最新《摩擦学原理与润滑技术》试题资料

摩擦学原理复习题整理

1. 简述摩擦种类及机理

2. 简述磨损种类及机理

1. 答：摩擦的分类:

按摩擦副的运动状态：动摩擦，静摩擦

按摩擦副的运动形式：滚动摩擦，滑动摩

按摩擦副的润滑状态：干摩擦，流体摩擦，边界摩擦，混合摩擦

摩擦产生机理：

1）机械啮合理论：摩擦力源于接触面的粗糙程度。相互接触的两物体粗糙的峰相互啮合、碰撞以及产生的塑性或弹性变形，特别是硬的粗糙峰嵌入软表面后在滑动过程中产生的形变会引起较大的摩擦力。

2）分子作用理论：这种理论认为由于分子的活动性和分子作用力使固体粘附在一起而产生滑动阻力。被称为粘着效应。

3）粘着理论：人们从机械——分子联合作用的观点出发建立了粘着理论。

2. 答：磨损种类：点蚀磨损、胶合磨损、擦伤磨损、粘着磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、磨料磨损。

磨损产生机理：

1）磨粒磨损机理：微观切削、挤压剥落、疲劳破坏

2）粘着磨损机理：通常摩擦表面的实际接触面积只有表观面积的 0.1~0.01%。对于重载高速摩擦副，接触峰点的表面压力有时可达 5000MPa，并产生1000度以上的瞬现温度。而由于摩擦副体积远大于接触峰点，一旦脱离接触，峰点温度便迅速下降，一般局部高温持续时间只有几个毫秒。摩擦表面处于这种状态下，润滑油膜、吸附膜或其他表面膜将发生破裂，使接触峰点产生粘着，随后在滑动中粘着结点破坏。这种粘着、破坏、再粘着的交替过程就构成粘着磨损。

弹性流体动力润滑和流体动压润滑分别适用于什么情况。

两个作相对运动物体的摩擦表面,用借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开,由流体膜产生的压力来平衡外载荷, 称为流体动力润滑。所用的粘性流体可以是液体(如润滑油) ,也可以是气体(如空气等), 相应地称为液体动力润滑和气体动力润滑。流体动力润滑的主要优点是,摩擦力小, 磨损小,并可以缓和振动与冲击。

流体动力润滑通常研究的是低副接触受润零件之间的润滑问题,把零件摩擦表面视作刚体,并认为润滑剂的粘度不随压力而改变。可是在齿轮传动、滚动轴承、凸轮机构等高副接触中, 两摩擦表面之间接触压力很大,摩擦表面会出现不能忽略的局部弹性变形。同时, 在较高压力下,润滑剂的粘度也将随压力发生变化。弹性流体动力润滑理论是研究在相互滚动或伴有滑动的滚动条件下, 两弹性物体间的流体动力润滑膜的力学性质,把计算在油膜压力下摩擦表面的变形的弹性方程、表述润滑剂粘度与压力间关系的粘压方程与流体动力润滑的主要方程结合起来,以求解油膜压力分布、润滑膜厚度分布等问题。

表面的几何形状误差类型

答：机械零件的几何形状误差主要有以下三种类型：

（1）微观几何形状误差（2）表面波纹度（3）表面粗糙度也叫微观粗糙度

赫兹接触

答：就是指圆弧形物体的接触，如圆柱体、球体等曲面物体的接触。

微动腐蚀磨损

答：两接触表面间没有宏观的相对运动，由于振幅很小的相对滑动产生的磨损称为微动磨损。如果微动磨损过程中，两表面的化学反应起主要作用时，则可称为微动腐蚀磨损。

弹性流体动压润滑

答：考虑了弹性变形及压粘变化对流体动压润滑的影响称为弹性流体动压润滑

固体润滑剂

答：为防止与保护相互运动的表面不受损害，以及减少摩擦副的摩擦与磨损而在运动表面使用的粉末状或薄膜状的固体物质，即叫固体润滑剂。

强制润滑

答：用油泵将润滑油等输送到需润滑的机件部位的方法叫强制润滑。。

1、通常所说的表面形状误差是由加工过程的（固有误差）引起的与要求形状的偏差。

2、两个粗糙表面的接触通常是一个（弹性变形）和（塑性变形）并存的混合系统。

3、大气中很少遇到纯净表面，金属表面总有一层膜，它可能是（氧化膜）或（污染膜）。

4、粘着磨损按磨损程度分为（轻微磨损）（涂抹）、（刮伤）、（胶合）和（咬死）五种。

5、机器零件典型磨损过程分为（磨合）阶段、（稳定磨损）阶段和（剧烈磨损）阶段

6、粘度是液体流动时在液体分子之间的（内摩擦），即流体膜的（剪切阻力）。

磨损的定义和特征是什么？

答：磨损是由于机械作用和(或)化学反应(包括热化学、电化学和力化学等反应)，在固体的摩擦表面上产生的一种材料逐渐损耗的现象，这种损耗主要表现为固体表面尺寸和(或)形状的改变。

磨损的三个主要特征：1) 磨损是发生在物体上的一种表面现象；2) 磨损是发生在物体摩擦表面上的一种现象，其接触表面必须有相对运动；3) 磨损必然产生物质损耗(包括材料转移)，而且它是具有时变特征的渐进的动态过程。选择润滑方法时需考虑的因素有哪些？

答：选择润滑方法时应考虑载荷、速度、摩擦副的运动形式与分布、所选润滑剂的种类、供给量、机器的结构、精密程度和工作环境等。

一般对结构简单、小型及低速轻载的机械可采用手工润滑、滴油润滑和油垫润滑等；

对于大型、结构复杂及高速重载的机械，可采用飞溅润滑、油环润滑或强制润滑；速度更高的滚动轴承或齿轮传动多用油雾润滑。

摩擦学设计的主要内容是什么？

答：（1）材料选择。（2）表面层设计。（3）耐磨性结构设计。（4）磨损计算与预测。

简述不同类型磨损对材料基本性能的要求。

答：粘着磨损，相互配对材料的溶解度低；在工作表面温度条件下，抗热软化能力好；表面能低;

磨粒磨损，表面硬度高于磨料硬度；加工硬化性能好;

接触疲劳，高硬度，高韧性；精加工的加工性能好；流线性好；无硬的非金属夹杂物；表面无微裂纹;

腐蚀磨损，无钝化作用时，具有较高的抗腐蚀能力；防腐与耐磨性能好;

微动磨损，较高的抗环境腐蚀与抗磨粒磨损的能力；磨损时形成软的腐蚀产物；相互配对材料具有不相容性;

简述流体动、静压润滑的工作机理和特点

答：工作原理：当摩擦副起动、制动、正反转、载荷变化等动压润滑条件不能满足时，投入静压润滑，以保证流体润滑条件；而当摩擦副已进入稳定运行并形成动压润滑膜时，就停止供给压力润滑剂（即停止静压润滑）。

特点：流体动、静压润滑是近代出现的较先进的润滑方式，其原理是综合利用动压和静压润滑的优点，避免两者的缺点。既避免了静压系统能量的消耗，同时也保证了起动、制动等情况下的流体润滑条件，从而达到降低成本，延长机械寿命的目的。

1 阐述粘着摩擦理论。（15分）

2 绘出Stribeck曲线，标明不同摩擦状态的三个区域，并说明各个区域影响摩擦的主要因素。（15分）

3 简述边界润滑膜的减摩机理（15分）

4 如何合理选用工业齿轮润滑油（10分）

5 齿轮是一种广泛使用的机械零部件，根据你所熟悉的使用工况，分析齿轮的受力特点、润滑状态和磨损机理，并采取合理的润滑措施。（15分）

6 通过电镀、物理气相沉积等方法在金属表面沉积一层软金属薄膜（如Pb, Sn, In, Ag, Au）作为固体润滑剂，这层厚度不到0.1 μm的薄膜已成功地应用在高真空或太空摩擦系统。有镀膜金属间的滑动摩擦因数很低(In为 0.06 ，Sn 为 0.09)，而没有镀膜金属间的摩擦因数很大。这层软金属薄膜能降低磨损至少一个数量级以上。

根据赫兹接触理论和软金属薄膜的剪切强度，我们想建立硬基体镀膜的摩擦因数的数学表达式。假定一个硬质钢球（半径为R）施加载荷于表面镀膜的硬质平面上，球和平面的材料弹性参数相同（E 和ν），且忽略软金属膜对接触区赫兹接触的影响。

（a）在圆形接触区内，法向接触压力 p(r)是怎样的径向分布？根据中心点压力po和接触半径a ，提出法向接触