§2-3 机械设计中的摩擦、磨损和润滑问题

　　一、机械中的摩擦

　　1、摩擦的定义和分类
　　摩擦：两个接触表面作相对运动或有相对运动趋势时，在表面间会产生抵抗相对运动的阻力的自然现象。

　　根据摩擦副的表面润滑状态，摩擦可分为干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦。
　　干摩擦：表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦；
　　边界摩擦：表面间被极薄的润滑膜所隔开，且摩擦性质与润滑剂的粘度无关而取决于两表面的特性和润滑油油性的摩擦；
　　流体摩擦：表面间的润滑膜把摩擦副完全隔开，摩擦力的大小取决于流体分子内部摩擦力的摩擦；
　　混合摩擦：摩擦副处于干摩擦、边界摩擦和流体摩擦混合状态时的摩擦。

　　　　a)干摩擦　　　　　　　　b)边界摩擦 　　　　　　　c)液体摩擦　　　　　　　d)混合摩擦

　　　　　　　　　　　　　　　　图2-5　　摩擦状态

　　2、机械设计中摩擦约束的实质
　　摩擦具有二重性：
　　一方面，摩擦是有利的；
　　此时摩擦约束条件是：摩擦必须足够大，即摩擦系数或摩擦力矩或摩擦力应大于规定的许用值，以保证机器工作的可靠性；

　　另一方面，摩擦是有害的，会带来能量损耗、工作温度上升，还会产生振动和噪声；
　　此时摩擦约束条件是：摩擦系数、温升不超过许用值，效率不低于许用值或摩擦的能耗不超过许用值等。　

　　3、影响摩擦的主要因素
　　(1)表面膜的影响：用自然或人工的方法在金属表面上形成一层很薄的膜，可以降低摩擦；
　　(2)摩擦副材料性质的影响：互溶性较大的金属摩擦副，摩擦系数较大；反之，摩擦系数较小。材料的硬度对摩擦系数也有一定的影响，一般而言，硬度越高，摩擦系数越小。
　　(3)摩擦副表面粗糙度的影响：表面粗糙度数值减小，摩擦系数越低。
　　(4)摩擦表面间润滑的影响：干摩擦的摩擦系数一般大于0.1；边界摩擦、混合摩擦次之，通常约在0.01～0.1之间；液体摩擦的摩擦系数最小，油润滑时最小可达0.001～0.008。