摩擦与磨损 《机械基础》安徽省（分类招生和对口招生）装备制造类 知识点讲解

安徽省装备制造大类对口高考机械基础复习讲义 绪论 0—3 摩擦和磨损 【考试要求】 （1）识记摩擦的概念和类型。 （2）识记磨损的概念和磨损过程。 （3）初步懂得分析零部件摩擦和磨损的类型。 （4）识记各种磨损类型的影响因素。 【知识网络】 【知识和技能要点】 一、摩擦 （1）摩擦：是指两物体的接触表面阻碍它们相对运动的机械阻力。 （2）摩擦副：相互摩擦的两个物体称为摩擦副。 （3）类型： ①根据摩擦副的运动状态可分为静态摩擦、临界（或启动）摩擦、动态摩擦和惯性摩擦； ②根据摩擦副的运动形式可分为滑动摩擦和滚动摩擦； ③根据摩擦副的表面润滑状态可分为固体摩擦、液(气)体摩擦和混合摩擦。 固体摩擦又可分为干摩擦与边界摩擦；主要区别就是是否加注润滑油。 液(气)体摩擦是指加注润滑油以后,摩擦副的表面被一层具有一定压力和厚度的流体润滑膜完全隔开时的摩擦。 混合摩擦是指兼有固体摩擦和液(气)体摩擦的一种摩擦状态。 二、磨损 定义：运动副之间的摩擦将导致机件表面材料逐渐损耗形成磨损。 影响：磨损会影响机器的精度，降低工作的可靠性，甚至使机器提前报废。 1.磨损过程 一个机件的磨损过程大致可分为磨合、稳定磨损和剧烈磨损三个阶段。 (１)磨合阶段：在机械零件运转初期,磨损速度较快。 (２)稳定磨损阶段：机件以平稳而缓慢的速度磨损。这个阶段的长短代表机件的使用寿命。 (３)剧烈磨损阶段：机件的表面磨损较为严重,最终导致机械零件失效,这时必须更换零件。 2.磨损的类型 根据磨损结果（着重对磨损表面外观的描述）分类：如点蚀磨损、胶合磨损、擦伤磨损等。 根据磨损机理分类：如黏着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损及冲蚀磨损等。 (1)黏着磨损 当运动副表面的不平度峰尖在相互作用的各点处发生黏着后，在相对滑动时材料从一个表面转移到另一个表面，形成了黏着磨损。严重的黏着磨损会造成运动副咬死。 黏着磨损是金属运动副之间最普遍的一种磨损形式。 影响黏着磨损的主要因素： ① 同类运动副材料比异类材料容易黏着； ② 脆性材料比塑性材料的抗黏着能力高； ③ 在一定范围内，零件的表面粗糙度值越小，抗黏着能力越强。 (2)磨粒磨损 进入运动副表面间的游离颗粒，如磨损造成的金属微粒，会在较软材料的表面上犁刨出很多沟纹，这样的微切削过程称为磨粒磨损。 影响磨粒磨损的主要因素： ① 材料的硬度越高,耐磨性越好； ② 磨粒平均尺寸越大,磨损就越大； ③ 磨损量随磨粒硬度的提高而加大。 (3)疲劳磨损 当做滚动或滚滑运动的高副受到反复作用的接触应力(如滚动轴承运转或齿轮传动)时,如果应力超过材料的接触疲劳强度,就会在零件工作表面或一定深度处形成疲劳裂纹,随着裂纹的扩展与相互连接,许多微粒从零件工作表面脱落下来，致使表面出现许多月牙形浅坑,称为疲劳磨损,也称疲劳点蚀，简称点蚀。 影响疲劳磨损的主要因素： ① 表面硬度越高，产生疲劳裂纹的危险性越小，提高表面质量可显著提高零件的疲劳寿命； ② 高压下的润滑油能在接触区起到均化接触应力的作用，可提高抗疲劳磨损的能力； ③ 若润滑油的黏度过低,则易被挤入疲劳裂纹中，使裂缝在高压下扩展,因此高黏度的润滑油有利于提高抗疲劳磨损的能力。 (4)腐蚀磨损 运动副受到空气中的酸、润滑油、燃油中残存的少量无机酸(如硫酸)及水分的化学作用或电化学作用，在相对运动中造成材料的损失称为腐蚀磨损。 影响腐蚀磨损的主要因素是零件表面的氧化膜性质和环境温度。 (5)冲蚀磨损 当一束含有硬质微粒的流体冲击到固体表面时就会造成冲蚀磨损,如利用高压空气输送型砂或用高压水输送矿石的管道产生的磨损。 冲蚀磨损是在有摩擦的情况下，固体表面受到硬质微粒反复冲击而造成的表层疲劳破坏。 影响冲蚀磨损的主要因素是磨粒与固体表面的摩擦系数、磨粒的冲击速度及磨粒冲击速度的方向与固体表面间的夹角(冲击角)。 【练习题】 一、单项选择题 1.据估计，目前世界上约有 ( )的机器是因为零件磨损而失效的。 A.60% B. 70% C. 80% D. 90% 2.人走路时，经过一段时间后可以看见鞋的后跟处磨掉一个斜角，这说明鞋与地面产生（ ）磨损。 A.滑动 B.滚动 C.滚滑动 D.磨料 3.自行车车轮与地面的接触磨损属于（ ）磨损。 A.滑动 B.滚滑动 C.滚动 D.动态 4.干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦是按（ ）来划分的。 A.运动状态 B.运动形式 C.摩擦副的表面润滑状态 D.存在状态 5.干摩擦是摩擦副( )。 A.直接接触 B.不直接接触 C.油膜隔离 D.油脂隔离 6.新买的汽车通常要求行驶3000公里后要做首次保养，更换润滑油,这个磨损阶段称为( )阶段。 A．磨合 B．稳定磨损 C．剧烈磨损 D．不磨损 7.零件的使用寿命主要取决于零件的（ ）。 A.摩擦 B.稳定磨损阶段 C.磨合阶段 D.剧烈磨损阶段 8.零件的表面粗糙度值越小,抵抗黏着磨损的能力越( )。 A.强 B.弱 C.相同 D.无法确定 9.一般情况下，同类摩擦副才比异类材料之间容易产生 ( ) 磨损。 A.黏着 B.磨粒 C. 疲劳 D.腐蚀 10.在磨粒磨损中,磨损量随磨粒硬度的提高而( )。 A.加大 B.减小 C.不变 D.无法确定 11.关于磨粒磨损，下列说法中正确的是（ ）。 A.磨粒硬度越高，磨料磨损越严重 B.磨粒磨损是最普遍的一种磨损形式 C.磨粒尺寸越小，磨粒磨损越严重 D.材料的硬度越高，耐磨性越差 12.为了提高刀具的锋利程度，在用砂轮机磨削之后，还要用磨刀石进行磨削，这是利用（ ）磨损的原理来实现的。 A.黏着 B. 磨粒 C. 腐蚀 D. 疲劳 13.高黏度的润滑油有利于提高物体抵抗( )磨损的能力。 A. B.冲蚀 C.磨料 D.疲劳 13.下列措施中可提高零件抗疲劳磨损能力的是( )。 A.选择硬度低的材料 B.选用高粘度的润滑油 C.使润滑油压力低一些 D.尽量使摩擦副材料不同 15.可以在无摩擦的条件下形成的是（ ）。 A.黏着磨损 B.疲劳磨损 C.冲蚀磨损 D.腐蚀 16.在化工设备中，与腐蚀介质接触的零部件的腐蚀属于( ) 磨损。 A.黏着 B. 疲劳 C.腐蚀 D.冲蚀 17.和田玉是昆仑山脉山岩中的原生矿石自然剥离，经过风化被雨水冲入玉龙喀什河，经过千年不断地冲刷（ ）磨损打磨而成。 A.黏着 B. 磨粒 C. 疲劳 D.冲蚀 18.国产航母“山东舰”、半潜式钻井平台“蓝鲸1号”在风浪中受到海水拍打属于( )磨损。 A．黏着 B．磨料 C．疲劳 D．冲蚀 二、多项选择题 1. 根据摩擦副的运动状态，摩擦可分为（ ）。 A．静态摩擦 B．滚动摩擦 C．动态摩擦 D．惯性摩擦 2.影响磨粒磨损的主要因素有( )。 A．摩擦副材料硬度 B．磨粒硬度 C．润滑油黏度 D．磨粒平均尺寸 3.影响疲劳磨损的主要因素有( )。 A．摩擦副材料硬度 B．表面质量 C．润滑油黏度 D．润滑油压力 4.影响冲蚀磨损的主要因素有( )。 A．摩擦副表面粗糙度 B．磨粒与固体表面的摩擦系数 C．磨粒冲击速度的方向与固体表面间的冲击角 D．磨粒的冲击速度 三、填空题 1.摩擦是指两物体的接触表面阻碍他们相对运动的 ,相互摩擦的两个物体称为 。 2.零件的 是决定机器使用寿命的主要因素。 3.根据摩擦副的运动形式可将摩擦分为 摩擦和 摩擦。 4.根据摩擦副的表面润滑状态可将摩擦分为 摩擦、 摩擦和 摩擦。 5.固体摩擦分为 和 。 6.摩擦副在 时产生的摩擦称为干摩擦。 7. 摩擦因直接接触而磨损严重，应尽量避免；而 摩擦是一种理想的摩擦状态。 8.运动副之间的摩擦将导致机件表面材料逐渐损耗形成 ，机件磨损的过程可分为 、 和 三个阶段。 9.机件的磨损量一般可用 、 和 来衡量。 10.根据磨损机理可将磨损分为 、 、 、 和 ，其中 是金属摩擦副之间最普遍的一种磨损形式。 11.在一定范围内,零件的表面粗糙度值愈小,抗黏着能力愈 (填强或弱)。 12.脆性材料比塑性材料抗黏着能力 (填高或低)。 13.脆性材料比塑性材料抗黏着能力 ，表面粗糙度值越小，抗黏着能力 。 14.机械零件表面硬度越高,产生疲劳裂纹的危险性越 (填大或小)。 15.高粘度的润滑油 (填有利于或不利于)提高抗疲劳能力。 16.受化学或电化学作用，在相对运动中造成材料的损失称为 磨损。 四、简述题 1.什么是摩擦？如何降低摩擦阻力？ 2.什么是摩擦副？简述其分类。 3.为什么高速公路的路面比一般公路表面粗糙得多？ 4.机械零件的磨损大致可分为哪三个阶段? 画出磨损曲线，分析磨损三个阶段的特点。 5.从磨损机理出发,磨损可分为哪五大类？简述它们的主要影响因素。 【答案】 一、单项选择题 1. C 2. A 3. C 4．C 5. A 6. A 7. B 8.A 9. A 10. A 11.A 12.B 13.D 14.B 15.D 16.C 17.D 18.D 二、多项选择题 1. ACD 2. ABD 3. ABCD 4.BCD 三、填空题 1. 机械阻力 摩擦副 2. 磨损 3. 滑动 滚动 4. 固体 液(气)体 混合 5. 干摩擦 边界摩擦 6. 直接接触 7. 干 液(气)体 8. 磨损 磨合 稳定磨损 剧烈磨损 9. 体积 质量 厚度 10. 黏着磨损 磨粒磨损 表面疲劳磨损 腐蚀磨损 冲蚀磨损 黏着磨损 11. 强 12. 高 13. 高 越强 14. 小 15. 有利于 16. 腐蚀 四、简述题 1.答：摩擦是指两物体的接触表面阻碍它们相对运动的机械阻力。 磨擦副在直接接触时产生的摩擦称为干摩擦，摩擦因数大，磨损严重，除利用摩擦力工作的场合外，应尽量避免，可通过改善接触处的精度与润滑来降低摩擦因数。 2.答：相互摩擦的两个物体称为摩擦副。 根据摩擦副的运动状态可分为静态、临界、动态和惯性摩擦； 根据摩擦副的运动形式可分为滑动和滚动摩擦； 根据摩擦副的表面润滑状态可分为固体、液(气)体和混合摩擦,固体摩擦又分为干摩擦和边界摩擦。 3.答：摩擦系数越大摩擦力越大，就不容易因打滑而发生交通事故。高速公路上汽车的速度很快，如果不增大轮胎与地面的摩擦系数，则一旦需要刹车，汽车将无法按要求停止运动，将会造成车毁人亡的惨剧，所以为了保证安全，必须将地面做得粗糙些，保证汽车能较快地停下来。 4. 答：一个机件的磨损过程大致可分为磨合、稳定磨损和剧烈磨损三个阶段，磨损曲线如下图所示。 磨损三个阶段的特点是： ①磨合阶段：在运转初期,该阶段的磨损量较大,磨损速度较快； ②稳定磨损阶段：机件以平稳而缓慢的速度磨损,这个阶段的长短代表机件的使用寿命； ③剧烈磨损阶段：机件的表面磨损较为严重,最终导致机械零件失效,这时必须更换零件。 5. 答：从磨损机理出发,磨损可分为黏着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和冲蚀磨损。 影响黏着磨损的主要因素：① 同类运动副材料比异类材料容易黏着；② 脆性材料比塑性材料的抗黏着能力高；③ 在一定范围内，零件的表面粗糙度值越小，抗黏着能力越强。 影响磨粒磨损的主要因素：① 材料的硬度越高,耐磨性越好；② 磨粒平均尺寸越大, 磨损就越大；③ 磨损量随磨粒硬度的提高而加大。 影响疲劳磨损的主要因素：① 表面硬度越高，产生疲劳裂纹的危险性越小，提高表面质量可显著提高零件的疲劳寿命；② 高压下的润滑油能在接触区起到均化接触应力的作用，可提高抗疲劳磨损的能力；③ 若润滑油的黏度过低,则易被挤入疲劳裂纹中，使裂缝在高压下扩展,因此高黏度的润滑油有利于提高抗疲劳磨损的能力。 影响腐蚀磨损的主要因素是零件表面的氧化膜性质和环境温度。 影响冲蚀磨损的主要因素是磨粒与固体表面的摩擦系数、磨粒的冲击速度及磨粒冲击速度的方向与固体表面间的夹角(冲击角)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $