1、第二章 汽车零部件损伤第一节 摩擦学基础理论一、固体表面性质及接触面积 表面形貌 -根据粗糙表面轮廓上的峰谷和间距的大小不同，将零件加工表面的几何特性分为 宏观形状误差、表面波纹度和表面粗糙度 3类；一、固体表面性质及接触面积 金属表面的物质 汅染膜 :包括油污和灰尘等； 吸附膜 :是来自大气中和液体和气体分子的吸附层； 氧化膜 :是金属表面被氧化而成的； 加工变形层 :机械加形成的挤压变形层。一、固体表面性质及接触面积3.表面接触面积 名义接触面积 An-是由接触表面的宏观界面的边界确定的面积，即 An=ab 轮廓接触面积 Ap-是物体触表面被压皱部分所形成的面积，大小与所受载荷有关。 实际
2、接触面积 Ar -是在轮廓接触面积内，各真实接触部分微小面积。Ap/An 5 10 Ar /An 0.01 1 对于一般材料， 呈弹性接触时 Ar与载荷的2/3次方成正比；呈塑性接触时 Ar与载荷的 1次方成正比。二、磨擦的定义和分类磨擦的定义 -两个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，在接触面之间产生切向运动阻力，这个阻力叫磨擦阻力，而这种现象称为磨擦。磨擦分类：分 类 依据 内容磨擦副运 动 状 态 静磨擦、 动 磨擦磨擦副运 动 形式 滑 动 磨擦、 滚动 磨擦磨擦副表面 润 滑情况 干磨擦、 边 界磨擦、液体磨擦、混合磨擦摩擦分类分 类 依据 内 容 举 例摩擦
3、副运动 形式 滑 动 摩擦活塞、活塞 环 在气缸孔的往复运 动 ；凸轮轴 凸 轮 与气 门 挺杆表面的运 动滚动 摩擦 滚 珠 轴 承、 滚 柱 轴 承与内、外圈 滚 道表面 间 的摩擦复合摩擦 凸 轮轴 凸 轮 与气 门 挺杆表面 间 、 齿轮传动 机构 轮齿 表面所 发 生的摩擦摩擦副表面 润 滑状况干（固体）摩擦 汽 车 离合器、制 动 器流体摩擦 桶面活塞 环 与气缸壁、 轴颈 与 轴 瓦边 界摩擦 发动 机活塞 环 与缸套上部、配汽机构凸轮 与挺杆、 齿轮传动 副的 齿 面1.干磨擦 -是指物体纯净表面直接接触时的磨擦。通常所说的干磨擦是指无润滑条件下，两物体表面之间可能存在着自然污
4、染膜时的磨擦。古典磨擦定律： F /WF W式中： F-滑动磨擦力；-磨擦系数；W-法向载荷；古典磨擦定律 ： 磨擦力与法向载荷成正比； 磨擦力与磨擦面积大小无关； 磨擦力与滑动速度大小无关； 静磨擦系数大于动磨擦系数。对于表面超净、粗糙度很小、接触面较大的磨擦表面会产生很大的分子吸引力磨擦力将于面积成正比。干摩擦理论（包括以下几点）名称 主要内容 机械理 论（ 简单 粘着理 论 ）两固体表面接触 时 ，由于表面凹凸不平，相互 啮 合， 产 生了阻碍两固体接触面相 对 运 动 的阻力。（适用于固体粗糙表面） 分子吸附理 论对 于表面超 净 、粗糙度很小、接触面 积 大的磨擦表面会 产 生很大的
5、分子吸引力。此种状 态 磨擦力与面 积 成正比。 粘着理 论 微 观 接触点上 压 力超 过 材料的屈服极限 ,零件滑移 时 接触点 产生瞬 时 高温 ,出 现 微 观焊 合粘着 ,摩擦力主要取决于剪断金属粘着和冷 焊 点所需的剪切力。 分子机 械理 论发 生在接触点 处 分子吸附和机械 啮 合作用所构成的磨擦阻力。与材料的表面粗糙度、 载 荷大小、材料种 类 等因素有关。2.流体摩擦（流体润滑） 流体摩擦 -是指两个固体摩擦表面被连续的润滑油完全隔开的摩擦 ,摩擦产生于油分子之间； 流体动压润滑 。利用磨擦表面的相对运动，把润滑油带到磨擦表面之间，在摩擦副楔形表面之间产生一层有一定厚度和压力
6、的油膜，外载荷由润滑油的压力来平衡，磨擦表面完全被润滑油膜隔开，而不直接接触，这种状况称为。 流体摩擦建立条件 ：一是两磨擦表面之间的间隙由大到小，以便形成油楔；二是两磨擦表面之间有一定的相对运动会；三是有充足的润滑油。 特点：摩擦系数很小通常为 0.0010.008。轴颈与轴瓦间楔形润滑油膜建立过程建立流体摩擦条件 ：一是两磨擦表面之间的间隙由大到小，以便形成油楔；二是两磨擦表面之间有一定的相对运动会；三是有充足的润滑油。压力油膜的产生及其速度分布润滑油在流动时，由于本身分子之间的内聚力及与固体表面之间的附着力，使各流层之间存在速度梯度，流动时必然产生内摩擦力。由于由于润滑油是不可压缩的，油楔形状和体积不发生变化，而单位时间内流过每一断面的流量相等，则内必然产生压力梯度，其压力梯度将使入口处压力梯度内凹，以限止流入量，使出口处的梯度外凸，以增加流出量。作用在平板上的油膜压力的合力等于平板上所承受的载荷，这样就开成了液体压润滑。
