用面与膜金的属剪摩切擦强副度。， σy金属副的屈服强度，
Stribeck曲线表现了这些摩擦状态，u、η、p 分别表示速度、润滑剂粘度和压力。
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摩擦的基本特性
1. 古典摩擦定律 (称为阿蒙顿-库仑定律):
（1）摩擦力和载荷成正比，即 F= f N 。除了在重载 荷下实际接触面积接近表观面积外，都是正确的。 （2）摩擦系数与（名义）接触面积无关。一般仅对 具有屈服极限的材料如金属材料是满足的，不适于 弹性和粘弹性材料。 （3）静摩擦系数大于动摩擦系数。不适于粘弹性材 料，尽管改材料究竟是否具有静摩擦系数还没定论。 （4）摩擦系数与滑动速度无关。金属材料基本符合， 粘弹性显著的弹性材料，与滑动速度有关。
摩擦学基本知识
摩擦学基本知识目录1. 摩擦学简介 (3)1.1 摩擦学的定义和学科范围 (4)1.2 摩擦学的重要性与应用领域 (5)2. 摩擦的分类与机制 (6)2.1 摩擦的分量和类型 (7)2.2 摩擦机理的基本概念 (8)2.3 不同表面相互作用的摩擦特性 (9)3. 摩擦因数的测定与预测 (10)3.1 摩擦因数的测定方法 (13)3.2 摩擦因数的预测模型 (14)3.3 摩擦因数的理论与实验研究 (16)4. 接触力与接触压力 (17)4.1 接触力产生的基本原理 (18)4.2 接触压力分布分析 (19)4.3 表面纹理与非线性接触压力 (21)5. 摩擦系数与磨损 (22)5.1 摩擦系数的影响因素 (23)5.2 磨损理论与磨损机制 (25)5.3 表面损伤与摩擦副寿命 (26)6. 润滑理论与技术 (27)6.1 润滑的基本原理 (29)6.2 润滑剂的种类与性能 (29)6.3 润滑技术的应用与发展 (30)7. 润滑与摩擦学研究进展 (32)7.1 高温润滑与表面化学 (33)7.2 纳米润滑与摩擦纳米技术 (34)7.3 非传统润滑方法 (36)8. 摩擦与润滑系统分析 (37)8.1 摩擦与润滑系统的建模 (38)8.2 系统分析和仿真方法 (39)8.3 设计原则与优化方法 (42)9. 摩擦与润滑材料 (43)9.1 摩擦与润滑基体材料 (44)9.2 摩擦系数与材料特性 (46)9.3 摩擦与磨损材料的研究 (47)10. 表面工程与表面特征对摩擦的影响 (48)10.1 表面工程技术 (50)10.2 表面特征与摩擦性质 (51)10.3 表面处理与润滑原理 (52)11. 摩擦与润滑的可持续性与环境考量 (54)11.1 环境保护与绿色润滑 (55)11.2 可持续设计与材料选择 (56)11.3 摩擦与润滑的节能减排 (57)12. 摩擦与润滑的科技伦理与社会责任 (58)12.1 专利与知识产权保护 (59)12.2 技术创新与科技伦理 (61)12.3 摩擦与润滑的社会责任 (62)13. 摩擦与润滑的未来趋势 (63)13.1 新兴技术的应用前景 (64)13.2 智能化与信息化在摩擦学中的应用 (65)13.3 摩擦学与当代科技发展的交融 (66)1. 摩擦学简介摩擦学是一门研究涉及相互接触并相对运动的物体间相互作用的科学。
摩擦学ppt
对于尺寸在毫米以下甚至毫微米级范围的微 型机械，如可清除血管内壁沉积物的微型机器人 等，此时表面效应非常明显，摩擦则是重要的因 素之一。 在通讯卫星中，天线需要精确的定位机构和 展开机构，要求轴承扭矩在7—10年内不变，经过 107 次循环使用后精度不变，此时必须研制新型 润滑剂以减少微观尺度的摩擦力和磨损的变化。
纳米摩擦学研究方法
（1）现代表面分析方法 纳米摩擦学的实验广泛应用表面力仪 (SFA)和扫描探针技术．包括扫描隧道显微 镜 (STM)，原子力显微镜(AFM)和激光检 测摩擦力显微镜(FFM)。它们用于测量原 子尺度的表面形貌和表面微观动态力学行 为．在微磨损、微划痕、纳米磨损与超精 加工以及分子膜边界润滑等研究中发挥巨 大的作用。
2．表面形态与混合润滑理论
摩擦学现象发生在极薄的表面层， 因此对于摩擦表面形态的形成、变化 和作用的分析，将深化摩擦学机理研 究，并就改善使用性能寻求合理的表 面形态和工艺方法提供依据。研究内 容包括：表面形貌的表征及其摩擦学 效应，表面物理化学状态在摩擦、磨 损过程中的行为与变化等。
分析表明，工程中大多数摩擦表面是 处于混合润滑状态，即部分润滑膜与表面 粗糙峰点相接触同时存在。磨损的发生是 混合润滑状态的特性。 目前有关混合润滑的设计尚停留在半 经验阶段，因此建立工程适用的混合润滑 设计理论是当前急迫的任务。这一领域的 研究集中在：部分膜润滑和微观弹流润滑 理论，各类润滑膜的失效准则和润滑状态 转化过程，粗糙表面的接触分析与载荷分 配，混合润滑的模型化和定量化研究等。
3．磨损形成机理及其控制
研究目的在于了解磨损形成过程、变化及其影响因 素，从而寻求提高耐磨性和控制磨损的措施。工程中的 磨损现象多种多样，根据形成机理可归纳为：磨粒磨损、 粘着磨损、疲劳磨损、化学腐蚀磨损等基本类型。实际 机械中的磨损大多是几种磨损类型同时发生，因此磨损 研究必须强调针对性，即密切结合各种典型零件的具体 工况条件进行分析研究，在累积数据的基础上，建立磨 损机理以及抗磨损设计方法与对策． 实际零件的磨损经历着复杂的过程，涉及因素很多， 包括工况参数、材料与表面形态、润滑与环境介质的作 用等的影响。因此，磨损研究还应强调运用多学科的综 合研究和系统工程分析的方法。
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接触点塑性变形，面积增大，支撑外载荷
Ⅱ。滑动摩擦是粘着与滑动交替发生的粘 滑过程。
开始时在接触区域内产生粘着，在切向 力作用下相对滑动，粘着点被剪断，整个 滑动摩擦是粘着点的形成和剪切交替进行 的粘滑过程。
Ⅲ。摩擦力是粘着效应和犁沟效应产生阻力 的总和。
F = A r ·?b ＋ Ac ·Pc
实际接触面积
对于很光洁的硬表面，由于接触表面间分子引力起作用，摩擦力 也将随接触面积增大而增大 。
对于极硬材料如钻石或很软材料如 聚四氟乙烯（PTFE）等，当压力很大 时，摩擦力并不与法向载荷成正比， 而是：
F＝cNx 式中 : c —常数； x—指数 ,其值约为
2/3～1。
3. 滑动速度问题
实践表明，多数材料随着滑动速度 增加，摩擦系数降低，且两者关系随 所受载荷大小而异。
德萨古利尔：《实验物理学教程》（ 1734）
尤因 （1892）、汤姆林森（ 1929)、普兰德尔、 哈迪（ 1936 ）等提出：
摩擦过程中接触表面间的分子相互作用力，是产 生摩擦的一个重要原因。
摩擦过程中接触分子分离，又形成新的接触分 子，接触分子转换所引起的能量损失等于摩擦力所 作的功。
F ＝μ（N+ArPm）
复合摩擦：同时存在滑动和滚动摩擦。
▲按摩擦副的润滑状态分类
干摩擦： 名义上无润滑剂时的摩擦
流体摩擦： 两摩擦表面被一层 连续的流体润滑剂 薄膜完全隔开 时的摩擦
边界摩擦： 两摩擦表面间的 流体润滑剂膜不连续 ， 但表面被 极薄的润滑膜 隔开
混合摩擦： 同时存在流体摩擦、边界摩擦和干摩 擦的混合状态下的摩擦，细分为半干摩擦和半流体 摩擦。
? 学时分配： 4学时 ? 教学手段：讲授、提问
§3－1 摩擦的概念与分类
一、概 述 ★定义：两相互接触的物体在外力作用下发 生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触 面间产生切向的运动阻力叫做摩擦力，这种 现象即为摩擦。
N P
F 图3－1 磨擦力
机械运动中，发生相对运动的零部件统称为摩 擦副，如轴与轴承、齿轮啮合、蜗轮与蜗杆、凸轮 与挺杆、皮带与皮带轮等。
从上式可以了解到，如果在金 属表面上涂覆一层软金属薄膜，使 剪切强度降低，就可以显著降低摩 擦系数。
第三章 摩 擦 FRICTION
教学目的及要求
? 介绍摩擦的概念、分类及测量方法 ? 介绍古典摩擦定律及其局限性 ? 熟悉常用的摩擦理论的要点及其适用范围 ? 掌握影响摩擦的各因素及其发挥作用的内 在实质
教学重点、难点 ? 各种摩擦理论的要点及其应用范围 ? 影响摩擦的各因素及其发挥作用的内在实质
犁沟面积
粘着点剪切强度
单位面积犁沟力
通常，粘着效应是产生摩擦力的主要原因， 尤其对硬材料而言，犁沟效应可忽略，根据 上式有：
F = A r ·? b = (N/ σs ) ·? b
故摩擦系数f为： 软材料剪切强度
f = F/N = ? b/ σs = 软材料屈服极限
此式得出的摩擦系数通常比实际情况小，与实际不相符，在空 气中的摩擦系数很大，真空中更大。
力的作用而使两表面发生粘合的现象。
基本要点：
Ⅰ. 摩擦表面处于塑性接触状态。
因实际接触面积很小，施加法向载荷时， 微凸体顶端接触，先弹性变形，接触应力达 到接触点的屈服极限σs时产生塑性变形,使接 触面积增大，直至能承受载荷为止，则
N = A r· σs 或 A r = N/ σs
粘着区域
N
Ar
★摩擦的危害：
●消耗大量能量。克服摩擦力，降低机械效率
●摩擦副磨损。
●产生热量。摩擦热使机械温度升高，降低机械强度、
热变形、热疲劳、热磨损等
说明：摩擦的有益作用是毋庸置疑的。摩擦生热、 钻木取火、人走路、车行驶、离合器、制动器、皮带 传动、 ………
二。摩擦的类型
▲按摩擦发生的部位分类：
外摩擦： 两相互接触的物体表面之间发生的 摩擦
? Fi ? F ? tg? μ= ? Ni N
（3-2）
式中 F—摩擦力； N—法向载荷。
说明：表面愈粗糙，μ愈大；提高表面粗 糙度等级，可以降低μ等现象。
Question:
根据“机械互锁学说”，表面越光滑，摩擦力越小。
Yes or No ?
回答是“No”， 这是“机械互 锁学说”的不足。
二、分子作用理论（或分子吸引理论 ）：
二、古典摩擦定律的局限性
? 1. 摩擦系数μ的问题
试验表明：硬钢表面对硬钢表面在正常大气条件下，μ约为 0.6，但 在真空中可高达 2；石墨在正常大气条件下摩擦系数μ为 0.1，但在很 干燥的空气中可大于0.5。
摩擦系数是 材料与各种条件 的综合特征，而 不 是材料本身的固有特征。 2. 接触面积与正压力问题
(3-3)
式中 Pm—单位实际接触面积上的分子力；
Ar 学所不能解 释的问题。
不足：但根据这一学说，当载荷不大，表面愈粗 糙，实际接触面积愈小时，摩擦力应该越小， 这与实际情况不相符合。
三、摩擦的粘着和犁沟理论
1.简单的粘着理论
什么叫粘着？ 在外加压力作用下，由于表面吸引
§3－3 各种摩擦理论概述
目的： 了解摩擦产生的原因，以便控制摩擦。
一、机械互锁学说(凹凸说) 摩擦是表面粗糙不平的机械互锁作用引起
的。即当两表面相对滑动时，由于粗糙不平 的表面在不平处相互嵌入，因而产生阻抗物 体运动的阻力。
W
V
θ Ni
Fi θ
若两表面由许多斜角为Θ的微凸体所组成，则摩擦力就是爬 过各微凸体需所力Fi之和。因此摩擦系数μ应为:
§3－2 古典的摩擦定律
达·芬奇 → 阿蒙顿 → 库伦
第一定律： 摩擦力的方向与接触表面相对运动速度的方 向相反，其大小与接触物体间的法向压力成正比，即
F＝μN
式中：F—摩擦力；μ—摩擦系数；N—法向载荷。
第二定律 ：摩擦力大小与相接触物体间的名义接触面积 无关。 第三定律 ：摩擦力的大小取决于材料性质，与滑动速度 无关。
内摩擦： 同一物体内部各个部分之间发生的 摩擦，一般发生在液体或气体。
▲按摩擦副的运动状态分类：
静摩擦： 外力作用，但未发生相对运动。 动摩擦： 外力作用下发生相对运动
▲按摩擦副的运动形式分类：
滑动摩擦：两接触物体相对滑动时的摩擦。
滚动摩擦：物体在力矩作用下沿接触表面滚 动时的摩擦。
转动摩擦：物体在力矩作用下沿接触表面转 动时的摩擦。
Ⅱ。滑动摩擦是粘着与滑动交替发生的粘 滑过程。
开始时在接触区域内产生粘着，在切向 力作用下相对滑动，粘着点被剪断，整个 滑动摩擦是粘着点的形成和剪切交替进行 的粘滑过程。
Ⅲ。摩擦力是粘着效应和犁沟效应产生阻力 的总和。
F = A r ·?b ＋ Ac ·Pc
实际接触面积
对于很光洁的硬表面，由于接触表面间分子引力起作用，摩擦力 也将随接触面积增大而增大 。
对于极硬材料如钻石或很软材料如 聚四氟乙烯（PTFE）等，当压力很大 时，摩擦力并不与法向载荷成正比， 而是：
F＝cNx 式中 : c —常数； x—指数 ,其值约为
2/3～1。
3. 滑动速度问题
实践表明，多数材料随着滑动速度 增加，摩擦系数降低，且两者关系随 所受载荷大小而异。
德萨古利尔：《实验物理学教程》（ 1734）
尤因 （1892）、汤姆林森（ 1929)、普兰德尔、 哈迪（ 1936 ）等提出：
摩擦过程中接触表面间的分子相互作用力，是产 生摩擦的一个重要原因。
摩擦过程中接触分子分离，又形成新的接触分 子，接触分子转换所引起的能量损失等于摩擦力所 作的功。
F ＝μ（N+ArPm）
复合摩擦：同时存在滑动和滚动摩擦。
▲按摩擦副的润滑状态分类
干摩擦： 名义上无润滑剂时的摩擦
流体摩擦： 两摩擦表面被一层 连续的流体润滑剂 薄膜完全隔开 时的摩擦
边界摩擦： 两摩擦表面间的 流体润滑剂膜不连续 ， 但表面被 极薄的润滑膜 隔开
混合摩擦： 同时存在流体摩擦、边界摩擦和干摩 擦的混合状态下的摩擦，细分为半干摩擦和半流体 摩擦。
? 学时分配： 4学时 ? 教学手段：讲授、提问
§3－1 摩擦的概念与分类
一、概 述 ★定义：两相互接触的物体在外力作用下发 生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触 面间产生切向的运动阻力叫做摩擦力，这种 现象即为摩擦。
N P
F 图3－1 磨擦力
机械运动中，发生相对运动的零部件统称为摩 擦副，如轴与轴承、齿轮啮合、蜗轮与蜗杆、凸轮 与挺杆、皮带与皮带轮等。
从上式可以了解到，如果在金 属表面上涂覆一层软金属薄膜，使 剪切强度降低，就可以显著降低摩 擦系数。
第三章 摩 擦 FRICTION
教学目的及要求
? 介绍摩擦的概念、分类及测量方法 ? 介绍古典摩擦定律及其局限性 ? 熟悉常用的摩擦理论的要点及其适用范围 ? 掌握影响摩擦的各因素及其发挥作用的内 在实质
教学重点、难点 ? 各种摩擦理论的要点及其应用范围 ? 影响摩擦的各因素及其发挥作用的内在实质
犁沟面积
粘着点剪切强度
单位面积犁沟力
通常，粘着效应是产生摩擦力的主要原因， 尤其对硬材料而言，犁沟效应可忽略，根据 上式有：
F = A r ·? b = (N/ σs ) ·? b
故摩擦系数f为： 软材料剪切强度
f = F/N = ? b/ σs = 软材料屈服极限
此式得出的摩擦系数通常比实际情况小，与实际不相符，在空 气中的摩擦系数很大，真空中更大。
力的作用而使两表面发生粘合的现象。
基本要点：
Ⅰ. 摩擦表面处于塑性接触状态。
因实际接触面积很小，施加法向载荷时， 微凸体顶端接触，先弹性变形，接触应力达 到接触点的屈服极限σs时产生塑性变形,使接 触面积增大，直至能承受载荷为止，则
N = A r· σs 或 A r = N/ σs
粘着区域
N
Ar
★摩擦的危害：
●消耗大量能量。克服摩擦力，降低机械效率
●摩擦副磨损。
●产生热量。摩擦热使机械温度升高，降低机械强度、
热变形、热疲劳、热磨损等
说明：摩擦的有益作用是毋庸置疑的。摩擦生热、 钻木取火、人走路、车行驶、离合器、制动器、皮带 传动、 ………
二。摩擦的类型
▲按摩擦发生的部位分类：
外摩擦： 两相互接触的物体表面之间发生的 摩擦
? Fi ? F ? tg? μ= ? Ni N
（3-2）
式中 F—摩擦力； N—法向载荷。
说明：表面愈粗糙，μ愈大；提高表面粗 糙度等级，可以降低μ等现象。
Question:
根据“机械互锁学说”，表面越光滑，摩擦力越小。
Yes or No ?
回答是“No”， 这是“机械互 锁学说”的不足。
二、分子作用理论（或分子吸引理论 ）：
二、古典摩擦定律的局限性
? 1. 摩擦系数μ的问题
试验表明：硬钢表面对硬钢表面在正常大气条件下，μ约为 0.6，但 在真空中可高达 2；石墨在正常大气条件下摩擦系数μ为 0.1，但在很 干燥的空气中可大于0.5。
摩擦系数是 材料与各种条件 的综合特征，而 不 是材料本身的固有特征。 2. 接触面积与正压力问题
(3-3)
式中 Pm—单位实际接触面积上的分子力；
Ar 学所不能解 释的问题。
不足：但根据这一学说，当载荷不大，表面愈粗 糙，实际接触面积愈小时，摩擦力应该越小， 这与实际情况不相符合。
三、摩擦的粘着和犁沟理论
1.简单的粘着理论
什么叫粘着？ 在外加压力作用下，由于表面吸引
§3－3 各种摩擦理论概述
目的： 了解摩擦产生的原因，以便控制摩擦。
一、机械互锁学说(凹凸说) 摩擦是表面粗糙不平的机械互锁作用引起
的。即当两表面相对滑动时，由于粗糙不平 的表面在不平处相互嵌入，因而产生阻抗物 体运动的阻力。
W
V
θ Ni
Fi θ
若两表面由许多斜角为Θ的微凸体所组成，则摩擦力就是爬 过各微凸体需所力Fi之和。因此摩擦系数μ应为:
§3－2 古典的摩擦定律
达·芬奇 → 阿蒙顿 → 库伦
第一定律： 摩擦力的方向与接触表面相对运动速度的方 向相反，其大小与接触物体间的法向压力成正比，即
F＝μN
式中：F—摩擦力；μ—摩擦系数；N—法向载荷。
第二定律 ：摩擦力大小与相接触物体间的名义接触面积 无关。 第三定律 ：摩擦力的大小取决于材料性质，与滑动速度 无关。
内摩擦： 同一物体内部各个部分之间发生的 摩擦，一般发生在液体或气体。
▲按摩擦副的运动状态分类：
静摩擦： 外力作用，但未发生相对运动。 动摩擦： 外力作用下发生相对运动
▲按摩擦副的运动形式分类：
滑动摩擦：两接触物体相对滑动时的摩擦。
滚动摩擦：物体在力矩作用下沿接触表面滚 动时的摩擦。
转动摩擦：物体在力矩作用下沿接触表面转 动时的摩擦。