摩擦学概述
摩擦学知识点总结
摩擦学知识点总结摩擦是指两个表面之间的相对运动受到的阻力。
摩擦学是研究摩擦现象的科学，涉及到力学、材料学、表面科学、润滑学等多个学科的知识。
摩擦学的研究对于工程和日常生活都有着重要的意义。
本文将就摩擦学的一些重要知识点进行总结，包括摩擦力的产生机制、摩擦系数、摩擦的影响因素、摩擦的应用以及摩擦的减小等内容。
一、摩擦力的产生机制摩擦力的产生是由于两个表面之间的微观不平整的凸起和凹陷之间发生了相互作用。
当两个表面接触时，由于其不光滑的表面，导致表面之间存在着局部的微小接触点。
在这些接触点处，由于原子和分子之间的相互吸引力和斥力，产生了摩擦力。
这种微观不平整的表面结构导致了摩擦力的产生，这也是为什么光滑的表面摩擦力更小的原因。
二、摩擦系数摩擦系数是用来描述两个表面之间摩擦性质的参数。
通常用符号μ来表示。
摩擦系数的大小取决于两个表面之间的物理性质以及表面之间的状态。
通常来说，摩擦系数分为静摩擦系数和动摩擦系数。
静摩擦系数是指在两个表面相对静止的情况下，需要克服的摩擦力与正压力之比。
而动摩擦系数是指在两个表面相对运动的情况下，需要克服的摩擦力与正压力之比。
摩擦力与正压力之比就是静摩擦系数或者动摩擦系数。
摩擦系数是一个重要的物理量，不同材料之间的摩擦系数差异很大，所以在工程设计和实际应用中需要根据具体情况来选择合适的摩擦系数。
三、摩擦的影响因素影响摩擦的因素有很多，主要包括：1. 表面形状和粗糙度：表面的形状和粗糙度对摩擦力的大小影响很大。
通常来说，表面越光滑，摩擦力就越小。
2. 正压力大小：正压力越大，摩擦力也就越大。
正压力是指两个表面之间的垂直于接触面的力。
3. 材料的性质：不同材料之间的摩擦系数是不同的，材料的硬度、弹性模量、表面粗糙度都会影响摩擦力的大小。
4. 温度：温度的变化也会对摩擦力产生影响。
一般来说，温度升高会使摩擦力减小。
5. 润滑情况：润滑剂的使用会减小摩擦力，从而减小磨损和能量损失。
四、摩擦的应用摩擦力是一种普遍存在的力，它在我们的日常生活和工程实践中都有着广泛的应用。
摩擦学原理知识点总结
摩擦学原理知识点总结摩擦学是研究物体之间相对运动时所产生的摩擦现象和规律的科学。
摩擦学原理包括摩擦的定义、摩擦力的产生原因，摩擦力的类型、摩擦力的计算方法等内容。
通过了解摩擦学原理，可以更好地理解摩擦力的作用和影响，从而在工程、物理学和机械设计等领域得到应用。
一、摩擦的定义摩擦，是指两个物体相对运动时，在它们接触表面上由于微观不平整而发生的阻力，这种阻力叫做摩擦力。
摩擦力是一种非常微小的力，通常在我们的日常生活中会忽略它的存在。
摩擦力的大小取决于物体表面的光滑程度、压力大小以及接触面积等因素。
二、摩擦力的产生原因摩擦力的产生是由于物体表面的不规则微观结构，当两个物体表面接触时，这些微不足道的不规则结构会相互干涩地牵引、压迫、撞击对方而产生的一种相对运动阻力。
三、摩擦力的类型1、静摩擦力当两个物体相对运动时，接触面会产生一个阻碍相对滑动的摩擦力，这就是静摩擦力。
静摩擦力的大小与物体之间的正压力成正比，即F_s = μ_sN，其中F_s为静摩擦力大小，μ_s为静摩擦系数，N为正压力的大小。
静摩擦力通常比动摩擦力大，当施加在物体上的力小于静摩擦力时，物体不会发生相对滑动。
一旦施加的力达到或超过了静摩擦力，物体就会开始发生相对滑动。
2、动摩擦力当物体产生相对滑动时，接触面会产生一个与相对滑动方向相反的摩擦力，即动摩擦力。
动摩擦力的大小与静摩擦力相关，通常小于静摩擦力，通常F_k = μ_kN。
其中F_k为动摩擦力大小，μ_k为动摩擦系数，N为正压力的大小。
动摩擦力通常比静摩擦力小，所以一旦物体开始运动，需要施加的力就变小了。
四、摩擦力的计算方法1、静摩擦力的计算静摩擦力的大小与物体间的正压力成正比，即F_s = μ_sN。
其中F_s为静摩擦力大小，μ_s为静摩擦系数，N为正压力的大小。
静摩擦系数是一个无量纲的常数，它取决于物体表面的光滑程度。
静摩擦系数的大小可以通过实验测定或者查找资料获得。
2、动摩擦力的计算动摩擦力的大小与正压力成正比，即F_k = μ_kN。
摩擦学的理论研究及其应用
摩擦学的理论研究及其应用摩擦学作为一门交叉学科，研究了摩擦、磨损以及表面物理化学等基本问题。
目前，摩擦学已被广泛应用于飞机、汽车、列车、医疗器械、机械化农业、工厂等领域，成为现代工业生产的重要组成部分。
一、摩擦学的基本概念摩擦学是研究摩擦、磨损和润滑等现象的力学学科，在力学、材料学、化学、表面物理学等学科的交叉领域中深入探讨了摩擦学原理、机理和应用。
摩擦是指两个接触表面相对运动时的阻力，它是产生于两个表面之间的接触力。
磨损是物体表面由于与物质相互作用而发生的形态变化和质量损失。
磨损现象的产生是由于两个相对运动的表面之间的微观接触，导致这些表面在一些局部的地方发生结合和断裂。
润滑是在两个表面相对运动的情况下，通过在表面之间引入润滑剂，使两个表面之间的摩擦系数降低的现象。
摩擦学的分支学科有干摩擦学、润滑摩擦学以及磨损学等。
二、摩擦学的研究意义摩擦学的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 提高工程设计水平。
摩擦学的研究成果可以为工程设计人员提供思路和设计指导方案，达到规避机械性能下降、磨损加剧、寿命缩短等弊端的结果。
2. 进行润滑设计。
润滑剂、润滑油脂等润滑剂厂家可以进行润滑设计，为机械设备的正常运转提供保障。
3. 开拓新材料需求领域。
目前，涂层、纳米材料等新型材料的研究及应用已经成为摩擦学研究的热点领域。
这些新型材料可以增加润滑能力、降低磨损程度，从而提高机械设备寿命。
三、摩擦学的应用现状摩擦学理论已被广泛应用于汽车、航空、机械制造、医疗器械、化妆品等多个领域。
1. 汽车工业。
摩擦学理论的应用在汽车行业中表现尤为突出。
现代汽车工业是材料和摩擦学领域不断发展、不断创新的产物。
摩擦学技术在汽车上的应用范围非常广泛，从发动机、变速器和轮胎到制动系统、转向系统，都需要基于摩擦学原理的设计和研究。
2. 航空制造业。
航空材料的研究和使用一直是大家关注的热门话题。
摩擦学技术也在航空工业中应用。
涂层材料、传感器、及精密丝锥这些领域都获得了摩擦学的应用，从而提高了飞机的性能，增加了安全和舒适性。
摩擦学基础知识
（1）表面被污染，摩擦系数主要取决于材料 组合、表面特征和环境条件。
（2）粘着起作用，摩擦系数开始上升，假如 微凸体断裂，产生旳磨粒将产生犁沟作用， 使摩擦系数升高。
（3）滑动表面旳磨粒数增长，犁沟作用增大， 摩擦系数急剧上升。
（4）进入和离开界面旳磨粒数相等时，摩擦 系数保持不变，即稳定摩擦状态。
摩擦学基础知识
概述
1. 摩擦旳定义：
2. 两个接触物体表面在外力 3. 作用下相互接触并作相对 4. 运动或有运动趋势时，在 5. 接触面之间产生旳切向运 6. 动阻力称为摩擦力，这种 7. 现象就是摩擦。
2 . 摩擦旳分类
1. 摩擦按摩擦副运动状态可分为：
静摩擦：两物体表面产生接触，有相对运动趋势但 还未产生相对运动时旳摩擦。 动摩擦：两相对运动表面之间旳摩擦。 2. 按相对运动旳位移特征分类：
（2）具有牵引力旳滚动---滚动元件受到法向 载荷和牵引力旳作用产生旳滚动形式。
（3）伴随滑动旳滚动---几何形状造成接触面 上切向速度不等时，必将伴有滑动。
3. 滚动摩擦系数
（1）有量纲滚动摩擦系数： 驱动力矩与法向载荷之比，即： μ=FR/W=W´e/W=e
（2）无量纲滚动摩擦系数：
称为滚动阻力系数，数值上等于驱动力矩 在单位距离所作旳功与法向载荷之比，即：
（4）无法解释脆性材料具有旳和金属材料相 同旳摩擦性能。
（5）粘着理论很好解释了“相溶性较大旳金 属之间轻易发生黏着,摩擦系数较大”现象.
对于大多数金属, τb =0.2σs ,计算旳摩擦系数 为 0.2左右.正常大气中测旳摩擦系数都高达 0.5 ,在真空中更高.
5.机械—粘着—犁沟综合作用理论
（了解）当刚性滚轮沿弹性平面滚动时，在 一整周内滚轮走过旳距离要不不小于圆周长。 （了解）当弹性滚轮沿刚性平面滚动时，在 一整周内滚轮走过旳距离要不小于圆周长。
第4章摩擦学概述
第四章摩擦、磨损、润滑〔摩擦学〕概述…第0节 摩擦学起源摩擦、磨损、润滑是一种古老的技术，但一直未成为一种独立的学科。
1964年英国以乔斯特为首的一个小组，受英国科研与教育部的委托，调查了润滑方面的科研与教育状况及工业在这方面的需求。
于1966年提出了一项调查报告。
这项报告提到，通过充分运用摩擦学的原理与知识，就可以使英国工业每年节约510,000,000英镑，相当于英国国民生产总值的1%。
这项报告引起了英国政府和工业部门的重视，同年英国开始将摩擦、磨损、润滑及有关的科学技术归并为一门新学科--摩擦学〔Tribology 〕。
第1节 摩擦一． 摩擦在外力作用下，一物体相对于另一物体运动或有运动趋势时，在接触外表上所产生的切向阻力叫摩擦力，这一现象叫摩擦。
二． 分类)摩擦系数μ=F μ/N四． 降低摩擦系数方法 镀软金属层在金属基体上涂敷一层极薄的软金属，此时σsc 仍取决于基体材料，而t B 那么取决于软金属。
载荷F F y F z vf 干摩擦粘着磨损机理第3节 边界摩擦一． 定义二． 边界膜的形成机理1. 物理吸附膜：润滑油中的极性分子与金属外表相互吸引而形成的吸附。
2. 化学吸附膜：靠油中的分子键与金属外表形成的吸附。
3.三． 影响边界膜摩擦的因素 1. 温度2. 添加剂3. 摩擦副材料：同性材料μ大4. 粗糙度第4节 磨损一． 磨损概念摩擦外表的物质不断损失的现象称为磨损。
二． 磨损过程Ⅰ.跑合阶段〔磨合阶段〕 Ⅱ.稳定磨损阶段 Ⅲ.剧烈磨损阶段三． 磨损机理1. 粘着磨损1) 定义：材料由一外表转移到另一外表。
2) 影响因素a. 温度、润滑油是否含油性与添加剂(此处插入解释原因)b.压强d.2. c.d.曲率半径〔赫兹公式解释〕3. 磨粒磨损〔50%磨损属于磨粒磨损〕1) 定2) 影响因素：a.摩擦副硬度b.磨粒大小与硬度承载能力增大摩擦系数μ摩擦外表工作温度磨损量时间磨损过程 磨损量磨损量4.腐蚀磨损：在摩擦过程中，摩擦副外表与周围介质发生化学反响或电化学反响第5节流体摩擦润滑一．润滑的作用1.减摩--降低能耗。
摩擦学
系统
摩擦学系统过程摩擦学问题涉及多种因素，错综复杂，应用系统分析的方法进行研究，可以明了诸因素之间 的依赖和制约关系，以及分析问题的思路。互相接触的两个物体，当有相对滑动或有相对滑动的趋势时，在它们 接触面上出现的阻碍相对滑动的力。摩擦对工程技术和日常生活极为重要。摩擦阻碍物体的运动，使运动能量遭 受损失，人类生产的总能量有很大一部分就是这样被消耗掉的。因摩擦而损失的机械能转化为热，使机器中许多 滑动面必须冷却。同时，摩擦还伴随着表面材料的损失，即发生磨损。磨损使零件的尺寸改变，失去应有的精度 和功能。世界上有很大一部分生产力就是用于补充、替换因磨损而变为无用的零件的。
概况
摩擦学系统过程研究摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、润滑和磨损，以及三者间相互关系的理论 与应用的一门边缘学科。
世界上使用的能源大约有1/3～1/2消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。另 外，机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的，如果能控制和减少磨损，则既减少设备维 修次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。
因此，人们采取各种减小摩擦的措施，例如在相对滑动的表面上施用润滑剂；用轮子、滚柱和滚珠使滑动改 为滚动等。但摩擦也有有用的一面，许多传动与制动设备是通过摩擦起作用的。常用的皮带传动功能就是通过摩 擦力实现的；汽车和机车的行驶也要依靠地面和钢轨上的摩擦力。严冬冰雪覆盖路面，有时必须在汽车后轮上加 装铁链或在钢轨上喷砂，才能产生足够的摩擦力推动车辆前进。若摩擦力完全消失，则结绳、织布、打钉、执笔 以至坐立行走，都将成为不可能。因此，摩擦又是人类生存所不可缺少的。
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。
关于摩擦学的思考-概述说明以及解释
关于摩擦学的思考-概述说明以及解释1.引言1.1 概述摩擦学是研究固体物体之间相对运动时发生的摩擦现象的科学领域。
摩擦作为一种普遍存在的现象，对于各个行业和领域都有着重要的影响。
摩擦学的研究旨在深入理解摩擦现象的机理、性质和影响因素，以便应用于实际工程和技术问题的解决。
在日常生活中，我们经常会遇到摩擦现象。
无论是步行时脚与地面的摩擦、车辆行驶时轮胎与路面的摩擦，还是开门时手与门把手的摩擦，都与摩擦学密切相关。
除了在日常生活中的应用，摩擦学还在许多其他领域发挥着重要作用，如机械工程、汽车工业、航空航天以及材料科学等。
摩擦学的基本原理是摩擦力的产生和作用。
摩擦力是由于接触物体表面微观不平整度，使得物体间存在着相互作用力而产生的。
摩擦力的大小和性质取决于物体表面的粗糙程度、压力、两物体间的相对运动速度等因素。
摩擦学的研究对于优化设计、减少能源损耗、提高机械系统的效率等具有重要意义。
同时，随着科学技术的不断进步，摩擦学的应用领域也在不断扩展。
例如，在纳米技术领域，摩擦学的研究成果可以应用于微纳机械装置的设计和制造，从而为纳米器件的性能提升提供支持。
本文将探讨摩擦学的基本原理、实际应用中的重要性，并展望摩擦学未来的发展方向。
通过深入的思考和研究，我们可以更好地理解摩擦现象，并利用其特性来改进工程设计和解决实际问题。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包含以下内容：在文章结构部分，我们将介绍本文的组织和章节安排。
整篇文章主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将提供一个总体概述，介绍摩擦学的基本概念和相关背景知识，同时阐述本文的目的和重要性。
正文部分将拓展对摩擦学的内容进行详细的阐述。
首先，我们会给出对摩擦学的定义，并介绍其背景和起源，以帮助读者更好地理解该学科领域的重要性。
然后，我们将深入探讨摩擦学的基本原理，包括摩擦力的定义、摩擦系数的计算方法、摩擦力对物体运动的影响等。
结论部分将对摩擦学在实际应用中的重要性进行总结和归纳。
摩擦学与润滑学研究
摩擦学与润滑学研究摩擦学和润滑学是机械工程学的重要分支，主要研究摩擦、磨损、润滑和密封等方面的问题。
摩擦学和润滑学在很多领域都有着重要的应用，如机械工业、汽车工业、轨道交通、飞行器、船舶、军事装备等。
在这篇文章中，我将简要介绍摩擦学和润滑学的基本概念和研究内容，以及它们在现代工业中的应用。
一、摩擦学1.1 摩擦的基本概念摩擦是物体相对运动时产生的阻力，也是物体静止时阻碍其运动的力。
摩擦force 是由于接触面之间存在微小颗粒间的力学相互作用引起，是由于表面几何和物质特性，包括材料粗糙度、硬度、弹性、塑性、润湿性等方面。
摩擦力的大小取决于接触面的材料、表面特性、受力面的压力以及相对运动速度等因素。
摩擦力的方向始终垂直于接触面，与运动方向相反。
1.2 摩擦的磨损和热效应摩擦磨损是暴露在环境中的材料被力或微动摩擦力磨损去除的现象，是摩擦过程中产生的不可逆现象，磨损后造成的表面形貌和性质发生变化，特别是体现在磨损面的失效问题，对机械传动、轴承、密封等工程实际应用有着深远的影响。
在摩擦过程中，能量被转化为热能，因此摩擦产生的热效应也是摩擦学研究的重要方面。
当摩擦面受到外力作用时，摩擦面的材料开始发热。
当发热时，热量被摩擦面从接触点周围传递到大规模边界层（FBL），然后扩散到热影响区域（TIR）。
热效应对于不同的摩擦材料和运动速度有不同的影响，在液体中，摩擦发热可被通过润滑来控制。
1.3 摩擦的控制和应用摩擦能量损失造成能源和材料的浪费以及系统效率的降低。
因此，降低摩擦力和磨损是摩擦学的主要目标。
摩擦学研究的主要内容包括摩擦学理论、材料摩擦和磨损机理、摩擦学测试技术和摩擦学应用控制等。
摩擦学的应用涉及到润滑学、机械制造、材料科学、表面和界面科学等多个领域。
随着现代制造和工程学的不断发展，摩擦学的研究越来越受到关注。
二、润滑学2.1 润滑的基本概念润滑是表面之间存在的液体、固体或气体薄膜作为分离媒体，以减小摩擦、磨损和热效应，从而对不同的运动副表面进行的交互减摩或消耗能量等措施。
机械设备修理工艺——摩擦学理论概述课件 (一)
机械设备修理工艺——摩擦学理论概述课件(一)机械设备修理工艺是一门重要的技术学科，包括了多种常用的修理方法和技术。
其中，摩擦学理论是机械设备修理工艺中非常重要的一个分支，它主要研究机械设备中零件之间的摩擦现象，以及如何在修理中运用摩擦学理论来解决问题。
下面是摩擦学理论概述课件的主要内容。
一、摩擦学理论的基本概念1.摩擦学的定义摩擦学是研究两个物体相互作用时所产生的摩擦力、磨损和润滑现象的科学。
2.摩擦学中的基本量在摩擦学中，最基本的量是摩擦力，即物体之间由于相互接触而产生的力。
同时，还有润滑油膜厚度、磨损量等基本量。
3.摩擦学的分类摩擦学分为干摩擦学和润滑学。
干摩擦学研究无润滑条件下的摩擦现象，而润滑学则研究润滑条件下的摩擦。
二、摩擦学原理1.阿基米德原理阿基米德原理指的是物体在液体或气体中的浮力。
这个原理也适用于润滑油膜的情况下，就是说在润滑油膜中，物体会产生一个浮力，帮助它减少与另一个物体的接触面积，降低了摩擦力。
2.压力原理压力原理指的是在干摩擦的情况下，当力的压力增加时，摩擦力也会随之增加。
3.接触区原理接触区原理是指在摩擦磨损中，由于零件之间接触面积的不均匀分布，会导致磨损的不均匀现象。
这个原理可以用于对机械零件的检修和保养中。
三、润滑原理1.分层润滑原理分层润滑原理通过引导润滑油在零件两侧形成不同厚度的润滑膜，从而达到减少摩擦力和磨损的目的。
2.粘附润滑原理粘附润滑原理是指在某些零件表面覆盖上一层薄膜，从而使得润滑油的黏度减少，进而减少零件间的磨损。
3.边沿润滑原理边沿润滑原理通过增加零件的边界厚度，形成缓冲区，减少零件受磨损的可能。
机械设备修理中，不同的零件和设备都需要采用不同的修理方法和技术。
使用摩擦学理论，能够更加科学地指导机械设备修理工作，提高修理质量和效率。
CH04-摩擦学
工程上常用，润滑油的牌号 是指在40℃时的运动粘度。
润滑剂
润滑油：动植物油、矿物油、合成油。
粘度是润滑油的主要质量指标，粘度值越高，油越稠，反之越稀；
粘度的种类有很多，如：动力粘度、运动粘度、条件粘度等。 工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)，量纲为(m2/s)； 润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌号为L-AN10的油 在40℃时的运动粘度大约为10 cSt。
第四章 摩擦学概述
§4-1 摩擦 §4-2 磨损 §4-3 粘度概念及润滑剂 §4-4 流体动力润滑原理简介
摩擦的分类
内 摩 擦：在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。 外 摩 擦：在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。
静 摩 擦：仅有相对运动趋势时的摩擦。
动 摩 擦：在相对运动进行中的摩擦。 滑动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滑动。 滚动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滚动。
摩擦 磨损 润滑
是相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象； 是由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移； 是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。
关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology)。 世界上使用的能源大约有 1/3~1/2 消耗于摩擦。如果能够尽力减少无 用的摩擦消耗，便可大量节省能源。另外，机械产品的易损零件大部分是 由于磨损超过限度而报废和更换的，如果能控制和减少磨损，则既减少设 备维修次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。 诺贝尔物理学奖Pauli：“上帝制造了固体，魔鬼制造了表面”，研究 表面和界面行为比研究块体行为更困难、更复杂、更富有挑战性和魅力。
润滑方式。
采用流体静力润滑可在两个静止且平行的摩擦表面间形成流体膜，其承 载能力不依赖于流体粘度，故能用粘度极低的润滑剂，且既可使摩擦副有较 高的承载能力，又可使摩擦力矩降低。
机械设计中的摩擦学原理分析
机械设计中的摩擦学原理分析摩擦学是研究摩擦、磨损和润滑的学科，对于机械设计来说，摩擦学原理的应用至关重要。
摩擦学原理的理解能够帮助工程师们设计出更有效、更可靠的机械系统。
本文就机械设计中的摩擦学原理进行详细分析。
一、摩擦学基本概念摩擦是由于两个物体之间的接触而产生的阻碍相对运动的力。
摩擦由于两个物体之间的微小不平整而产生，其平衡状态下的力大小可以用摩擦系数表示。
摩擦系数越大，两个物体之间的摩擦力就越大，相对滑动也就越困难。
磨损是指在摩擦作用下，物体表面逐渐剥落、破损或变形的过程。
摩擦作用时产生的热量会导致磨损，并且可以通过润滑来减少磨损。
润滑是指利用润滑剂在接触表面形成润滑膜，减少摩擦和磨损的过程。
润滑可以分为液体润滑、固体润滑和气体润滑三种方式。
润滑剂的选择应根据工作条件和材料特性进行合理选择，以确保机械系统的正常运行。
二、摩擦学在机械设计中的应用1. 摩擦副配对设计在机械设计中，合理选择和设计摩擦副对是至关重要的。
摩擦副应具备摩擦系数小、磨损少、寿命长等特点，以保证机械系统的正常运行。
在进行摩擦副设计时，需要考虑工作条件、材料的性质、润滑和摩擦副配合间隙等因素。
2. 摩擦和磨损分析摩擦和磨损分析是机械设计中重要的一环，通过合理的分析可以预测摩擦副件的损坏和寿命，进行合理的维护和更换。
同时，也可以通过分析优化摩擦副材料、润滑方式等因素，减少磨损，提高机械系统的效能。
3. 润滑技术应用在机械设计中，润滑技术的应用可以减少机械系统的摩擦和磨损，延长使用寿命。
润滑可以使用液体润滑剂、固体润滑剂或气体润滑剂，根据工作条件选用合适的润滑方式。
4. 摩擦噪音和振动控制摩擦副件在运动过程中会产生噪音和振动，影响机械系统的正常工作和使用寿命。
为了减轻噪音和振动，需要通过设计和选择合适的材料、润滑方式以及减振措施等途径来控制和减少噪音和振动的产生。
三、机械设计中的摩擦学原理实例以某自动化生产线上的输送系统设计为例，通过摩擦学原理的应用可以解决以下问题：1. 提高输送效率：通过合理选择输送系统的摩擦副件材料和润滑方式，减小摩擦力，提高输送效率。
摩擦学(简单)
针入度 （稠度）
标志着润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱。 针入度越大，润滑脂越稀；反之亦然。
滴点
在规定的加热条件下，润滑脂由标准测量杯的孔 口滴下第一滴时的温度称为润滑脂的滴点。
滴点标志着润滑脂耐高温的能力。一般润滑脂的 工作温度应低于滴点20-30C。
为改善润滑油或润滑脂的性能，以适应某些特殊的需要， 在润滑油或润滑脂中加入一些物质，称为添加剂。
改善摩擦副耐磨性能的措施 选择减磨材料、合理选择润滑剂和添加剂、 控制易损件的工作条件
三.润滑
目的
1、对于不完全液体润滑----降低摩擦及减少磨损； 2、对于液体动力润滑----工作介质并具有冷却作用。
气体：空气及其它气体介质。
润滑剂分类
液体：水、矿物油及液态金属等。 半固体：润滑脂
固体：石墨、二硫化钼等
研究摩擦学的意义
节约能源、节约材料、保护环境
摩擦学发展的重要历史阶段
•史前人类的钻木取火
•祖先们在春秋时代（公元前770~221年）对摩擦、磨损现象 有了一定的了解，并且已经知道采用动物油脂进类使用矿物油做 润滑剂（距今约1800年）
主要性能指标 润滑油、润滑脂
粘度 牛顿定律
流体抵抗变形的能力，标志着流体内摩擦阻 力的大小。
v
y
剪切 应力
动力 粘度
速度 梯度
平行板间液体的层流流动模型
1.动力粘度：主要用于流体动力计算中。Pa·s 1Pa s 1N s / m2
2.运动粘度：主要用于测量流体粘度。m2/s
摩擦学原理及应用 TRIBOLOGY
河南农业大学机电工程学院 王万章 副教授
Wanzwang@
摩擦学基本知识
摩擦学基本知识目录1. 摩擦学简介 (3)1.1 摩擦学的定义和学科范围 (4)1.2 摩擦学的重要性与应用领域 (5)2. 摩擦的分类与机制 (6)2.1 摩擦的分量和类型 (7)2.2 摩擦机理的基本概念 (8)2.3 不同表面相互作用的摩擦特性 (9)3. 摩擦因数的测定与预测 (10)3.1 摩擦因数的测定方法 (13)3.2 摩擦因数的预测模型 (14)3.3 摩擦因数的理论与实验研究 (16)4. 接触力与接触压力 (17)4.1 接触力产生的基本原理 (18)4.2 接触压力分布分析 (19)4.3 表面纹理与非线性接触压力 (21)5. 摩擦系数与磨损 (22)5.1 摩擦系数的影响因素 (23)5.2 磨损理论与磨损机制 (25)5.3 表面损伤与摩擦副寿命 (26)6. 润滑理论与技术 (27)6.1 润滑的基本原理 (29)6.2 润滑剂的种类与性能 (29)6.3 润滑技术的应用与发展 (30)7. 润滑与摩擦学研究进展 (32)7.1 高温润滑与表面化学 (33)7.2 纳米润滑与摩擦纳米技术 (34)7.3 非传统润滑方法 (36)8. 摩擦与润滑系统分析 (37)8.1 摩擦与润滑系统的建模 (38)8.2 系统分析和仿真方法 (39)8.3 设计原则与优化方法 (42)9. 摩擦与润滑材料 (43)9.1 摩擦与润滑基体材料 (44)9.2 摩擦系数与材料特性 (46)9.3 摩擦与磨损材料的研究 (47)10. 表面工程与表面特征对摩擦的影响 (48)10.1 表面工程技术 (50)10.2 表面特征与摩擦性质 (51)10.3 表面处理与润滑原理 (52)11. 摩擦与润滑的可持续性与环境考量 (54)11.1 环境保护与绿色润滑 (55)11.2 可持续设计与材料选择 (56)11.3 摩擦与润滑的节能减排 (57)12. 摩擦与润滑的科技伦理与社会责任 (58)12.1 专利与知识产权保护 (59)12.2 技术创新与科技伦理 (61)12.3 摩擦与润滑的社会责任 (62)13. 摩擦与润滑的未来趋势 (63)13.1 新兴技术的应用前景 (64)13.2 智能化与信息化在摩擦学中的应用 (65)13.3 摩擦学与当代科技发展的交融 (66)1. 摩擦学简介摩擦学是一门研究涉及相互接触并相对运动的物体间相互作用的科学。
摩擦学概述
摩擦学概述摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。
其中摩擦是相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象；磨损是由于摩擦而造成物体表面材料的损失或转移；而润滑是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。
这便是摩擦学的主要构成。
众所周知，世界上使用的能源大约有 1/3~1/2 消耗于摩擦。
机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的。
所以为了减少摩擦和磨损，节省能源，降低设备维修次数和费用，节省制造零件及其所需材料的费用，便由之产生了润滑这一篇。
摩擦的原理分为“机械说”，‘分子说”，“机械-分子说”。
即可能是因为表面微凸体的相互阻碍作用或表面材料分子间的吸力作用或兼而有之。
2摩擦可分为以下几种：1内摩擦——在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。
外摩擦——在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。
3静摩擦——仅有相对运动趋势时的摩擦。
4动摩擦——在相对运动进行中的摩擦滑。
5滑动摩擦和滚动摩擦。
根据滑动摩擦状态又分为1.干摩擦 2.边界摩擦3. 液体摩擦4. 混合摩擦。
磨损是由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。
直接导致的后果降低机器的效率和可靠性，甚至促使机器提前报废。
磨损过程大致分为下三阶段：1磨合阶段——包括摩擦表面轮廓峰的形状变化和表面材料被加工硬化两个过程2稳定磨损阶段——零件在平稳而缓慢的速度下磨损3剧烈磨损阶段——在经过稳定磨损阶段后，零件表面遭到破坏，运动副间隙增大引起而外的动载荷和振动。
零件即将进入报废阶段。
而我们设计机器时，要求缩短磨合期、延长稳定期、推迟剧烈磨损期的到来。
磨损类型按磨损机理分可分为磨粒磨损，粘附磨损，疲劳磨损，冲蚀磨损，腐蚀磨损，微动磨损。
按磨损表面外观可分为点蚀磨损，胶合磨损，擦伤磨损。
举其中三个例子来说，比如磨粒磨损——也简称磨损，外部进入摩擦面间的游离硬颗粒（如空气中的尘土或磨损造成的金属微粒）或硬的轮廓峰尖在软材料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材料，一部分流动到沟纹两旁，一部分则形成一连串的碎片脱落下来成为新的游离颗粒，这样的微粒切削过程就叫磨粒磨损。
摩擦学的基础理论与应用研究
摩擦学的基础理论与应用研究摩擦是指两个物体表面相对运动时由于相互接触而产生的阻力现象，它是工程学、物理学、材料学等多个领域的重要基础理论。
摩擦学是研究材料表面摩擦行为、摩擦现象的发生、摩擦力的产生及其与其他物理性能关系的学科。
本文将从摩擦学的基础理论和应用研究两个方面进行讨论。
一、摩擦学的基础理论1. 摩擦力的产生机理摩擦行为的产生是由于接触表面的几何形状和表面材料性质不同，在相互接触的过程中，由于分子间力和表面形貌所导致的相互作用力，使得接触界面出现局部的非弹性变形和平面内的相对移动，从而产生摩擦力。
在摩擦过程中，摩擦力的大小与接触面积、滑动速度以及对接面的实际接触面积等多种因素密切相关。
2. 摩擦学中的基本参数在摩擦学的研究过程中，通常需要了解和考虑的基本参数包括：摩擦系数、界面温度、压力、表面形貌、物体材料性质等。
摩擦系数是由于相互接触的两个物体表面之间产生的摩擦力与垂直于物体接触面方向的另一个力（如重力或施加的压力）之比，它是反映摩擦性能的一个基本指标。
同时，界面温度、压力与摩擦系数具有复杂的力学和热学关系，二者相互影响，彼此耦合，对摩擦行为及其机理的研究具有重要的意义。
3. 摩擦学的实验研究为了探索摩擦学的基本规律和行为，人们设计了许多实验研究。
在这些实验中，常见的方法包括：滑动摩擦试验、滚动摩擦试验、组合摩擦试验以及摩擦磨损试验等。
这些实验通常能够测定摩擦系数、摩擦力、接触压力等参数，并对其机理和相互作用进行分析。
二、摩擦学的应用研究1. 摩擦副设计在制造机械设备和各类传动系统时，与之相关的摩擦副设计显得尤为重要。
在实际应用过程中，设计人员需要结合实际工作条件，选用合适的材料和表面处理方式，以便达到所需的设计要求。
微机电系统（MEMS）的应用也需要考虑材料选择和表面加工等问题，以便在尽可能小的空间内实现合理的机械传动。
2. 摩擦-磨损机理摩擦-磨损机理是摩擦学中的重要应用之一。
通常情况下，摩擦副会产生不同程度的磨损，这不仅会降低机械性能，还可能会使其失效。
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摩擦和润滑作为一种自然现象，不仅在机械设备中而且在人们的生活中也广泛存在着(机器的寿命、人造关节)，过去仅从力学角度研究摩擦现象，而对摩擦的结果带来的危害估计不足，据统计：
世界上约有l/3～l/2的能源，以各种形式消耗于摩擦中；
摩擦又带来两物体摩擦接触表面的磨损，磨损使机器零件失去工作能力而失效，约占总失效的30%。
实践证明润滑是减少摩擦的重要手段，随着科学技术的发展，人们把研究有关摩擦及润滑的科学技术统称为摩擦学。
摩擦学的定义是：研究相对运动中相互作用着表面的科学、技术及有关实践的知识，它与数学、物理、化学、材料、工艺、工程实践有关，它是一门发展很快的新兴边缘应用学科。
由于运用现有的摩擦学知识，去解决机器设备中的问题可以取得显著的经济效益，据英、美、日等国摩擦学应用调查，应用现有的摩擦学知识和技术每年可获得的经济效益，占国民经济总产值的2％以上(日本7％，西德5％，英2．5％，美2％)。
我国到1999年总产值83190亿元，按1.2％计算可获998亿元的效益，同时摩擦学问题大量存在于机器设备中，而机器设备向高精度、高寿命、高速、大功率方向发展，要求生产的连续性，自动化程度、可靠性程度不断提高，为解决好机器设备的摩擦学问题创造了摩擦学设计，即应用摩擦理论及实践去解决好机器的设计、制造和运行维护等问题。
国外对有关摩擦学知识的教育、培训和科学研究是普遍的，我国1979年成立摩擦学会，进行摩擦学工业应用的调查研究，各大专院校开设了摩擦学课程，成立了摩擦研究机构，专门从事摩擦、磨损机理、零部件材料、加工工艺、测试技术、机器工况监控等方面的研究。
在铁路系统开展摩擦学方面的研究具有重要的意义；铁路运输部门的特点之一就是铁路运输的功率主要消耗在克服摩擦阻力上(机车动力消耗在轮轨摩擦、缸套、活塞、轴承等的摩擦上)，而维修费用的主要部分用于修理磨损的零件上，所以在铁路系统开展摩擦学方面的研究，对节约能源、降低原材料消耗、对促进铁路运输事业的发展具有重大意义。