摩擦学原理知识点

绪论

1、摩擦学定义：是对于相对运动的互相作用表面的科学技术，包含摩擦、润滑、磨损和冲蚀。

2、摩擦学研究内容主要包含：摩擦、磨损、润滑以及表面工程技术。

3、摩擦：是抵挡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：侧重研究与剖析资料和机件在不一样工况下的磨损机理、发生规律和磨损特征。

5、润滑：研究内容包含流体动力润滑、静力润滑、界限润滑、弹性流体动力润滑等在内的各样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联合起来， 解决机器零零件的减摩、 耐磨，延伸使用寿命的问题。 第一章

1、表面容貌：微观粗拙度、宏观粗拙度（即涟漪度）和宏观几何形状误差。

2、表面参数：（1）算术均匀误差 Ra是在一个取样长度 lr 内纵坐标值 Z（ x）绝对值的算术均匀值。（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）均方根误差 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，表层中所有分子所拥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， 因为分子或原子互相吸引的作使劲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色是吸附和解吸附拥有可逆性，无选择性。

5、化学吸附：极性分子与金属表面的电子发生互换形成化学键吸附在金属表面上， 且极性分子呈定向摆列。化学吸附的吸附能较高，比物理吸附稳固，且是不完整可逆的，拥有选择性。

6、粘附：是指两个发生接触的表面之间的吸引。

7、影响粘附的要素：①湿润性，②粘附功，③界面张力，④亲和力。

8、金属表面的实质构造：（1）表面层：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。 2、名义接触面积：是两接触固体几何（宏观）界面的界限所确立的面积。

3、实质接触面积：是两接触固体之间传达界面力的各接触斑点面积之和。 影响要素：①载荷的大小，②资料的性质，③微观粗拙度。

4、接触模型：①圆柱体模型（当载荷改变时其接触面积保持不变） ，②圆锥体模型（比较靠近实质状况，因为存在尖端微凸体的可能性很小） ，③形状对称的球体模型（最切合实质） 。

5、塑性指数：

E 1 2

：表面微凸体高度散布的标准误差； R：微凸体的相当曲率半径； E：

H R

复合弹性模量； H：资料的硬度值。当 <1，弹性接触； >1，部分接触点含有塑性接触； >3，主要

是塑性接触。 第三章

1、摩擦的看法： 摩擦力是指两个互相接触的物体在外力作用下发生相对运动 （或拥有趋向） 时在接触面 间产生的切向运动阻力，这类现象称为摩擦现象。

2、摩擦有害的方面：（1）造成大批能量的耗费，惹起机械效率的降低； （2）摩擦使得机器中相对运动的零件表面产生磨损；（3）摩擦使得摩擦副工作温度上涨。

3、摩擦的分类：

（ 1）运动状态：静摩擦和动摩擦； （2）运动方式：①滑动摩擦，②转动摩擦，③转动摩擦；

（ 3）润滑状况：①干摩擦，②界限摩擦，③流体动力摩擦，④混淆摩擦。

4、古典摩擦定律：（1）摩擦力只与两物体的接触面积间的法向载荷的大小成正比； （2）摩擦力的大小与名义接触面积的大小没关； （ 3）静摩擦力老是大于动摩擦力； （4）摩擦力的大小几乎与接触面间的滑动速度没关。

5、限制性：（1）对于摩擦力与法向载荷成正比，即摩擦系数不变。看作用于两接触物体的发现载荷特别

大时，实质接触面积有可能靠近表观接触面积。摩擦系数跟实在质接触面积的增添而增添。 （2）摩擦力与接触面积没关仅合用与金属资料，对于完整干净、圆滑的表面，激烈的分子引力便不行忽视。第二定

律特别不合用于弹性资料。 （ 3）静摩擦大于动摩擦。对于拥有必定折服极限的资料是建立的，但对于粘弹性资料不必定切合。（4）摩擦力与滑动速度没关。不合用任何资料，特别是粘弹性资料。往常摩擦力随表面相对滑动速度的增添而经过一个最大值，后降落。

6、摩擦理论：（1）机械理论：以为产生摩擦阻力的原由在于接触面上存在凹凸不平。摩擦是表面粗拙不平的机械互锁作用造成的。 （ 2）分子理论：以为摩擦的原由在于两物体摩擦表面间分子引力场的互相作用所致，且表面月圆滑摩擦力越大。（ 3）分子 - 机械理论：以为摩擦力不单取决于战胜两个接触面分子的互相作使劲，并且还取决于因粗拙微凸体的犁沟作用惹起的接触体容貌的畸变。

7、粘着：在外加压力作用下，因为表面吸引力的作用而使两表面发生粘合的现象。

8、摩擦时金属的表面变化

（ 1）几何形状：在摩掠过程中，表面粗拙度不停改变，在正常状况下渐渐趋于一个稳固值，既有可能变得粗拙，也有可能变得圆滑。此时称其为均衡粗拙度。

（ 2）表面构造： 1 加工硬化； 2 形成变形织构，增大内应力； 3 晶粒细化，甚至形成菲薄熔解层； 4 产生二次淬火和二次回火。

（ 3）表面成分： 1 在近表面地区某种溶质元素贫化，甚至消逝； 2 溶质元素以另一种门路在表面富化。

9、影响摩擦系数的要素：①摩擦副资料性质（互溶性越差的金属摩擦副的摩擦系数越小） ，②载荷（系数随载荷的增添而降低） ，③滑动速度（不一样工况，影响不一样） ，④表面粗拙度（干摩擦跟着粗拙度的降

低而降低），⑤表面膜（表面膜的存在使得系数降低，且跟着膜厚度的高升，系数先降低后高升） ，⑥温度（跟着温度高升，系数先降后升） ，⑦介质。

10、特别工况下的摩擦

第四章

1、磨损：因为表面相对运动而产生的表面资料损失或转移。

2、分类：①粘着磨损；②磨粒磨损；③表面疲惫磨损；④腐化磨损；⑤微动磨损（复合体制） 。

3、磨损过程：①磨合阶段。磨合是磨损过程的不均与阶段，这时因为表面容貌发生变化，表面微凸体相

互激烈碰撞的几率渐渐减少。 ②稳固磨损阶段。 因为先期磨合的结果， 摩擦系统获取了相对稳固的特征，

磨损概率保持不变，磨损率很小，且摩擦学过程保持不变。③“急剧”磨损阶段。当资料 的磨损总量达到必定数值时，摩擦系统的状态可能发生质的转变，随之摩擦现象也发生重要变化。这时资料磨损随时

间快速增添，发生过程自动加快，即一段时间间隔的大批增添甚至会惹起下一时间间隔更大的增添，从而致使系统忽然破坏而无效。

4、粘着磨损定义：摩擦表面相对运动时，因为粘着效应而形成的粘着点发生剪切断裂。

5、机理：接触变形机理和磨削转移机理。粘着磨损是因为两摩擦物体在法向力和切向力的联合作用下，产生金属与金属的直接接触和塑性变形，从而经历粘着（冷焊） 、剪切撕脱和再粘着的循环过程。

6、种类：（1）稍微磨损，（2）涂抹，（ 3）擦伤与划痕，（4）撕脱，（ 5）咬死。

7、影响要素：（ 1）资料性质，（2）载荷，（ 3）氧化膜，（4）滑动速度，（5）温度，（ 6）润滑油、润滑脂，（ 7）表面粗拙度。

8、防措：（1）选择互溶性小的摩擦副资料； （ 2）表面办理，改良互溶性和组织构造； （3）降低粗拙度，降低均匀压力；（4）合理选择润滑剂和增添剂，提升油膜强度和承载力。

9、磨粒磨损定义：当摩擦副一方的表面硬微凸体或硬的颗粒在较软的表面上或在对偶两方表面上惹起划痕、犁皱、擦伤或微切削的现象。

10、机理：（1）以微量切削为主的假说；（2）以疲惫破坏为主；（3）以压痕破坏为主；（4）以断裂为主。

（ 1）以为当塑性金属同固定磨粒摩擦时，在金属表面层内发生两个过程： 1 塑性挤压，犁沟擦痕； 2 切削金属，形成磨屑。

（ 2）以为金属的同一显微体积的多次塑性变形使其发生金属疲惫破坏， 小颗粒从表层上零落下来， 但不清除存在磨粒直接切下金属的过程。

（ 3）以为在磨损过程中，磨料压入表面，当挪动试件时，压入试件的磨料就犁耕金属表面，形成沟槽，使金属表面遇到严重的塑性变形，擦痕双侧的金属遇到破坏造成弹性和塑性变形。

（ 4）以为当磨粒压入和擦划金属表面时， 压痕处的金属要产生变形， 磨料压入深度达来临界深度时， 陪伴压入产生的拉伸应力足以使裂纹产生。当横向裂纹订交或扩展到表面时，资料微粒便发生零落，形成 磨屑。

11、影响要素：（1）资料的硬度，（ 2）显微组织，（3）加工硬化，（4）资料断裂韧性，（5）资料弹性模量，（ 6）磨料硬度，（7）磨料粒度。

12、防措：（ 1）提升金属资料硬度；（2）提升强韧性，改良抗切削能力； （3）表面耐磨办理；（ 4）防备外界磨粒侵入（密封、防尘等）

13、疲惫磨损：是指由重复作用的应力循环惹起的一种特别破坏形式，这类应力循环的应力幅不超出资料的弹性极限。

14、机理：（ 1）油楔理论；（ 2）微看法蚀磨损理论；（3）剥层磨损理论。

15、影响要素（ 1）资料的冶金质量，（2）热办理组织构造，（3）表面层状态，（ 4）表面粗拙度，（5）润滑。

16、防措：（ 1）提升冶金质量，（2）控制马氏体碳含量，（3）降低碳化物粒度并使之呈球状散布， （4）采用适合的润滑油，改良润滑条件， （ 5）合理选择表面办理硬化工艺， （6）改良接触配对副的表面状态，提升加工精度。

17、微动磨损：是一种复合式磨损，主要特色是摩擦表面存在着大批的磨损产物——磨屑，磨屑由大批的氧化物构成。

18、防措：（ 1）优化构造，（ 2）改良润滑条件，（ 3）选择适合的摩擦副资料。 。。。。。。

第五章

1、润滑的作用：（1）降低摩擦，减少磨损；（2）降温冷却；（3）防备腐化；（4）冲刷作用；（ 5）密封作用；（ 6）减震作用。

2、分类：（1）流体动力润滑，（ 2）弹性流体动力润滑，（ 3）流体静力润滑，（4）界限润滑，（ 5）气体润

滑，（ 6）固体润滑。

3、流体动力润滑： 依赖运动副的两个滑动表面的形状在相对运动时产生收敛型油楔，

形成拥有足够压力

的流体膜，从而将两个表面分分开，的润滑状态。

4、弹性流体动力润滑：在高的压力下，考虑零件弹性变形和润滑粘度跟着压力高升而增大影响的润滑。

5、界限润滑：摩擦表面间的摩擦和磨损取决于表面资料性能和润滑剂除黏度外的性能的润滑。

影响要素：（ 1）温度，（2）速度，（ 3）载荷，（4）界限膜的构造性质。

6、资料的耐磨性：往常是指在必定的工况条件下，摩擦副资料在摩掠过程中抵挡磨损的能力。

7、影响钢耐磨性的要素：（ 1）含碳量；一般说来，在过共析钢中， 只需渗碳体不以网状形式在晶界存在，耐磨性会跟着含碳量的增添而增添。但碳含量过高后，资料的塑性、韧性会大幅降落，在冲击载荷较大

的工况下，耐磨性反而降低，易造成脆断从而无效。 （2）合金元素；（3）碳化物；（ 4）金相组织的影响；板状马氏体耐磨性比针状马氏体好，片状珠光体比球状的好，细珠光体比粗珠光体好。

8、高锰钢（耐磨钢）耐磨机理：在遇到高冲击载荷及高压力作用下会发生相变，亚稳的奥氏体将转变成马氏体或∈相，表面层快速产生加工硬化，从而产生高耐磨的表面层。