9.1 摩擦与磨损（课件）《机械基础》（多学时）同步精品课堂（高教版·第3版）

《机械基础》高等教育出版社·第3版 同步精品课程——中职专业课 第九章 润滑与密封 第一节 摩擦与磨损 （第1课时） 学习目标 第九章 润滑与密封 掌握机械中的摩擦类别。 知识目标 能够学会机械中的磨损的类型。 能力目标 能够结合本节课所学知识，增强动手能 力和解决问题的能力。 情感目标 机场候机大厅的屋架 知识引入 01 摩擦是两相互接触的物体有相对运动或相对运动趋势时，在接触处产生阻力的现象。 机械运动中普遍存在摩擦现象。摩擦会带来能量损耗，使相对运动表面发热，机械效率降低，还会引起振动和噪声等，但在螺纹连接、带传动和制动等方面还必须依赖摩擦。 机场候机大厅的屋架 知识引入 01 磨损是摩擦体接触表面的材料在相对运动中由于机械作用或伴有化学作用而产生的不断损耗的现象。 磨损会降低机械运动的精度和可靠性，是机械零件报废的主要原因，而对机械零件进行磨削、研磨和抛光等减小表面粗糙度值的精加工，以及对刀具的刃磨等也利用了磨损的原理。 机场候机大厅的屋架 知识引入 01 摩擦传动（摩擦压力机） 船舶 机械中常见的摩擦有两大类： 新知学习 02 一、机械中的摩擦 一类是发生在物质内部，阻碍分子间相对运动的内摩擦； 另一类是在物体接触表面上产生的阻碍其相对运动的外摩擦。 01 02 船舶 相互摩擦的两个物体称为摩擦副。对于外摩擦，根据摩擦副的运动状态可分为静摩擦和动摩擦，根据摩擦副的运动形式可分为滑动摩擦和滚动摩擦，根据摩擦副的表面润滑状态又可分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦，如图所示。 新知学习 02 一、机械中的摩擦 船舶 相互摩擦的两个物体称为摩擦副。 新知学习 02 一、机械中的摩擦 1.干摩擦 摩擦副的表面不加润滑剂时的摩擦称为干摩擦，如图a所示。干摩擦时，摩擦副的表面直接接触，摩擦系数大，摩擦力大，磨损和发热严重，除利用摩擦力工作的场合之外，应尽量避免干摩擦。 船舶 相互摩擦的两个物体称为摩擦副。 新知学习 02 一、机械中的摩擦 2.边界摩擦 在摩擦副的表面间施加润滑剂后，使摩擦副的表面吸附一层极薄的润滑剂膜，这种摩擦状态称为边界摩擦，如图b所示。边界摩擦的润滑剂膜强度低，容易破裂，致使摩擦副部分表面直接接触，从而产生磨损，但摩擦和磨损状况优于干摩擦。 船舶 相互摩擦的两个物体称为摩擦副。 新知学习 02 一、机械中的摩擦 3.液体摩擦 在摩擦副的表面间施加润滑剂后，摩擦副的表面被一层具有一定压力和厚度的润滑剂膜完全隔开时的摩擦称为液体摩擦，如图c所示。液体摩擦中摩擦副的表面不直接接触，摩擦系数很小，理论上不产生磨损，是一种理想的摩擦状态。 船舶 相互摩擦的两个物体称为摩擦副。 新知学习 02 一、机械中的摩擦 4:混合摩擦 兼有干摩擦、边界摩擦和液体摩擦中两种摩擦状态以上的一种摩擦状态称为混合摩擦，如图d所示。混合摩擦的摩擦表面仍有少量直接接触，大部分处于液体摩擦，故摩擦和磨损状况优于边界摩擦，但比液体摩擦差。 船舶 机械中常见的摩擦有两大类： 新知学习 02 一、机械中的摩擦 一类是发生在物质内部，阻碍分子间相对运动的内摩擦； 另一类是在物体接触表面上产生的阻碍其相对运动的外摩擦。 01 02 船舶 磨损一般来源于摩擦，但在具体工作条件下影响磨损的因素很多。一般来说，磨损随着载荷和工作时间的增加而增加，软的材料比硬的材料磨损严重。 新知学习 02 二、机械中的磨损 1.磨损的类型 按磨损的损伤机理和破坏特点，可将磨损分为四种： 两相对运动的表面，由于黏着作用，使材料由一表面转移到另一表面所引起的磨损。 黏着磨损可表现为轻微磨损、涂抹、划伤、咬黏等破坏形式，如活塞与气缸壁的磨损。 ①黏着磨损 01 02 船舶 磨损一般来源于摩擦，但在具体工作条件下影响磨损的因素很多。一般来说，磨损随着载荷和工作时间的增加而增加，软的材料比硬的材料磨损严重。 新知学习 02 二、机械中的磨损 1.磨损的类型 按磨损的损伤机理和破坏特点，可将磨损分为四种： 在摩擦过程中，由硬颗粒或硬凸起的材料破坏分离出磨屑或形成划伤的磨损。 发生磨粒磨损时，磨粒对摩擦表面进行微观切削，表面有犁沟或划痕，如犁铧和挖掘机铲齿的磨损。 ②磨粒磨损 01 02 船舶 磨损一般来源于摩擦，但在具体工作条件下影响磨损的因素很多。一般来说，磨损随着载荷和工作时间的增加而增加，软的材料比硬的材料磨损严重。 新知学习 02 二、机械中的磨损 1.磨损的类型 按磨损的损伤机理和破坏特点，可将磨损分为四种： 摩擦表面材料的微观体积受循环应力作用，产生重复变形而导致表面形成疲劳裂纹，并分离出微片或颗粒的磨损。 表面疲劳磨损的破坏特点是在摩擦表面出现“麻坑”,又称之为“点蚀”。润滑良好的齿轮传动和滚动轴承都可能产生点蚀。 ③表面疲劳磨损 01 02 船舶 磨损一般来源于摩擦，但在具体工作条件下影响磨损的因素很多。一般来说，磨损随着载荷和工作时间的增加而增加，软的材料比硬的材料磨损严重。 新知学习 02 二、机械中的磨损 1.磨损的类型 按磨损的损伤机理和破坏特点，可将磨损分为四种： 在摩擦过程中，金属与周围介质发生化学或电化学反应而引起的磨损。 腐蚀磨损表现为表面腐蚀破坏，如化工设备中与腐蚀性介质接触的零部件的磨损。 ④腐蚀磨损 01 02 船舶 除了液体摩擦状态外，其余的摩擦状态总要伴随着磨损。 在规定的年限内，只要磨损量不超过许用值，都可以认为是正常磨损。磨损量可以用体积、质量、厚度来衡量。 单位时间(或单位行程、每转、每次摆动)内材料的磨损量称为磨损率。 新知学习 02 二、机械中的磨损 2.磨损过程 船舶 ①磨合阶段(图a中Oa段)新的摩擦副的表面粗糙度值较大，实际接触面积,接触面积上的压力较大，该阶段的磨损较快。经短时间磨合后，摩擦副表面的表面粗糙度值变小(图b),实际接触面积增大，磨损较稳定，为进人稳定磨损创造了条件。 新知学习 02 二、机械中的磨损 2.磨损过程 船舶 因此，磨合是一种有益磨损。例如，装配好的新减速器要先加入足量且合适的润滑油进行磨合，磨合结束后要放掉脏油，清洗减速器并更换新润滑油，才可交付正式使用。 新知学习 02 二、机械中的磨损 2.磨损过程 船舶 ②稳定磨损阶段(图a中ab段)经磨合后的摩擦副表面粗糙度值减小，在 稳定磨损阶段，磨损率趋于稳定和缓和，经历的时间也较长，标志着零件的使用寿命。 新知学习 02 二、机械中的磨损 2.磨损过程 船舶 ③剧烈磨损阶段(图a中bc段)经过稳定磨损阶段的累积，零件丧失表面精度。在剧烈磨损阶段，磨损量急剧增高，表现为机械效率下降，可能产生异常噪声和振动，摩擦副温度迅速升高，表面发生严重损坏。因此，必须在摩擦副进人剧烈磨损阶段之前及时进行检修。 新知学习 02 二、机械中的磨损 2.磨损过程 船舶 正确选用摩擦副的材料组合，使摩擦系数小、磨损率低，是减少磨损的先决条件。 新知学习 02 二、机械中的磨损 2.磨损过程 对摩擦副的表面进行适当处理，如提高耐磨性，可以降低磨粒磨损 进行有效润滑，使摩擦副尽可能在液体摩擦或混合摩擦状态下工作，是减少磨损的重要措施。 船舶 正确选用摩擦副的材料组合，使摩擦系数小、磨损率低，是减少磨损的先决条件。 新知学习 02 二、机械中的磨损 2.磨损过程 将滑动摩擦改为滚动摩擦，其减小摩擦和减轻磨损的效果显著 提高加工和装配精度，使压力尽可能均匀分布，结构上有利于散热和磨屑排出等，可以减轻磨损 船舶 正确选用摩擦副的材料组合，使摩擦系数小、磨损率低，是减少磨损的先决条件。 新知学习 02 二、机械中的磨损 2.磨损过程 经常检查润滑系统的油压、油面和密封情况，对轴承等部位定期润滑，定期更换润滑油和滤油器芯以阻止外来磨粒的进入等，都是不可忽视的。 正确使用和维护对于减少磨损十分重要，新机械使用之前应进行由轻至重、缓慢加载的正确磨合 课堂小结 03 一、机械中的摩擦 机械中常见的摩擦有两大类：一类是发生在物质内部，阻碍分子间相对运动的内摩擦；另一类是在物体接触表面上产生的阻碍其相对运动的外摩擦。相互摩擦的两个物体称为摩擦副。 二、机械中的磨损 磨损一般来源于摩擦，但在具体工作条件下影响磨损的因素很多。一般来说，磨损随着载荷和工作时间的增加而增加，软的材料比硬的材料磨损严重。 小试牛刀 摩擦的定义强调其本质是（）。 A.物体间的相对运动 B.接触处产生的阻力 C.机械能的转化过程 D.表面材料的损耗 答案：B 解析：摩擦的定义明确指出是“在接触处产生阻力的现象”，核心是阻碍运动的“阻力”，而非运动本身（A）或能量转化（C）。D选项属于磨损的范畴。 小试牛刀 下列哪项不属于摩擦带来的负面影响？（） A.机械效率降低 B.制动系统依赖摩擦 C.引起振动和噪声 D.导致表面发热 答案：B 解析：B选项“制动系统依赖摩擦”是摩擦的有益应用，而A、C、D均为摩擦的负面效应（能量损耗、振动、发热）。 小试牛刀 磨损与摩擦的关键区别在于（） A.是否伴随化学作用 B.是否涉及相对运动 C.是否导致材料的损耗 D.是否发生在接触表面 答案：C 解析：摩擦是“阻力现象”，而磨损是“材料的不断损耗”（C）。两者均可能涉及化学作用（A）、相对运动（B）和表面接触（D），但材料损耗是磨损独有的特征。 小试牛刀 外摩擦根据运动形式可分为（） A.静摩擦与动摩擦 B.干摩擦与液体摩擦 C.滑动摩擦与滚动摩擦 D.边界摩擦与混合摩擦 答案：C 解析：外摩擦的分类依据中，“运动形式”对应滑动摩擦和滚动摩擦（C）。A选项按“运动状态”分类，B和D选项按“润滑状态”分类。 小试牛刀 干摩擦的主要特点是（） A.摩擦系数小，磨损轻微 B.需添加润滑剂以减少阻力 C.表面直接接触，发热严重 D.仅适用于高精度机械加工 答案：C 解析：干摩擦时表面无润滑剂，直接接触导致摩擦系数大、发热严重（C）。A选项与事实相反，B选项描述的是润滑摩擦，D选项错误（干摩擦应避免，除非需利用摩擦力）。 小试牛刀 下列哪组全部属于按润滑状态分类的摩擦类型？（） A.静摩擦、滑动摩擦、干摩擦 B.边界摩擦、液体摩擦、混合摩擦 C.滚动摩擦、内摩擦、外摩擦 D.干摩擦、化学磨损、动摩擦 答案：B 解析：按润滑状态分类的摩擦类型包括边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦（B）。A中的静摩擦和滑动摩擦分类依据不同，C中的内摩擦不属于外摩擦，D中的“化学磨损”非摩擦类型。 小试牛刀 利用磨损原理的机械加工方法是（） A.减少表面粗糙度的精加工 B.避免干摩擦的技术 C.提高机械效率的设计 D.降低摩擦系数的润滑 答案：A 解析：磨削、研磨等精加工方法通过可控的磨损减小表面粗糙度（A）。B、C、D均为减少摩擦或磨损的措施，与利用磨损原理无关。 小试牛刀 下列关于“摩擦副”的描述正确的是（） A.仅指发生内摩擦的物体 B.必须包含润滑剂才能构成摩擦副 C.相互摩擦的两个物体统称摩擦副 D.静摩擦和动摩擦不能属于同一摩擦副 答案：C 解析：摩擦副定义为“相互摩擦的两个物体”（C），与是否内摩擦（A）、润滑状态（B）或运动状态（D）无关。静摩擦和动摩擦可属于同一摩擦副的不同阶段。 作业布置 04 1.简述机械中常见的摩擦类型。 2.简述磨损的类型。 3.简述磨损过程。 感谢观看 Lavf57.71.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.18(fixed_gap:False) $$