机械设计基础磨损和润滑原理
机械设计基础磨损和润滑原理机械设计中的磨损和润滑原理是关于机械部件表面的摩擦和磨损以及如何减少摩擦和磨损的理论研究。本文将从磨损的类型、润滑原理和润滑方式三个方面进行探讨。
一、磨损的类型
磨损是指机械零部件在工作过程中由于相对运动造成的表面损坏现象。常见的磨损类型有磨粒磨损、疲劳磨损和涂层磨损。
磨粒磨损是指有了磨粒的情况下，在载荷的作用下，机械零部件出现的破坏。磨粒可以从摩擦副中产生，也可由润滑剂中的杂质形成。这种磨损可以通过控制润滑剂的质量来减少。
疲劳磨损是指机械零部件在循环加载的作用下，由于产生应力集中和表面疲劳引起的磨损现象。减少疲劳磨损的关键是提高材料的强度和抗疲劳性能。
涂层磨损是指由于涂层层面相对移动而导致涂层损坏。涂层通常是为了提高材料的表面硬度和耐磨性，但当涂层出现质量问题时，就容易出现磨损。
二、润滑原理
润滑原理是指通过在机械零部件表面形成一层润滑膜，使表面之间的摩擦和磨损减少的理论原理。常见的润滑原理有液体润滑原理和固体润滑原理。
液体润滑原理是指通过液体介质在机械零部件表面形成一层润滑膜，减少摩擦和磨损。液体润滑分为边界润滑、混合润滑和流体动压润滑
三种形式。边界润滑是指液体介质只在机械零部件表面形成一层极薄
的润滑膜，减少摩擦。混合润滑是指液体介质在表面间填充物质的沟
槽中形成润滑膜，减少磨损。流体动压润滑是通过液体介质的压力来
支撑机械零部件，减少接触应力，达到减少磨损的效果。
固体润滑原理是指通过在机械零部件表面涂覆一层固体润滑剂，使
表面摩擦减少的原理。固体润滑分为干摩擦润滑和液滴浸润润滑两种
形式。干摩擦润滑是指通过在机械零部件表面涂覆一层干润滑剂，形
成一层干润滑膜，减少摩擦和磨损。液滴浸润润滑是指在机械零部件
表面涂覆一层液滴型润滑剂，使表面摩擦减小。
三、润滑方式
润滑方式是指润滑剂与机械零部件之间的相对运动形式。常见的润
滑方式有辗轧润滑、滑动润滑和混合润滑。
辗轧润滑是指润滑剂与机械零部件之间的相对运动为球和滚道、滚
子和滚道之类的辗轧运动形式。滑动润滑是指润滑剂与机械零部件之
间的相对运动为平面或线与平面的滑动运动形式。混合润滑是指润滑
剂与机械零部件之间的相对运动既有辗轧也有滑动。
总结：
机械设计中的磨损和润滑原理是非常重要的，它关系到机械零部件
的传动效率和使用寿命。了解磨损的类型、润滑原理和润滑方式，既
可以减少摩擦和磨损，又可以提高机械零部件的工作效率和使用寿命。因此，在机械设计中，磨损和润滑原理的应用必不可少，它能够使机
械设备的运行更加平稳、高效，延长机械零部件的使用寿命。
摩擦与润滑基本知识
摩擦与润滑基本知识 1. 摩擦产生的原因：当接触表面粗糙度较大时，接触表面凹凸不平处相互啮合，摩擦力的主要因素表现为机械啮合；当接触表面粗糙度较小时，两接触面的分子相互吸引，摩擦力的主要因素表现为表面分子的吸引力。 2. 根据物体的表面润滑程度，滑动摩擦可分为干摩擦、液体摩擦、界限摩擦、半液体和半干摩擦等。 2.1 干摩擦：在摩擦表面之间，完全没有润滑油和其他杂质，摩擦表面之间作相对运动时所产生的摩擦叫做干摩擦。例如制动闸瓦与制动轮作相对运动时即产生干摩擦。 2.2 液体摩擦：在两个滑动摩擦表面之间，由于充满润滑剂，因而表面不发生直接接触，摩擦发生在润滑剂的内部，叫液体摩擦。例如空气压缩机的主轴瓦。 2.3 界限摩擦：两个滑动摩擦表面之间由于润滑剂供应不足，无法建立液体摩擦，只能依靠润滑剂中的极性油分子在摩擦表面形成一层极薄的油膜，属于液体摩擦过渡到干摩擦的最后界限。 3. 零件磨损的主要形式： 3.1 磨粒磨损：有硬质微粒进入摩擦表面间时，摩擦表面被硬粒切下或擦下切屑而形成的刮伤。 3.2 刮研磨损：由摩擦表面的微观不平度而发生的磨损，主要是较硬的一面对较软的一面形成切削。 3.3 点蚀磨损：表面上有重复的接触应力，在表面上引起微观裂痕，这些裂痕逐渐扩大，形成麻斑式的剥落。 3.4 胶合磨损：摩擦表面润滑油不足，当滑动速度较高、压强过大时，局部的摩擦变形热量和塑性变形热量，使较软的材料局部熔化，粘在另一表面上而被撕下来的磨损。 3.5 塑性变型：表面发生了塑性变形的一种摩擦。
3.6 金属表面的腐蚀：金属表面层氧化，变成松软多孔，易于脱落，丢失耐磨强度的状态。 实例一，摩擦的规律：同类纯金属间的摩擦因数比异类纯金属间和同类合金间的摩擦因数大得多。 4. 影响磨损的因素和减小磨损的途径 4.1润滑：轴径与轴瓦建立液体摩擦的必要条件是a、合适的间隙配合，确保油膜形成；b润滑油充足，具备必要的压力和速度；c、轴径要有足够的转速；d、轴径与轴承配合表面的加工精度要适当；e、注油孔和油槽要设计在轴承承载区以外。 4.2 零件材料选择。 4.3 零件表面处理方法：热处理法，机械强度冷作法等。 4.4工作条件：环境清洁卫生，灰尘和金属粉末较少、温差变化小等。4.5 贯彻以预防为主的维修方针：制定大中小修计划，抓好装配精度。 实例二：增加摩擦性好的方法之一，零件表面处理--镀铬：镀铬层硬度较高；表面几乎不受温度的影响；镀铬层与钢比钢与钢摩擦因数低约50%倍；耐磨性高2-50 倍；热导率高约40%。 润滑材料：润滑剂有液体、半固体和固体三种，分别称为润滑油、润滑脂和固体润滑剂。 5. 润滑油： 5.1 主要功用：减摩、冷却和防腐。 5.2 主要物理化学性能包括：粘度、闪点、凝固点和水分、机械杂质、水溶性酸、水溶性碱等的含量和润滑性。 5.3 润滑油的组成：基础油+添加剂，矿物基础油占基础油的97%以上。（国内外油脂区别） 6. 润滑油的选择原则：
设备润滑原理与方式
设备润滑 润滑是所有运动机械设备采用的减少接触面间磨擦、磨损和发热，降低噪音、冲击、振动和动力消耗，延长使用寿命的必须的也是唯一的途径。对水泥厂设备而言，或多或少处于多粉尘、高温度、低转速、重负荷和重载启动工况，合理润滑显得更为重要。 一．润滑原理和润滑方式 １．润滑原理
润滑剂包括润滑油、润滑脂和固体润滑剂三大类，两个摩擦副间条件不一样、选用的润滑介质不一样，其润滑机理也就不一样，通常可分以下几种： 1)液体润滑：一个摩擦面相对另一静止的摩擦面以一定的方向和速度运动的同时也将润滑油带入，在两个摩擦副间形成一个稳定的油膜，摩擦副间始终不接触、基本无磨损，且摩擦系数低，因此从润滑本身来说，这种方式是最理想的，但要获得这种润滑方式必须具备以下条件： ａ.载荷不过大：载荷必须小于油膜的承载力； b.足够高的速度：速度高、带油量大、形成油膜的能力强；
c.适合的油楔结构和高的光洁度：表面要有利于形成油膜； d.合适的润滑油粘度。 （润滑剂一般都用润滑油） 2)边界润滑：液体润滑条件苛刻，大多数情况下实现不了，而是处于一种液体到摩擦面直接接触的临界状态，这时润滑剂在摩擦表面间有一层极薄的油膜（较液体润滑薄得多），在相对运动过程中，易被表面间凸出部分破坏，造成金属间直接接触，即处于边界润滑状态，它虽没有液体润滑理想，但也能有效地减轻磨损、降低摩擦系数。 根据润滑剂特性的不同，形成边界膜的机理分以下二种：
a.吸附膜：由润滑剂中的某些极性分子（如脂肪酸、硬脂酸类）吸附在表面形成， 影响因素有温度、速度和载荷（温度超出范围吸附膜失效，摩擦系数增加；速度增加摩擦系数下降直到一定值；载荷不过大过小，摩擦系数基本不变，过大吸附膜脱吸）。不适合在高温、高速、重载的工况下使用。 b.反应膜：由某些活性元素（如硫、磷）与摩擦面起化学反应形成。与吸附膜相反，反应膜在一般载荷下效果并不好，只有在极压状态下才能更好地发挥作用，在极压状态下，常因过载、冲击、高温等情况，使极压膜破裂，这时
机械设计基础润滑与密封课件
机械设计基础润滑与密封课件 END * 第五章润滑与密封一、摩擦与润滑状态 滑动摩擦和滚动摩擦第一节润滑摩擦的分类：滑动摩擦是指两个物体的表面相互接触并相对滑动时产生的摩擦。滑动摩擦是面接触。例如，发动机活塞与气缸壁的摩擦。滚动摩擦是指球形或圆形 物体沿另一物体表面滚动时所产生的摩擦。滚动摩擦是点接触或线接触。例如，滚珠轴承和滚柱轴承的摩擦。润滑―向承载的两个摩擦表面引入润滑剂，是减少摩擦力及磨损等表面破坏的有效措施之一。 1、降低摩擦功耗、节约能源； 2、减少或防止机器摩擦副零件的磨损； 3、防锈4、缓冲、吸振 5、清洗摩擦表面，密封和防尘 6、降低工作温度等润滑的主要作用为：润滑状态的类型无润滑状态边界润滑状态液体润滑状态混合润滑状态二. 润滑剂：航空润滑油和航空润滑脂 1 黏度评价润滑油流动性的指标，有动力黏度、运动黏度和条件黏度 表示平行板间油的层流流动贴近静止板的油层速度各油层以不同速度移动 贴近移动板的油层速度油层间剪应力与速度梯度油层成正比比例常数，即动力黏度 O Y X 移动件静止件 F v u h y 设长宽高各为 1m 的流体，若上下两面发生 1m/s 的相对滑动，所需施加的力为 1N 时，则该流体的粘度为 1 个国际单位制的动力粘度记为 Pa.s 动力黏度与同温下该流体密度的比值用于流体动力学计算润滑油的粘度单位换算国际单位制物理单位称为 St 斯常用单位 cSt 厘斯动力黏度运动黏度温度压力黏度黏度 2 常用润滑油查得运动粘度再用公式转换为动力粘度用于流体动力学计算 3 润滑油的选择外载大―难形成油膜―选粘度高的油速度高―摩擦大―选粘度低的油温度高―油变稀―选粘度高的油比压
(整理)摩擦和磨损与润滑学的基本原理
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。粘着磨损严重时，摩擦副之间咬死，不能再发生相对运动。 （2）磨料磨损 外来的硬料介质进入摩擦副，或摩擦副一个表面比另一个表面硬，在较硬表面上存在的微凸体，在摩擦过程中对较软表面犁沟或拉槽，引起表面材料的脱落，这种现象叫做磨料磨损。磨料磨损是一种最常见的磨损。 （3）腐蚀磨损
机械设计基础学习机械设计中的轴承与润滑
机械设计基础学习机械设计中的轴承与润滑机械设计是一门工程学科，它涉及了许多基本原理和技术，其中轴 承与润滑是机械设计中的重要组成部分。本文将详细介绍机械设计中 轴承与润滑的基本知识。 一、轴承的作用和种类 轴承是支撑旋转机械轴的重要组件，它的作用是降低摩擦和减少机 械零件的磨损。轴承的种类繁多，常见的包括滚动轴承、滑动轴承、 滑动混合轴承等。 1. 滚动轴承 滚动轴承通常由内外圈、滚动体和保持架组成。滚动体可以是球状、圆柱状或锥形，通过滚动来减少接触面积，从而减小摩擦和磨损。滚 动轴承广泛应用于各种型号的机械设备中，例如汽车、航空器和工业 机械等。 2. 滑动轴承 滑动轴承通过润滑剂在滑动面之间形成润滑膜，减少直接接触，从 而降低摩擦损失。滑动轴承通常由内外金属套和填充材料组成，填充 材料可以是金属、塑料或复合材料。滑动轴承适用于高速旋转和大负 荷的工作条件。 3. 滑动混合轴承
滑动混合轴承结合了滚动轴承和滑动轴承的特点，它的滚动体由滑动轴承和滚动轴承的组件组成。滑动混合轴承具有较好的摩擦性能和较高的负载能力，常用于需要同时满足高速和高负荷的应用中。 二、润滑的重要性和方式 润滑在机械设计中起着至关重要的作用，它可以减少摩擦、降低磨损、冷却和密封等。有效的润滑方式可以延长机械设备的使用寿命和提高工作效率。 1. 润滑方式 常见的润滑方式包括干摩擦、涂油润滑和循环润滑等。干摩擦适用于某些特殊情况下，例如高温高速的工作条件。涂油润滑通过在轴承表面涂覆润滑油脂，形成油膜来降低摩擦和磨损。循环润滑通过将润滑油脂通过管道输送到轴承处，保持润滑系统的持续工作。 2. 润滑剂的选择 润滑剂的选择要根据工作条件、负荷和速度等因素来确定。常见的润滑剂包括润滑油、润滑脂和固体润滑材料等。润滑油适用于高速轴承和滑动轴承，而润滑脂适用于较低速和高温环境下的轴承。固体润滑材料则适合于高温和低速条件下的润滑。 三、轴承的选择和设计要点 在机械设计中，轴承的选择和设计需要考虑多个因素，包括负荷、转速、工作环境和寿命等。
摩擦磨损与润滑复习重点
第一章绪论（5） 1、摩擦学是研究发生在作相对运动的相互作用的表面上的各种现象的产生、变化、和发展的规律及其应用的一门科学。 2、摩擦学的研究对象是表面（界面）上发生的各种现象。而这种现象的产生只是由于相对运动而引起的表面之间以及表面与环境之间的相互作用。（机械工程中包括：动、静摩擦副，机械制造工艺的摩擦学问题，特殊工况条件下的摩擦学问题） 3、摩擦学研究的基本内容是摩擦、磨损(包括材料转移)和润滑(包括固体润滑)的原理及其应用。概括起来有以下八方面： （1）摩擦学现象的作用机理。（2）材料的摩擦学特性。（3）摩擦学元件(包括人体人工关节)的特性与设计以及摩擦学失效分析。（4）摩擦材料。（5）润滑材料。（6）摩擦学状态的测试技术与仪器设备。（7）机器设备摩擦学失效状态的在线检测与监控以及早期预报与诊断。（8）摩擦学数据库与知识库。 4、摩擦学的特点1）是一门在传统学科是基础上综合发展起来的边缘学科2）是一门具有很强应用背景的横断学科3）是一门学科边界还没完全界定的新兴学科 5、摩擦学研究的意义1）是一门能源保护的科学2）摩擦学的发展是工业和科学技术发展的迫切需要3）摩擦学的研究和应用具有巨大的经济意义 第二章固体的表面性质 1、表面的几何形状特征1）微观几何形状误差2）宏观几何形状误差3）中等几何形状误差 2、物体表面力是指两相或两物体相互作用时有助于物体内聚的各种力。按固体晶体结构不同，有离子键力、共价键力、金属键力和范德华力。 3、吸附与固体表面膜 （1）物理吸附膜 （2）化学吸附膜由于极性分子（感应或永久的）有价电子与基体表面的电子发生交换而产生的化学结合力，使极性分子定向地排列在固体表面上形成的吸附现象。 （3）氧化膜 （4）化学反应膜金属表面与润滑油添加剂中的硫、磷、氯等元素发生化学反应，所形成的一种新的化合物膜层。 第三章固体表面的接触特性 1、、接触面积的概念 （1）名义接触面积An 在平面接触下，具有理想光滑面的物体的接触面积（2）轮廓接触面积Ap 物体接触表面上波纹度的波峰因承载而被压扁的区域所形成的面积总和 （3）实际接触面积是指在固／固界面上，直接传递界面力的各个局部实际接触的微观面积△Ari的总和。 2、微凸体模型和接触模型 （1）微凸体模型：1）球形模型；2）柱形模型；3）锥形模型 第四章摩擦 1、按摩擦副的润滑状态分类 （1）干摩擦接触表面无任何润滑剂 （2）边界摩擦这是指在两接触表面上存在一层极薄的边界膜的摩擦。（发动机
机械设计基础磨损和润滑原理
机械设计基础磨损和润滑原理机械设计中的磨损和润滑原理是关于机械部件表面的摩擦和磨损以及如何减少摩擦和磨损的理论研究。本文将从磨损的类型、润滑原理和润滑方式三个方面进行探讨。 一、磨损的类型 磨损是指机械零部件在工作过程中由于相对运动造成的表面损坏现象。常见的磨损类型有磨粒磨损、疲劳磨损和涂层磨损。 磨粒磨损是指有了磨粒的情况下，在载荷的作用下，机械零部件出现的破坏。磨粒可以从摩擦副中产生，也可由润滑剂中的杂质形成。这种磨损可以通过控制润滑剂的质量来减少。 疲劳磨损是指机械零部件在循环加载的作用下，由于产生应力集中和表面疲劳引起的磨损现象。减少疲劳磨损的关键是提高材料的强度和抗疲劳性能。 涂层磨损是指由于涂层层面相对移动而导致涂层损坏。涂层通常是为了提高材料的表面硬度和耐磨性，但当涂层出现质量问题时，就容易出现磨损。 二、润滑原理 润滑原理是指通过在机械零部件表面形成一层润滑膜，使表面之间的摩擦和磨损减少的理论原理。常见的润滑原理有液体润滑原理和固体润滑原理。
液体润滑原理是指通过液体介质在机械零部件表面形成一层润滑膜，减少摩擦和磨损。液体润滑分为边界润滑、混合润滑和流体动压润滑 三种形式。边界润滑是指液体介质只在机械零部件表面形成一层极薄 的润滑膜，减少摩擦。混合润滑是指液体介质在表面间填充物质的沟 槽中形成润滑膜，减少磨损。流体动压润滑是通过液体介质的压力来 支撑机械零部件，减少接触应力，达到减少磨损的效果。 固体润滑原理是指通过在机械零部件表面涂覆一层固体润滑剂，使 表面摩擦减少的原理。固体润滑分为干摩擦润滑和液滴浸润润滑两种 形式。干摩擦润滑是指通过在机械零部件表面涂覆一层干润滑剂，形 成一层干润滑膜，减少摩擦和磨损。液滴浸润润滑是指在机械零部件 表面涂覆一层液滴型润滑剂，使表面摩擦减小。 三、润滑方式 润滑方式是指润滑剂与机械零部件之间的相对运动形式。常见的润 滑方式有辗轧润滑、滑动润滑和混合润滑。 辗轧润滑是指润滑剂与机械零部件之间的相对运动为球和滚道、滚 子和滚道之类的辗轧运动形式。滑动润滑是指润滑剂与机械零部件之 间的相对运动为平面或线与平面的滑动运动形式。混合润滑是指润滑 剂与机械零部件之间的相对运动既有辗轧也有滑动。 总结： 机械设计中的磨损和润滑原理是非常重要的，它关系到机械零部件 的传动效率和使用寿命。了解磨损的类型、润滑原理和润滑方式，既
机械设计基础-10. 10齿轮传动的润滑
第十一节齿轮传动的润滑 一、齿轮传动润滑的目的 齿轮传动时，相啮合的齿面间有相对滑动，因此就会产生摩擦和磨损，增加动力消耗，降低传动效率。 对齿轮传动进行润滑，就是为了避免金属直接接触，减少摩擦磨损，同时还可以起到散热和防锈蚀的目的。 二、齿轮传动的润滑方式 开式及半开式齿轮传动或速度较低的闭式齿轮传动，通常采用人工周期性加油润滑。通用的闭式齿轮传动，常采用浸油润滑和喷油润滑。 当齿轮的圆周速度v<12m/s时，常将大齿轮的轮齿进入油池中进行浸油润滑。 齿轮浸入油中的深度可视齿轮的圆周速度大小而定，对圆柱齿轮通常不宜超过一个齿高，但一般亦不应小于10mm；对圆锥齿轮应浸入全齿宽，至少应浸入齿宽的一半。在多级齿轮传动中，可借带油轮将油带到未进入油池内的齿轮的齿面上。 当齿轮的圆周速度v>12m/s时，应采用喷油润滑，即由油泵或中心油站以一定的压力供油，借喷嘴将润滑油喷到轮齿的啮合面上。 当v≤25m/s，喷嘴位于轮齿啮入边或啮出边均可；当v>25m/s时，喷嘴应位于轮齿啮出的一边，以便借润滑油及时冷却刚啮合过的轮齿，同时亦对轮齿进行润滑。 润滑剂的选择： 齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。选用时，应根据齿轮的工作情况（转速高低、载荷大小、环境温度等），选择润滑剂的粘度、牌号。
作业 1．常见的齿轮失效有哪些形式？ 2. 齿轮强度设计准则是根据什么确定的？有哪些准则？ 3. 通常软齿面与硬齿面的硬度界限是如何划分的? 4. 在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K?载荷系数K由哪几部分组成? 5. 为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上? 为什么? 6. P233 题10-5 7：P234 题10-6 8：两级斜齿圆柱齿轮减速器，其布置方式如图，问： 1）低速级斜齿轮的螺旋方向如何选才能使中间轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力方向相反？（在图上画出） 2）低速级小齿轮β2应取多大值，才能使中间轴Ⅱ上轴向力相互抵消？ 9：P233 题10-1 10：图示为直齿锥齿轮一斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮1主动，转向如图示。 （1）画出各轴的转向； （2）为使轴Ⅱ所受轴向力最小，画出齿轮3、4的螺旋线方向； （3）画出轴Ⅱ上齿轮2、3所受各力的方向；
机械设计基础机械设计中的摩擦与磨损分析
机械设计基础机械设计中的摩擦与磨损分析机械设计基础：机械设计中的摩擦与磨损分析 摩擦与磨损是机械设计中一个非常重要的问题，它直接影响到机械 零件的使用寿命和性能。在机械运动中，摩擦与磨损是不可避免的。 本文将从摩擦和磨损的定义、原因以及影响等方面进行探讨，以帮助 读者更好地理解机械设计中的摩擦与磨损问题。 一、摩擦与磨损的定义 1. 摩擦： 摩擦是指两个物体表面由于接触而产生的相互阻碍相对运动的力。 在机械系统中，摩擦是一种能量损失现象，会产生热量和噪音。 2. 磨损： 磨损是指在两个物体表面发生相对运动的过程中，由于摩擦作用而 导致表面物质的逐渐破坏。磨损会引起零部件的减小、变形甚至失效，降低机械系统的性能。 二、摩擦与磨损的原因 1. 机械结构设计问题： 不合理的机械结构设计会导致零件表面间的接触压力过大，从而增 加摩擦力和磨损。例如，设计不当的轴承安装间隙会导致轴承磨损加剧。
2. 环境因素： 环境因素也是摩擦和磨损的原因之一。例如，灰尘和颗粒物进入机械系统中会增加零部件的磨损。同时，高温、高湿度等环境条件也会加剧摩擦与磨损。 3. 润滑不良： 润滑问题是摩擦和磨损产生的主要原因之一。不良的润滑状态会导致零件间的摩擦系数增大，从而导致磨损加剧。合适的润滑剂的选择和使用是减少磨损的有效方法。 三、摩擦与磨损的影响 1. 寿命： 摩擦和磨损对机械零件寿命的影响非常显著。高摩擦和剧烈磨损会缩短零件的使用寿命，降低机械系统的可靠性和稳定性。 2. 性能： 摩擦和磨损会导致机械系统的性能下降。例如，由于磨损导致的间隙增大会使得机械部件的精度下降，进而影响到整个系统的性能。 3. 能耗： 摩擦和磨损会消耗机械系统的能量，增加能耗。通过减少摩擦和磨损，可以降低机械系统的能量消耗，提高能源利用效率。 四、减少摩擦与磨损的方法
机械设计基础摩擦与磨损的影响因素
机械设计基础摩擦与磨损的影响因素摩擦与磨损是机械设计中无法避免的现象，对于机械设备的运行和寿命有着重要的影响。本文将就机械设计基础中摩擦与磨损的影响因素做详细探讨。 一、物理性质因素 1.材料选择： 摩擦与磨损的影响因素首先来自于材料的选择。材料的硬度、表面光滑度、疲劳强度和耐磨性等物理性质直接决定了摩擦和磨损的程度。一般来说，材料的硬度越高，抗磨性能越好；而光滑度则会直接影响到摩擦因数。在选择材料时，需要综合考虑机械设备的使用环境和工作条件，选取合适的材料以降低摩擦和磨损的发生。 2.润滑剂使用： 润滑剂的使用对于减少摩擦和磨损有着至关重要的影响。润滑剂可以在机械表面形成一层润滑膜，减少接触点之间的直接接触，从而降低摩擦系数和磨损量。同时，润滑剂还可以冷却和清洁摩擦接触表面，减少因高温和氧化而导致的摩擦和磨损。 二、操作环境因素 1.温度： 温度对于摩擦与磨损有着显著的影响。当温度升高时，材料的硬度和强度会降低，从而增加了摩擦和磨损的风险。此外，温度的升高
还会导致润滑剂的挥发和氧化，进一步影响润滑效果和减少润滑剂的使用寿命。因此，在机械设备的设计中要合理安排冷却和温控系统，以控制温度在适当的范围内。 2.湿度： 湿度是另一个重要的操作环境因素，对于摩擦和磨损有着显著的影响。湿度的升高会导致材料表面的腐蚀和氧化，加剧摩擦和磨损的程度。特别是在高温和潮湿环境下，摩擦和磨损的风险更大。因此，在机械设备的设计中要考虑合理的密封措施和防潮措施，以降低湿度对于摩擦和磨损的影响。 三、装配和运动因素 1.装配： 装配是机械设计中一个重要的环节，不合理的装配方式会导致摩擦和磨损的增加。装配时要尽量保证零部件的配合间隙适当，以避免过紧或过松引起的摩擦和磨损。此外，还要注意装配时的清洁和润滑措施，以减少因装配引起的不必要的摩擦和磨损。 2.运动： 运动方式的选择和设计也会对摩擦和磨损产生直接的影响。为了降低摩擦和磨损的程度，可以采用滚动接触、液体摩擦和气体摩擦等方式，减少接触面积和减轻接触压力。在机械设备的设计中要合理选用运动方式，以减少因摩擦和磨损带来的能量损失和寿命减少。
机械设计基础摩擦与润滑的重要性
机械设计基础摩擦与润滑的重要性摘要： 摩擦与润滑在机械设计中起着非常重要的作用。它们对于机械运动 的效率、寿命以及磨损程度都具有直接的影响。本文将详细探讨摩擦 与润滑在机械设计中的重要性，以及常见的润滑方式和应用。 引言： 摩擦和润滑是机械运动中不可避免的物理现象，其影响因素多种多样。它们直接关系到机械零件的摩擦损耗、能耗、寿命以及性能等重 要指标。因此，在机械设计过程中充分考虑摩擦与润滑是至关重要的。 一、摩擦的影响 摩擦力是机械系统中常见的一种力，其大小取决于接触表面的材料、表面质量以及相对运动速度等因素。摩擦力会引起机械零件的磨损和 能量损耗。摩擦力的增加对机械系统的性能有着直接的负面影响，例 如降低传动效率、增加噪音和热量等。因此，降低摩擦力是提高机械 系统效率和寿命的关键。 二、润滑的作用 润滑是降低摩擦系数的一种有效手段。润滑剂的使用可以形成润滑膜，减小接触表面间的摩擦，并降低磨损率。润滑不仅可以降低摩擦力，还能有效地散热和减少噪音。同时，润滑剂还可以起到防腐、防
锈等附加功能。因此，合理应用润滑剂可显著提高机械设备的运行效 率和寿命。 三、常见的润滑方式 1. 干摩擦润滑：干摩擦润滑是指在完全没有液体润滑剂的条件下进 行的摩擦工作。常见的干摩擦润滑方式包括干摩擦副表面改性、涂敷 干摩擦剂等。虽然干摩擦润滑方式简单且成本低廉，但其效果有限， 适用范围较窄。 2. 油膜润滑：油膜润滑是利用液态润滑剂在接触表面之间形成一层 油膜，以减小摩擦和磨损。常见的油膜润滑方式包括油浸润滑、循环 润滑和强制润滑等。油膜润滑方式适用范围广，能够稳定地减小摩擦，提高机械系统的寿命。 3. 固体润滑：固体润滑是利用固态润滑剂（如固体润滑膜或粉末） 减小接触表面的摩擦和磨损。常见的固体润滑方式包括固体润滑材料 的涂覆和添加，如固体润滑膜、固体润滑蜡等。固体润滑方式适用于 一些高温或特殊环境下，可以有效降低机械系统的磨损。 四、摩擦与润滑在不同领域中的应用 1. 机械制造业：摩擦与润滑在机械制造业中起到至关重要的作用。 通过合理选择润滑方式和润滑剂，可以降低摩擦，减小磨损，提高设 备的使用寿命和运行效率。
机械设计基础了解机械润滑与密封的基本原理
机械设计基础了解机械润滑与密封的基本原 理 机械润滑与密封在机械设计中扮演着重要的角色，它们对于机械设 备的正常运行和寿命的延长有着至关重要的作用。本文将介绍机械润 滑与密封的基本原理和应用。 一、机械润滑的基本原理 机械润滑是指通过在摩擦表面之间加入润滑剂来减少摩擦、降低磨 损和延长机械设备的使用寿命的方法。润滑剂可以是固体、液体或气体。 1. 润滑剂的选择 润滑剂的选择应根据工作环境、摩擦表面的材料及工作条件来确定。常见的润滑剂包括润滑油、润滑脂和固体润滑剂。润滑油适用于高速 和高温的工作环境，润滑脂适用于低速和高载荷的工作环境，而固体 润滑剂适用于高温、高真空和高辐射等特殊工况环境。 2. 润滑方式 润滑方式一般可分为边油润滑和浸油润滑两种。边油润滑是指在摩 擦表面上保持一层润滑薄膜，通过外部润滑系统不断地向摩擦表面供 给润滑油来实现。浸油润滑是指将机械设备的摩擦部位部分或全部浸 入润滑油中，利用润滑油的润滑性质来降低摩擦系数和磨损。 3. 润滑薄膜形成原理
润滑薄膜的形成依赖于润滑剂的黏性、表面张力和相对运动速度等因素。当物体表面接触到润滑剂时，润滑剂的黏性会阻碍物体间的直接接触，从而形成一个润滑薄膜。润滑薄膜的存在能够有效减少直接摩擦，保护机械设备的摩擦表面。 二、机械密封的基本原理 机械密封是指通过在机械设备连接部位设置一个密封装置，将两个或多个接合部分完全隔离开，防止介质泄漏或外界物质进入的方法。 1. 密封装置的分类 常见的密封装置有活塞环密封、轴封、静密封和旋转密封等。活塞环密封适用于活塞式压缩机和内燃机等设备，轴封适用于轴的密封，静密封适用于静止不动的接合部位的密封，旋转密封适用于旋转运动的接合部位的密封。 2. 密封材料的选择 密封材料的选择应考虑工作条件、介质性质、压力和温度等因素。常见的密封材料有橡胶、塑料、金属和陶瓷等。不同的材料具有不同的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性，应根据实际情况选择合适的密封材料。 3. 密封装置的工作原理 密封装置的工作原理一般是通过与接合部分的轴向或径向位移实现密封。例如，轴封通过与轴的接触面产生一个密封薄膜，降低泄漏的可能性。静密封通过填充材料填充空隙，形成一个完整的密封。
机械设计基础学习机械摩擦与磨损的基本知识
机械设计基础学习机械摩擦与磨损的基本知 识 机械摩擦与磨损是机械工程中一个重要的领域，对于机械设计和使 用具有重要的意义。本文将介绍机械摩擦与磨损的基本知识，包括摩 擦力的起因、磨损类型和磨损的影响因素等内容。 一、摩擦力的起因 机械摩擦力是机械系统中两个接触面之间相对运动所产生的力。摩 擦力的起因是由于两个接触面间的微小凹凸不平均对接触面的横截面 积产生作用，通过接触面间的锁紧效应，使两接触面产生相对运动。 当两接触面之间产生相对滑动时，摩擦力就会产生。摩擦力可以分为 静摩擦力和动摩擦力，分别表示在相对静止和相对运动状态下的摩擦 力大小。 二、磨损类型 机械磨损是指两个接触表面之间的物质互相摩擦而导致表面物质的 剥蚀，产生表面形状和尺寸发生变化的现象。磨损类型主要包括磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。 1. 磨损是机械摩擦中最常见且最基本的磨损形式。磨损分为表面磨 损和内部磨损两种形式。表面磨损又可细分为磨粒磨损、划痕磨损和 疲劳磨损三种形式。
2. 疲劳磨损是机械元件在交变载荷或循环应力作用下发生的磨损形式。这种磨损是由于表面微小裂纹在交变载荷作用下不断扩展而导致的。 3. 腐蚀磨损是指接触表面在介质的腐蚀作用下发生的磨损。介质可 导致金属表面的腐蚀，并随着运动而进一步加快磨损的发生。 三、磨损的影响因素 磨损的发生受到多个因素的影响，其中包括材料的物理和化学性质、工作条件和润滑状态等。 1. 材料的物理和化学性质是磨损发生的基础因素。硬度、韧性、拉 伸强度和断裂韧度等物理性质会直接影响磨损的程度和形式。材料的 化学稳定性和表面涂层等因素也会影响材料的磨损性能。 2. 工作条件是磨损发生的外部因素。工作温度、载荷大小、相对运 动速度和运动轨迹等工作条件都会对磨损产生影响。 3. 润滑状态是磨损发生的重要因素。润滑剂的使用和润滑液的性质 都会影响接触表面的摩擦与磨损行为。 四、磨损的预防与控制 为了减少机械摩擦与磨损的发生，需要采取相应的预防和控制措施。 1. 选用合适的材料。根据摩擦与磨损的工况要求，选择合适的材料，具有较高的硬度、韧性和耐磨性能。
摩擦磨损基本原理
摩擦磨损基本原理 摩擦磨损是指两个接触的物体之间由于相对运动而产生的表面损伤现象。摩擦磨损是一种普遍存在的现象，对于润滑技术、材料科学、机械工程等领域具有重要意义。摩擦磨损的基本原理涉及到力学、热学、接触力学、表面科学等多个学科的知识。 摩擦磨损的基本过程可以概括为接触、破坏和脱落三个阶段。在接触过程中，两个物体表面因为施加的外力而发生相互接触。接触区域的应力和应变随着施加的力的增大而增加，而且还受到表面形貌、材料硬度等参数的影响。随着外力增大，接触区域的变形加大，产生摩擦力，使得物体相对运动。 摩擦力对磨损的贡献主要通过两个方面：一是由于摩擦力的作用，使得接触区域的局部温度升高，导致材料处于高温和高应力状态，从而容易发生热疲劳、塑性变形和相变等现象。这些过程都会导致表面产生裂纹、变形和疲劳剥落等磨损现象。二是由于摩擦力的作用，使得接触区域的材料发生塑性流动和磨粒切削现象。这些过程会导致材料的变形和脱落，从而造成表面的磨损。 在摩擦磨损的研究中，磨损机理的理论模型被广泛运用。其中，最基本的模型是Archard模型，该模型认为磨损量与应力、相对滑动距离和材料的硬度等参数有关。这个模型的关键假设是磨损过程中的材料脱落量与实际接触面积成正比。基于此模型，许多研究进一步提出了考虑表面形貌、摩擦力、温度效应和润滑剂的改进模型。
另外，摩擦磨损也与材料的物理化学性质密切相关。例如，摩擦磨损中的表面氧化和化学反应会使材料表面的性质发生变化，从而影响磨损机理。一些研究表明，表面的硬度和化学反应等特性会影响摩擦磨损的发展。此外，润滑剂也是影响摩擦磨损过程的重要因素。润滑剂通过减少表面间的摩擦力和热量生成，降低了材料表面的磨损。 摩擦磨损的研究和控制对于提高机械零部件的寿命和可靠性具有重要意义。通过优化材料硬度、润滑剂的选择和设计更好的表面形貌等手段，可以减少摩擦磨损的发生。此外，对于特定工况下的摩擦磨损问题，还可以采用更先进的摩擦材料、表面处理技术和涂层技术等措施来提高材料的耐磨性能。
机械设计基础机械设计中的润滑与密封技术
机械设计基础机械设计中的润滑与密封技术机械设计基础：机械设计中的润滑与密封技术 在机械设计中，润滑和密封技术是非常重要的环节。润滑可以减少机械零件之间的摩擦和磨损，延长机械的使用寿命；而密封可以保证机械设备的工作环境不受外界杂质和液体进入，保持机械系统的正常运转。本文将讨论润滑和密封技术在机械设计中的应用。 润滑技术在机械设计中起着重要的作用。首先，润滑可以减少机械零件间的摩擦和磨损，降低能量损耗。在机械设备中，各个零件之间的运动摩擦会导致能量的损耗，而润滑剂能够在零件表面形成一层薄膜，降低摩擦系数，从而减小能量损耗。其次，润滑可以降低机械设备的噪音和振动。当机械零件间的摩擦减小，设备的振动和噪音也会相应减小。此外，润滑还有助于降低机械零件的温度，提高设备的工作效率。 在机械设计中，常用的润滑剂包括液态润滑剂和固态润滑剂。液态润滑剂主要是油，包括润滑油和润滑脂。润滑油适合在高速运转的机械设备中使用，具有良好的润滑效果和散热性能。润滑脂则适用于低速、重载、高温和潮湿环境下的机械设备，能够形成坚固的润滑膜，在恶劣条件下提供可靠的润滑效果。固态润滑剂主要是高分子固体润滑剂，例如聚四氟乙烯（PTFE）和石墨。这些固态润滑剂可以附着在摩擦表面上，起到润滑减摩的作用。 密封技术在机械设计中同样具有重要意义。机械设备中的密封主要是为了防止粉尘、水分、液体等外界杂质进入机械系统，同时也用于
阻止机械内部的液体或气体泄漏。在液压和气动系统中，密封件的选 择和设计是保证系统正常运行的关键。常见的密封件包括密封圈、O 型圈、骨架油封等。这些密封件通过自身的弹性变形和气密性来保证 机械设备的正常运转。此外，还有涂层密封和焊接密封等技术，用于 提高机械设备的密封性能。 在机械设计中，润滑和密封技术的应用要考虑到机械设备的工作环 境和工作条件。对于高速运转的机械设备，要选择适合的润滑剂和密 封件，以保证设备的正常运行和延长使用寿命。同时，还要定期维护 和检查润滑和密封系统，确保其正常工作。最后，应根据实际需求不 断改进润滑和密封技术，以适应新的工艺和发展需求。 综上所述，润滑和密封技术在机械设计中具有重要的地位和作用。 润滑能够减少机械零件的摩擦和磨损，降低能量损耗；而密封则可以 保证机械设备的工作环境不受外界杂质和液体进入，保持机械系统的 正常运转。机械设计师需要根据实际需求选择合适的润滑剂和密封件，并进行维护和改进，以提高机械设备的性能和寿命。
机械设计基础学习机械设计中的润滑与密封控制
机械设计基础学习机械设计中的润滑与密封 控制 在机械设计中，润滑和密封控制是两个非常重要的方面。润滑是为了减少机械零件间的摩擦和磨损，提高机械的工作效率和寿命；而密封控制则是为了防止液体或气体的泄漏，保护机械设备的正常运行。本文将介绍润滑和密封控制的基本原理、常用方法和设计注意事项。 一、润滑的基本原理 润滑是通过在机械零件的接触面形成油膜或液膜，减少接触表面的摩擦，从而降低能量损失和磨损。常见的润滑方式包括干摩擦、液体润滑和涂层润滑。其中，液体润滑是最常用的方式，通常使用油脂或润滑油来实现。 液体润滑的基本原理是利用液体分子之间的内聚力和黏度来形成油膜，阻隔挤压和滑动磨损。润滑油的选择应考虑工作温度、负荷、速度和粘度等因素。另外，润滑剂中的添加剂也能改善润滑效果，如抗氧化剂、防锈剂和抗磨剂等。 在机械设计中，润滑系统的设计也需要考虑油的供给方式、油路布置和冷却等问题。例如，高速旋转部件可以采用离心润滑或喷雾润滑方式，而高温环境下的部件可能需要加入冷却系统来降低温度。 二、润滑的常用方法 在机械设计中，常用的润滑方法包括油润滑、脂润滑和固体润滑。
油润滑是指使用润滑油来形成油膜，减少接触面的摩擦和磨损。润滑油可分为润滑油和润滑脂两种，润滑油以液体状态存在，适用于高速和高温工况，如发动机曲轴箱润滑。润滑脂则以半固体状态存在，适用于低速和低温工况，如轴承润滑。 2.脂润滑 脂润滑是指使用润滑脂来实现润滑效果。润滑脂由基础油和增稠剂组成，通常在低速和低温工况下使用，如齿轮传动和轴承。 3.固体润滑 固体润滑是指使用固体材料来降低机械零件的摩擦和磨损。常见的固体润滑材料有石墨、二硫化钼和聚四氟乙烯等，适用于高温和真空环境，如航天器中的滚动轴承。 三、密封控制的基本原理 密封控制是为了防止液体或气体的泄漏，保护机械设备的正常运行和环境的安全。在机械设计中，常见的密封控制方式包括静密封和动密封。 1.静密封 静密封是指在不可移动的机械零件之间形成密封，通常采用垫片、O型圈和填料等密封材料。静密封的目的是防止液体或气体的泄漏，如管道的接口、法兰的连接等。
《机械设计基础》润滑教案
复习提问： 1、滚动轴承的动载荷计算和静强度计算 2、轴系的维护新课导入： 要保证机器处于良好的润滑状态，必须选用适当的润滑方式、润滑和密封装置，并正确地使用和维护。 § 2 .2润滑剂及其选择 润滑剂分为液体润滑剂、半固体润滑剂、固体润滑剂和气体润滑剂等四大类。 一、润滑剂及其选择 1、润滑油的种类 工业润滑油有合成油和矿物油两类。合成油为有机合成产品，具有优良的润滑性能，且化学稳定性好、耐高温或低温，但价格较高，目前多用于航天航空、原子工业等特殊场合。矿物油为石油分馏产品，润滑性能好，适用广，且来源充足，价格较低, 应用最广。 2、润滑油的主要性能指标 （1）粘度抵抗润滑油剪切变形的能力。它反映润滑油流动时内部摩擦力的大小。粘度是润滑油最重要的性能指标，是选用润滑油的主要依据。 1）动力粘度单位1Pa s （即1N s/m2），用表示。 2）运动粘度运动粘度为液体动力粘度与其同温度下的密度之比值，用v表示。常用mm2 /s。 工业上常用运动粘度。 （2）粘度指数粘度指数是衡量润滑油粘度随温度变化大小的指标。粘度指数大，油粘度受温度变化的影响越小。 （3）油性油性是指润滑油湿润或吸附于干摩擦表面的性能，吸附能力越强，油性越好，有利于减少摩擦、磨损，防止产生胶合。 （4）极压性能是润滑油中的活性分子与摩擦表面形成抗磨、耐高压化学反应膜的能力。 （5）闪点按规定的要求加热时，油蒸气与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度。
（6）凝点和倾点在规定条件下冷却，失去流动性的最高温度称为凝点；倾点为油品在给定条件下丧失流动性的温度以上30C 温度。 3、润滑油添加剂 （1）清净分散剂（2）抗氧抗腐剂（3）极压抗磨剂（4）降凝剂 4、选用润滑油的原则 选用润滑油主要是确定油品的种类和粘度。一般根据机械设备的工作条件、载荷和速度，先确定合适的粘度范围，再选择适当的润滑油品种。选择的原则：在下列情况下应选用粘度高的润滑油。①高温重载、低速；②机器工作时有冲击、振动、运转不平稳，并经常启动、停车、反转、变载变速；③轴与轴承间的间隙较大，加工表面粗糙等。在高速、轻载、低温、采用压力循环润滑、滴油润滑等情况下，可选用粘度低的润滑油。 二、润滑脂及选择润滑脂又称干油，俗称黄油，是润滑油、稠化剂、添加剂和填充剂等在 高温下混 合而合成的膏状润滑材料。润滑油的润滑性能主要取决于所用的基础油——润滑油。润滑油用量占70%-90%。稠化剂的作用是减少润滑油的流动性，提高其在摩擦表面的附着能力。添加剂或填充剂的作用是改善润滑脂的性能和使用寿命。 润滑脂的特点和选用原则 润滑脂和润滑油都是优良的润滑材料，但因两者性能不同，各有特点，使用时不能完全相互代替。与润滑油相比，润滑脂有如下特点：①粘度随温度变化小，因此使用温度范围较润滑油宽广；②粘附能力强，油膜强度高，且有耐高压和极压性，故承载能力较大，在高温、极压、低速、冲击、振动、间歇运转、变换转向等苛刻条件下耐用；③粘性大，不易流失，容易密封，故密封装置和使用维护都较简单；④使用寿命长，消耗量少；⑤因其流动性和散热能力差，摩擦阻力大，启动力矩较大，故不宜用于高速高温场含；⑥不能带走摩擦表面的污物，脂中污物不易除去。 润滑脂在一般转速、温度和载荷条件下应用较多，特别用在滚动轴承的润滑。选择润滑脂时要综合考虑使用条件和润滑脂的性能，确定合适的润滑脂品种和牌号。选择润滑脂最重要的是确定适当的稠度。 三、固体润滑剂 固定润滑剂是利用固体粉末或固体润滑膜来润滑摩擦表面，以达到降低摩擦、减少磨损的目的。