云天课件-中职《机械基础》绪论 (栾学钢、赵玉奇、陈少斌)

第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑
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一、机械中的摩擦
3. 液体摩擦 摩擦副加入一定压力的润滑油，摩擦副表面被一层有压力有强度的油膜完 全隔开的摩擦。形成液体摩擦时，摩擦面润滑良好，理论上无磨损，但不易实 现。
4.混合摩擦 介于干摩擦与液体摩擦之间的摩擦（主要是液体摩擦）。混合摩擦是大多 数情况。
P.1
全国中职机械类统编教材（高教版）
课件制作： 重庆市涪陵区职教中心
数控组 胡志恒
P.1 绪论
任务描述
机器是人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置。 机械设备由动力部分、传动部份、执行部份及控制部分组成。 与机械零件相关的材料、结构、载能力方面的问题。 与机械零件相关的摩擦、磨损和润滑方面的问题。 本课程的学习任务和要求。
考纲要求
（1）认识机器的组成及作用 （2）识别零件部件构件机器机械 （3）认识机械的种类 （4）识别机械中的摩擦种类 （5）能描述机械零件磨损的特征
它 们 都 是 机 器 吗 ？
第一节 机械的组成 一、机器的组成
机器：是人们根据使用要求而设计的
一种执行机械运动的装置。
小带轮
机器用来传递能量、物料与信息，以
代替或减轻人的劳动。
大带轮
机械：是机器与机构的总称。
冲压机的工作过程：
制动器
曲轴 连杆
滑块 凸模 坯料
凹模 机架
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电动机
传动轴
小齿轮
大齿轮
离合器
第一节 机械的组成
P.1
一、机器的组成
机器用来传递能量、物料与信息，以代替或减轻人的劳动。
机器的定义： （1）是人工的实物组合； （2）各部分之间有确定的运动关系； （3）能实现功能转换。
流体动力润滑 压力由摩擦副轴的运动产生。
第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑 三、机械中的润滑
润滑的形式： 2. 弹性流体动力润滑 对于点、线接触的摩擦面，如齿轮副、滚动轴承等， 接触部位面积小，单位压力大，润滑剂易被挤出，油膜 易被破坏，必须在润滑油压力、粘度特性、接触体弹性 变形三方面联合作用。 3. 边界润滑 以较薄的油膜，使摩擦面处于边界摩擦状态，润滑 效果不好，在不易润滑的部位易出现。
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
P.3
一、零件的常用材料及选用
1.常用材料
主要分类有：钢、铸铁、有色金属、非金属材料。
含C%<1.2 %的铁碳合金，强度、硬度、韧性和铸、锻、焊机械加工性能。
碳素钢： 低碳：C% < 0.25 % 20钢
钢
中碳： 0.60 % > C%n > 0.25 % 45钢 高碳：C% > 0.60 % 65Mn钢
普通低合金钢：重要工程用钢（建筑、锅炉、大型船舶）
合金钢： 合金渗碳钢 （低碳）20Cr MnTi ,合金调质钢（中碳）40Cr
工
合金弹簧钢 （高碳）60Si2Mn 滚动轴承钢 （专用）GCr15
程
含C%在4.3 %附近的铁碳合金。
材
铸铁 灰口铸铁：HT20
料
球墨铸铁QT1400-15、可锻铸铁
有色金属
1.常用材料 主要分为：钢、铸铁、有色金属、非金属材料。
铜合金具有良好的耐磨性和耐蚀性及导电性。
铜 合 黄铜 H70（Cu+Zn) 主用作各种耐蚀的管接头、导电元件等。
有金
色
青铜 (Cu+Sn等) 主用作轴瓦等耐磨材料。
金
属
铝合金是一种轻金属，广泛用作建筑装饰、汽摩行业。
铝
合 形变铝合金 防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝 用于各种结构零件 金
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摩擦 在正压力作用下，相互接触的物体表面间有相对运动（或其趋势） 时，在接触表面上就会产生抵抗运动的阻力，这一自然现象被称为摩擦，阻力 叫作摩擦力。有摩擦现象存在，就会有磨损产生。
磨损 摩擦体接触表面的材料在相对运动中因机械作用或化学作用产生的 不断损耗的现象。
摩擦、磨损的利弊 据统计：由摩擦而 造成的能量损耗占世界工业能量消耗的1/3； 有80%的零件失效是由磨损而引起的。
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
P.5
四、零件的强度
零件的失效：机械零件因丧失工作能力或达不到要求的性能而成为报废品。 零件失效的主要形式：强度破坏、变形、磨损、精度丧失等等。
1. 载荷 载荷的形式：
静载荷：载荷的大小和方向不随时间变化（或缓慢变化）的载荷。
动载荷：载荷的大小和方向随时间变化的载荷。
汽车靠摩擦制动，皮带靠摩擦传动，磨 床靠磨损加工。各运动副间又因摩擦而损耗 功率。
润滑 向摩擦磨损表面加注润滑剂，以 降低摩擦阻力和减轻磨损，以提高机器的使 用性能、延长机器的使用寿命，并降低能耗。
第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑
Hale Waihona Puke P.8一、机械中的摩擦
摩擦类别：
静摩擦
摩擦 分类
动摩擦
滑动摩擦
干摩擦 边界摩擦 混合摩擦
P.1 绪论
本章知识结构
机械的组成
机器的组成 机器的结构 机械的类型
绪
机械零件的材 料、结构和承 载力
零件 的常用材料及选用 零件的结构工艺性 机械零件的标准化、系列化和通用化 零件的强度
论
机械零件的摩擦、 磨损和润滑
机械中的摩擦 机械中的磨损 机械中的润滑
本课程的学习任 务和要求
P.1 第九章 机械的节能环保与安全防护
流体摩擦
滚动摩擦（弹性流体动力润滑）
第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑
P.8
一、机械中的摩擦
1. 干摩擦 摩擦副不加润滑剂时的摩擦。干摩擦时，摩擦面直接接触，摩擦系数大， 磨损发热严重，应设法避免。
2. 边界摩擦 摩擦副表面有一层较薄的润滑剂膜时的摩擦。边界摩擦时，润滑剂膜有一 定润滑作用，但润滑剂膜不稳定，易破裂，有一定磨损，但优于干摩擦。
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
P.6
四、零件的强度
3. 强度 强度类型：静强度与疲劳强度；体积强度与表 面强度。 静强度：在静应力作用下的材料抵抗断裂或可塑性变形的能力。
塑性材料的强度条件： 脆性材料的强度条件：

[ ]
s S

[ ]
b S
第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑
受冲击的齿轮、轴等。
合 合金调质钢：40Cr、45Mn等
金
钢
重要的轴、齿轮，如机床主轴等。
合金弹簧钢：65Mn、60Si2Mn等
各类弹簧。
滚动轴承钢：GCr15等
各类滚动轴承。
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
P.3
一、零件的常用材料及选用
1.常用材料 主要分为：钢、铸铁、有色金属、非金属材料。
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
P.4
三、机械零件的标准化、系列化和通用化
机械零部件的标准化，是指将产品的形式、材料、尺寸、参数、性能等， 以国家标准给予统一规定并实施。
机械零部件的系列化，是指对同一种零部件，在相同的基本结构和基本尺 寸下，规定不同的规格，以满足多样化的规程需求。
机械零部件的通用化，是指某一标准 化产品，能适应不同规格的同一产品，甚 至不同规格的产品都能采用同一零部件。
学反应造成的磨损。如化工设备等。
磨损的类型随工作条件的改变而转化，实际 上大多数的磨损是上述磨损型式的复合型式。
第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑
P.9
二、机械中的磨损
2. 磨损过程（规律）
磨损规律：机械零件典型的磨损分为磨合磨损、稳定磨损、剧烈磨损三个 阶段。
磨合阶段：新投入使用的机器，表面较 粗糙，表面的微观峰易被磨掉，表面出磨损 较快。磨合阶段不可避免。
动力机输出的转矩：
名义转矩
T

9.55 106
P n
i
(mm / N )
实际转矩 Te KT
(K 1，为载荷系数）
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
P.5
四、零件的强度
2. 应力 应力：材料单位横截面上的内力。单位：N/m2 是衡量零件受力的重要参数。 应力的形式：静应力
循环应力
第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑 三、机械中的润滑
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润滑的作用： 降低摩擦、磨损，防锈、冷却、缓冲吸振、密封。 润滑应至少保证实现边界摩擦、混合摩擦，最佳是液体摩擦，避免干摩擦。 润滑的形式： 1. 流体润滑 面接触的摩擦面有一层足够厚度、一定压力的油膜完全隔开的润滑。 按压力提供的方式有：流体静力润滑 压力由油泵提供；
中碳：45钢等 用于制造齿轮、轴等一般机器零件。
高碳：T8 ~T12 用于制造啷头、锉刀等钳工具。
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
P.3
一、零件的常用材料及选用
1.常用材料 主要分为：钢、铸铁、有色金属、非金属材料。
普通低合金钢：
重要工程用钢（建筑、高压锅炉、大型船舶）
钢
合金渗碳钢：20Cr等
含C%在4.3 %附近的铁碳合金，抗压强度好、抗拉强度差，韧性差，铸造性好。
灰口铸铁：HT100、HT150、HT200、HT350
铸
低牌号：用于机床、箱体不受力的复杂零件
铁
高牌号：用于受力不大的复杂零件
球墨铸铁、可锻铸铁。 QT1400－15
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
P.3
一、零件的常用材料及选用
3）经济性 零件还必需满足以济性要求。 考虑：零件重要程度、精度高低、生产批量、材料价格、加工费用。
第二节 机械零件的材料、结构和承载能力
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二、零件的结构工艺性
零件的结构工艺性：在一定生产批量和制造条件下，零件结构能否用最经 济的方法制造出来并符合设计要求的能力。