機械零部件設計中的強度與耐磨性

典 型 機 器 的 分 析 ：1.內(nèi) 燃 機活 塞 的 往 復 運 動 通 過 連 桿 變 位 曲 軸 的 連 續(xù)轉 動 ，凸 輪 和 頂 桿 用 來 啟 閉 進 氣 閥 和 排 氣 閥 ；兩 個 齒 輪 用 來 保 證 進 、 排 氣 閥 與 活 塞 之間 形 成 協(xié) 調(diào) 動 作 ，各 部 分 協(xié) 調(diào) 動 作 的 結 果 ， 就 將 燃 料 中 化學 能 轉 化 為 曲 軸 旋 轉 的 機 械 能 。該 組 合 體 稱 為 ： 曲 柄 滑 塊 機 構稱 為 ： 凸 輪 機 構 稱 為 ： 齒 輪 機 構 內(nèi) 燃 機機 器 的 種 類 繁 多 ， 結 構 、 性 能 和 用 途 等 各不 相 同 ， 但 具 有 相 同 的 基 本 特 征 。 第 2章 機 械 零 部 件 設 計 中 的 強 度 與 耐 磨 性2.1 概 述2.1 概 述 載 荷 系 數(shù) K -考 慮 各 種 附 加 載 荷 因 素 的 影 響 。名 義 載 荷 -在 理 想 的 平 穩(wěn) 工 作 條 件 下 作 用 在 零 件 上 的 載 荷 。2.2 機 械 設 計 中 的 強 度 問 題計 算 載 荷 -載 荷 系 數(shù) 與 名 義 載 荷 的 乘 積 。然 而 在 機 器 運 轉 時 ， 零 件 還 會 受 到 各 種 附 加 載 荷 ， 工 作 載 荷 難 以 確 定 ， 通 常 用 引 入2.2.1 載 荷 與 力1. 載 荷 -力 和 力 矩靜 載 荷變 載 荷 大 小 、 作 用 位 置 和 方 向 不 隨 時 間 變 化 或 隨 時 間 緩 慢 變 化 的 載 荷大 小 、 作 用 位 置 和 方 向 隨 時 間 變 化 的 載 荷工 作 載 荷 -機 器 正 常 工 作 時 所 受 的 實 際 載 荷 。工 作 情 況 系 數(shù) K A -只 考 慮 工 作 情 況 的 影 響 。FC=KF 或 TC=KT 式 中 ， F 、 T為 名 義 載 荷 ， FC 、 TC為 計 算 載 荷 niT 95550 （ N m ）原 動 機 的 額 定 功 率 為 P（ KW ） 額 定 轉 速 為 n (r/min) 作 用 在 傳 動 零 件 上 的 名 義 轉 矩 T 為式 中 ，i -從 原 動 機 到 所 計 算 零 件 之 間 的 總 傳 動 比-從 原 動 機 到 所 計 算 零 件 之 間 傳 動 鏈 的 總 效 率 2. 應 力靜 應 力變 應 力 不 隨 時 間 變 化 或 隨 時 間 緩 慢 變 化 的 應 力隨 時 間 變 化 的 應 力靜 應 力 : =常 數(shù) 變 應 力 : 隨 時 間 變 化2 minmax m平 均 應 力 : 2 minmax a應 力 幅 :最 大 應 力 :最 小 應 力 : maxmin o t =常 數(shù) max脈 動 循 環(huán) 變 應 力r =0 mTmax mina am非 對 稱 循 環(huán) 循 環(huán) 變 應 力o tmaxmin aa對 稱 循 環(huán) 變 應 力o t o t aamin靜 應 力 是 變 應 力 的 特 例靜 應 力r =-1 o t =常 數(shù)r =+1靜 應 力 maxminr靜 應 力 : =常 數(shù) a=0 , max= min= m= r =+1maxmin aa對 稱 循 環(huán) 變 應 力o t 對 稱 循 環(huán) 變 應 力 : m=0 , max=a , min= - ar =-1r =-1 max脈 動 循 環(huán) 變 應 力r =0 mo t aamin maxminr脈 動 循 環(huán) 變 應 力 : m=a , max= 2a , min= 0r =0變 應 力 的 循 環(huán) 特 性 : maxminr -脈 動 循 環(huán) 變 應 力-對 稱 循 環(huán) 變 應 力 -1= 0 +1 -靜 應 力 2.2.2 靜 應 力 作 用 下 的 強 度一 、 靜 應 力 下 的 強 度 條 件 、 - 許 用 正 應 力 ， 許 用 剪 切 應 力 lim、 lim - 極 限 正 應 力 ， 極 限 剪 切 應 力 lim limS Scaca 危 險 截 面 處 的 計 算 應 力 不 超 過 許 用 應 力caca , , limlim SS SS caca 危 險 截 面 處 的 計 算 安 全 系 數(shù) 不 超 過 許 用 安 全 系 數(shù) SS , Slim、 lim - 極 限 正 應 力 ， 極 限 剪 切 應 力 二 、 靜 應 力 下 的 許 用 應 力靜 應 力 狀 態(tài) 下 ， 零 件 的 失 效 形 式 ： 斷 裂 或 塑 性 變 形 材 料 種 類 不 同 ， 所 取 極 限 應 力 也 不 同 。塑 性 材 料 單 向 應 力 狀 態(tài) 下 ： s lim s lim，復 合 應 力 狀 態(tài) 下 ： 按 第 三 或 第 四 強 度 理 論 計 算 當 量 應 力 。 脆 性 材 料 單 向 應 力 狀 態(tài) 下 ： ，b lim b lim復 合 應 力 狀 態(tài) 下 ： 按 第 一 強 度 理 論 計 算 當 量 應 力 。 2.3 機 械 零 件 的 疲 勞 強 度2.3.1 疲 勞 斷 裂 特 征靜 應 力 狀 態(tài) 下 ， 零 件 的 失 效 形 式 ： 斷 裂 或 塑 性 變 形變 應 力 狀 態(tài) 下 ， 零 件 的 失 效 形 式 ： 疲 勞 斷 裂1、 疲 勞 斷 裂 的 過 程第 一 階 段 、 零 件 表 面 上 應 力 較 大 處 的 材 料 發(fā) 生 剪 切 滑 移 ， 產(chǎn) 生 初 始 裂 紋 形 成 疲 勞 源 （ 1個 或 數(shù) 個 ）第 二 階 段 、 裂 紋 端 部 在 切 應 力 下 發(fā) 生 反 復 塑 性 變 形 ， 裂 紋 擴 展 直 至 發(fā) 生 疲 勞 斷 裂 2、 疲 勞 斷 裂 具 有 以 下 特 征 ： 1) 疲 勞 斷 裂 的 最 大 應 力 遠 比 靜 應 力 下 材 料 的 強 度 極 限 低 ， 甚 至 比 屈 服 極 限 低 ; 2) 疲 勞 斷 口 均 表 現(xiàn) 為 無 明 顯 塑 性 變 形 的 脆 性 突 然 斷 裂 ;3) 疲 勞 斷 裂 是 微 觀 損 傷 積 累 到 一 定 程 度 的 結 果 。 它 的 初 期 現(xiàn) 象 是 在 零 件 表 面 或 表 層 形 成 微 裂 紋 ， 這 種 微 裂 紋 隨 著 應 力 循 環(huán) 次 數(shù) 的 增 加 而 逐 漸 擴 展 ， 直至 余 下 的 未 斷 裂 的 截 面 積 不 足 以 承 受 外 載 荷 時 ， 就 突 然 斷 裂 。 疲 勞 斷 裂 不 同 于 一 般 靜 力 斷 裂 ， 它 是 損傷 到 一 定 程 度 后 ， 即 裂 紋 擴 展 到 一 定 程 度 后 ， 才 發(fā) 生 的 突 然 斷 裂 。 所 以 疲 勞 斷 裂 是 與 應 力 循 環(huán) 次 數(shù)(即 使 用 期 限 或 壽 命 )有 關 的 斷 裂 。 不 管 脆 性 材 料 或 塑 性 材 料 ， 3、 疲 勞 斷 裂 截 面由 光 滑 的 疲 勞 發(fā) 展 區(qū)和 粗 糙 的 脆 性 斷 裂 區(qū) 組 成 2.3.2 疲 勞 極 限一 、 兩 個 概 念1） 材 料 的 疲 勞 極 限 ： 對 任 意 給 定 的 應 力 循 環(huán) 特 性 ， 當 應 力 循 環(huán) N 次 后 ， 材 料 不 發(fā) 生 疲 勞 破 壞 、 時 所 能 承 受 的 最 大 應 力 。 （ 變 應 力 的 大 小 可 按 其 最 大 應 力 進 行 比 較 ） rN max )( maxr2） 疲 勞 壽 命 N： 材 料 疲 勞 失 效 前 所 經(jīng) 歷 的 應 力 循 環(huán) 次 數(shù) 。 不 同 或 N 不 同 時 ， 疲 勞 極 限 則 不 同 。 在 疲 勞 強 度 計 算 中 ， 取 。 rNrNlimr 二 、 疲 勞 曲 線 （ - N 曲 線 ） 是 在 循 環(huán) 特 性 一 定 時 ， 表 示 循 環(huán) 次 數(shù) N（ lgN） 與 疲勞 極 限 (lg )之 間 關 系 的 曲 線 。 rrN rN1. 第 一 類 金 屬 材 料 的 疲 勞 曲 線 （ 如 圖 所 示 ： ） N 疲 勞 曲 線o N0N BA r310rN N有 限 壽 命 區(qū) 無 限 壽 命 區(qū) N 疲 勞 曲 線o Nlg0N BA rlgrNlg 有 限 壽 命 區(qū) 無 限 壽 命 區(qū)大 多 數(shù) 黑 色 金 屬 及 其 合 金 ， 當 N N 0 時 ， 疲 勞 曲 線 呈 現(xiàn) 為 水 平 直 線 。 可 以 看 出 ： 隨 N 的增 大 而 減 小 。 但 是 當 N 超 過某 一 循 環(huán) 次 數(shù) N0 時 ， 曲 線 趨 于 水 平 。 即 不 再 隨 N的 增 大 而 減 小 。 rNrN典 型 的 疲 勞 曲 線 如 圖 所 示 ： N 疲 勞 曲 線o N0N BA r310rN N有 限 壽 命 區(qū) 無 限 壽 命 區(qū) 典 型 的 疲 勞 曲 線 如 圖 所 示 ： N0 - 應 力 循 環(huán) 基 數(shù) 。以 N0 為 界 ， 曲 線 分 為 兩 個 區(qū) ： 1） 無 限 壽 命 區(qū) ：當 N N0 時 ， 曲 線 為 水 平 直 線 ，對 應 的 疲 勞 極 限 是 一 個 定 值 ， 用 表 示 。 它 是 表 征 材 料 疲 勞 強 度 的 重要 指 標 ， 是 疲 勞 設 計 的 基 本 依 據(jù) 。 N 疲 勞 曲 線o N0N BA rN N有 限 壽 命 區(qū) 無 限 壽 命 區(qū) r 可 以 認 為 ： 當 材 料 受 到 的 應 力 不 超 過 時 ， 則 可 以 經(jīng) 受 無 限 次 的 應 力 循 環(huán) 而 不 疲 勞 破 壞 。 壽 命 是 無 限 的 。 r 疲 勞 極 限 與 曲 線 的 兩 個 區(qū) 相 對 應 ， 疲 勞 設 計 分 為 ： 設 計 中 常 用 的 是 疲 勞 曲 線 上 的 AB 段 ， 其 方 程 為 ：2） 有 限 壽 命 區(qū) ： 非 水 平 段 （ N N0）的 疲 勞 極 限 稱 為 條 件 疲 勞 極 限 ， 用 表 示 。 當 材 料 受 到 的 工 作 應力 超 過 時 ， 在 疲 勞 破 壞 之 前 ， 只能 經(jīng) 受 有 限 次 的 應 力 循 環(huán) 。 壽 命是 有 限 的 。 rN r2） 有 限 壽 命 設 計 ： N N0 時 的 設 計 。 取 。 lim rN1） 無 限 壽 命 設 計 ： N N0 時 的 設 計 。 取 。 lim r（ 常 數(shù) ） 稱 為 疲 勞 曲 線 方 程CNmrN N 疲 勞 曲 線o N0N BA r310rN N有 限 壽 命 區(qū) 無 限 壽 命 區(qū) 顯 然 ， B點 的 坐 標 滿 足 AB的 方 程 ， 即 0m CN ， 代 入 上 式 得 ：CNN mrmrN 0則 rNrmrN kNN 0式 中 ： C 試 驗 常 數(shù) ；m 特 性 系 數(shù) ， 與 材 料 性 能 和 應 力 狀 態(tài) 有 關 。 對 應 于 的 疲 勞 極 限 ， 材 料 的 疲 勞 極 限 。0NrN 0 -應 力 循 環(huán) 基 數(shù) ， 隨 材 料 不 同 而 不 同 。 通 常 HBS 350 的 鋼 ， N0 1 107 HBS 350 的 鋼 ， N0 25 107 壽 命 系 數(shù) ； N N0時 ， kN=1mN NNk 0 注 ： 1） 計 算 時 ， 如 N ， 則 取 N 。Nk 0N 0N 2） 工 程 中 常 用 的 是 對 稱 循 環(huán) 變 應 力 （ =-1） 下 的 疲 勞 極 限 ， 計 算 時 ， 只 須 把 和 換 成 和 即 可 。r rN 1 N1r3） 對 于 受 切 應 力 的 情 況 ， 則 只 需 將 各 式 中 的 換 成 即 可 。 4） 當 N （ ） 時 ， 因 N 較 小 ， 可 按 靜 強 度 計 算 。 310 410 2. 第 二 類 金 屬 材 料 的 疲 勞 曲 線 （ 如 圖 所 示 ： ）有 色 金 屬 及 高 硬 度 合 金 鋼 ， 無 論 N 多 大 ， 疲 勞 曲 線 也 不 存 在 水 平 直 線 。公 式 與 前 面 有 限 壽 命 段 相 同 N 疲 勞 曲 線o NrN CNN mrmrN 0 2.3.3 疲 勞 極 限 應 力 圖 極 限 應 力 圖am 是 在 疲 勞 壽 命 N 一 定 時 ， 表 示 疲 勞 極 限 與 之 間 關 系 的 線 圖 。 rN r疲 勞 壽 命 為 （ 無 限 壽 命 ）時 的 極 限 應 力 圖 如右 圖 所 示 。 am 0N 45 1,0 A )2,2( 00 B 0,bC a mo 無 限 壽 命極 限 應 力 線ma材 料 相 同 ， r 不 同 時 ， 也 不 同 ， 可 用 疲 勞 極 限 應 力 圖 表 示 。r疲 勞 極 限 應 力 圖 也 稱 為 等 壽 命 疲 勞 曲 線 ， 為 二 次 曲 線 。 a mE 45 0, sS 極 限 應 力 線 上 的 點 稱 為 極 限 應 力 點 。 三 個 特 殊 點 A、 B、 C 分 別為 對 稱 循 環(huán) 、 脈 動 循 環(huán) 、 以 及 靜 應 力 下 的 極 限 應 力 點 。 極 限 應 力 線 上 的 每 個 點 ， 都 表 示 了 某 個 r下 的 極 限 應 力 。 ram rrr 疲 勞 強 度 線o rmar 屈 服 強 度 線 )( arm sr 0,bC 1,0 A 45 )2,2( 00 B-1r+1且 r0（ 非 對 稱 循 環(huán) 變 應 力 ） 可 根 據(jù) 簡 化 疲 勞 極 限 應 力 圖 直 接 求 得 a mE 45 0, sS 疲 勞 失 效 區(qū)o rmar 塑 性 失 效 區(qū) )( arm sr 0,bC 1,0 A 45 )2,2( 00 B AE段 ， 任 一 點 的 極 限 應 力 為 ：ES段 ， 任 一 點 的 極 限 應 力 為 ：rarmr rarms rrm ra - 循 環(huán) 特 性 r 時 的 疲 勞 極 限- 循 環(huán) 特 性 r 時 的 極 限 平 均 應 力- 循 環(huán) 特 性 r 時 的 極 限 應 力 幅 2.3.4 影 響 零 件 疲 勞 強 度 的 主 要 因 素 前 邊 提 到 的 各 疲 勞 極 限 ， 實 際 上 是 材 料 的 力 學 性 能 指 標 ， 是 用試 件 通 過 試 驗 測 出 的 。 而 實 際 中 的 各 機 械 零 件 與 標 準 試 件 ， 在 形 體 、 面 質(zhì) 量 以 及 絕對 尺 寸 等 方 面 往 往 是 有 差 異 的 。 因 此 實 際 機 械 零 件 的 疲 勞 強 度 與 用試 件 測 出 的 疲 勞 強 度 必 然 有 所 不 同 。 影 響 零 件 疲 勞 強 度 的 主 要 因 素 有 以 下 三 個 ： 一 、 應 力 集 中 的 影 響 應 力 集 中 在 零 件 剖 面 的 幾 何 形 狀 突 然 變 化 之 處 ， 局 部 應 力 遠 大 于 名 義 應 力 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 應 力 集 中 。 機 械 零 件 上 的 應 力 集 中 會 加 快 疲 勞 裂 紋 的 形 成 和 擴 展 。 從 而 導致 零 件 的 疲 勞 強 度 下 降 。 用 應 力 集 中 系 數(shù) 、 （ 也 稱 疲 勞 缺 口 系 數(shù) ） 計 入 應 力 集中 的 影 響 。 K K理 論 應 力 集 中 系 數(shù) 無 法 直 接 判 斷 零 件 疲 勞 強 度 降 低 的 程 度 。同 時 ， 零 件 材 料 對 應 力 集 中 的 敏 感 程 度 不 同 。有 效 應 力 集 中 系 數(shù) 表 示 零 件 疲 勞 強 度 降 低 的 程 度 。K kK )/( 11 式 中 ： 1 k)( 1 無 應 力 集 中 試 樣 的 疲 勞 極 限 受 到 對 稱 循 環(huán) 變 應 力 的 作 用 有 應 力 集 中 試 樣 的 疲 勞 極 限-1 注 ： 當 同 一 剖 面 上 同 時 有 幾 個 應 力 集 中 源 時 ， 應 采用 其 中 最 大 的 應 力 集 中 系 數(shù) 進 行 計 算 。 二 、 絕 對 尺 寸 的 影 響零 件 的 尺 寸 越 大 ， 在 各 種 冷 、 熱 加 工 中 出 現(xiàn) 缺 陷 ， 產(chǎn) 生 微 觀 裂 紋 等疲 勞 源 的 可 能 性 （ 機 會 ） 增 大 。 從 而 使 零 件 的 疲 勞 強 度 降 低 。 用 絕 對 尺 寸 系 數(shù) 、 ， 計 入 截 面 絕 對 尺 寸 對 零 件 疲 勞 極 限 的影 響 。 0)/()( 11 dd 式 中 ： d)( 1 0)( 1 d 直 徑 為 d 的 試 樣 的 疲 勞 極 限 受 到 對 稱 循 環(huán) 變 應 力 的 作 用 直 徑 為 d0 的 試 樣 的 疲 勞 極 限 d0 =6 10mm-1 三 、 表 面 狀 態(tài) 的 影 響 表 面 狀 態(tài) ： 是 指 表 面 粗 糙 度 及 其 表 面 處 理 。其 他 條 件 相 同 時 ，表 面 越 光 滑 （ 粗 糙 度 值 越 小 ） ， 疲 勞 強 度 越 高 。表 面 強 化 （ 滲 碳 、 表 面 淬 火 、 表 面 滾 壓 、 噴 丸 等 ） 可 顯 著 提 高 零 件 的 疲 勞 強 度 。 用 表 面 狀 態(tài) 系 數(shù) 計 入 表 面 狀 態(tài) 的 影 響 。 0)/()( 11 式 中 ： )( 1 0)( 1 某 種 表 面 狀 態(tài) 下 試 樣 的 疲 勞 極 限 受 到 對 稱 循 環(huán) 變 應 力 的 作 用 精 拋 光 （ 未 強 化 處 理 ） 的 試 樣 的 疲 勞 極 限-1 綜 合 影 響 系 數(shù) 在 計 算 中 ， 上 述 三 個 系 數(shù) 都 只 計 在 應 力 幅 上 ， 故 可 將 三 個 系 數(shù) 組 成 一 個 綜 合 影 響 系 數(shù) ： KK D )( rD KK )(或 試 驗 證 明 ： 應 力 集 中 、 尺 寸 和 表 面 狀 態(tài) 都 只 對 應 力 幅 有 影 響 ，而 對 平 均 應 力 沒 有 明 顯 的 影 響 。 （ 即 對 靜 應 力 沒 有 影 響 ） am 計 算 時 ， 只 要 用 綜 合 影 響 系 數(shù) 對 零 件 的 工 作 應 力 幅修 正 即 可 。其 余 公 式 見 課 本 P 25 2.3.5 穩(wěn) 定 變 應 力 狀 態(tài) 下 零 件 疲 勞 強 度 的 計 算穩(wěn) 定 變 應 力 和 非 穩(wěn) 定 變 應 力1.穩(wěn) 定 變 應 力 - 循 環(huán) 中 平 均 應 力 、 應 力 幅 和 周 期 都 不 隨 時 間 變 化 的 變 應 力 。2.非 穩(wěn) 定 變 應 力 -上 述 參 數(shù) 之 一 若 隨 時 間 變 化 則 稱 作 非 穩(wěn) 定 變 應 力 。 maT 穩(wěn) 定 變 應 力 規(guī) 律 性 不 穩(wěn) 定 變 應 力隨 機 性 不 穩(wěn) 定 變 應 力 1. 許 用 應 力 法2.3.5 穩(wěn) 定 變 應 力 狀 態(tài) 下 零 件 疲 勞 強 度 的 計 算 S 11max aa 式 中 ： max 1 零 件 在 危 險 點 處 的 最 大 工 作 應 力 零 件 受 到 對 稱 循 環(huán) 變 應 力 的 作 用 零 件 在 對 稱 循 環(huán) 下 的 許 用 應 力-1S 安 全 系 數(shù) 零 件 受 對 稱 循 環(huán) 變 應 力 作 用 ：零 件 受 非 對 稱 循 環(huán) 變 應 力 作 用 ： a a 零 件 所 受 的 最 大 工 作 應 力 幅 零 件 的 許 用 應 力 幅 要 用 降 低 了 的 許 用 應 力 值 1. 許 用 應 力 法2.3.5 穩(wěn) 定 變 應 力 狀 態(tài) 下 零 件 疲 勞 強 度 的 計 算2. 安 全 系 數(shù) 法 零 件 危 險 點 處 的 最 大 工 作 應 力 應 小 于 或 等 于 零 件 的 許 用 應 力零 件 危 險 截 面 處 的 安 全 系 數(shù) 應 大 于 或 等 于 零 件 的 許 用 安 全 系 數(shù)SS 零 件 危 險 截 面 處 的 安 全 系 數(shù) 零 件 的 許 用 安 全 系 數(shù) S S安 全 系 數(shù) 表 示 的 強 度 約 束 條 件 見 課 本 P26 2.3.6 復 合 應 力 狀 態(tài) 下 安 全 系 數(shù) 的 強 度 約 束 條 件零 件 在 對 稱 循 環(huán) 彎 扭 復 合 應 力 狀 態(tài) 下 ： 22 SS SSS 零 件 在 非 對 稱 循 環(huán) 彎 扭 復 合 應 力 狀 態(tài) 下 ：的 計 算 公 式 不 同 ， 見 課 本 P26 SS , 2.4 機 械 零 件 的 表 面 接 觸 強 度 若 兩 個 零 件 在 受 載 前 是 點 接 觸 或 線 接 觸 。 受 載 后 由于 變 形 ， 其 接 觸 處 為 一 小 面 積 ， 通 常 此 面 積 甚 小 而 表層 產(chǎn) 生 的 局 部 應 力 卻 很 大 ， 這 種 應 力 稱 為 接 觸 應 力 。這 時 零 件 強 度 稱 為 接 觸 強 度 。如 :齒 輪 、 凸 輪 、 滾 動 軸 承 等 。失 效 形 式 常 表 現(xiàn) 為 ： 疲 勞 點 蝕后 果 ： 減 少 了 接 觸 面 積 、 損 壞 了 零 件 的 光 滑 表 面 、 降低 了 承 載 能 力 、 引 起 振 動 和 噪 音 。屬 于 變 應 力 作 用 下 的 接 觸 疲 勞 破 壞 初 始 疲 勞 裂 紋初 始 疲 勞 裂 紋 機 械 零 件 的 接 觸 應 力 通 常 是 隨 時 間 作 周 期 性 變 化 的 ， 在 載 荷重 復 作 用 下 ， 首 先 在 表 層 內(nèi) 約 15 20m處 產(chǎn) 生 初 始 疲 勞 裂 紋 ，然 后 裂 紋 逐 漸 擴 展 (潤 滑 油 被 擠 進 裂 紋 中 將 產(chǎn) 生 高 壓 ， 使 裂 紋 加 快擴 展 ， 終 于 使 表 層 金 屬 呈 小 片 狀 剝 落 下 來 ， 而 在 零 件 表 面 形 成 一些 小 坑 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 渡 勞 點 蝕 。 發(fā) 生 疲 勞 點 蝕 后 ， 減 小 了 接 觸面 積 ， 損 壞 了 零 件 的 光 滑 表 面 ， 因 而 也 降 低 了 承 載 能 力 。裂 紋 的 擴 展 與 斷 裂 油金 屬 剝 落 出 現(xiàn) 小 坑 由 彈 性 力 學 可 知 ， 應 力 為 ：2 221 21 21 11 11 EEbFnH “+”用 于 外 接 觸 ，“ -”用 于 內(nèi) 接 觸 。 H H 2 b1 1 Fn b2 H H Fn（ MPa）b -接 觸 長 度 ;F n -作 用 在 圓 柱 體 上 的 載 荷 ; E1, E2 兩 圓 柱 體 材 料 的 彈 性 模 量1,2兩 圓 柱 體 的 泊 松 比 H -最 大 接 觸 應 力接 觸 疲 勞 強 度 的 判 定 條 件 為 ： HHHHH S lim, 而2 221 21 21 11 11 EEbFnH 材 料 的 許 用 接 觸 應 力 H limH 材 料 的 接 觸 疲 勞 極 限HS 接 觸 疲 勞 安 全 系 數(shù) 2.5 機 械 設 計 中 的 摩 擦 、 磨 損 與 潤 滑2.5.1 摩 擦2.5.2 磨 損2.5.3 潤 滑2.5.4 流 體 動 力 潤 滑 的 基 本 原 理引 言 引 言引 言 摩 擦 現(xiàn) 象 是 自 然 界 中 普 遍 存 在 的 物 理 現(xiàn) 象 。 對 于 機 器 來 講 ， 摩擦 會 使 效 率 降 低 ， 溫 度 升 高 ， 表 面 磨 損 。 過 大 的 磨 損 會 使 機 器 喪 失應 有 的 精 度 ， 進 而 產(chǎn) 生 振 動 和 噪 音 ， 縮 短 使 用 壽 命 。 世 界 上 使 用 的 能 源 大 約 有 1/31/2 消 耗 于 摩 擦 。 如 果 能 夠 盡 力減 少 無 用 的 摩 擦 消 耗 ， 便 可 大 量 節(jié) 省 能 源 。 機 械 產(chǎn) 品 的 易 損 零 件 大 部 分 是 由 于 磨 損 超 過 限 度 而 報 廢 。 潤 滑 是 減 小 摩 擦 、 減 小 磨 損 、 提 高 機 械 效 率 的 最 常 用 最 有 效 方 法 。 關 于 摩 擦 、 磨 損 與 潤 滑 的 學 科 構 成 了 摩 擦 學 。 本 章 主 要 介 紹 有 關 摩 擦 、 磨 損 和 潤 滑 的 一 些 基 礎 知 識 。 2.5.1 摩 擦 2.5.1 摩 擦1、 摩 擦 的 定 義 和 分 類一 、 定 義 : 兩 個 接 觸 表 面 作 相 對 運 動 或 有 相 對 運 動 的 趨 勢 時 ， 將 會產(chǎn) 生 阻 止 其 相 對 運 動 的 現(xiàn) 象 ， 這 種 現(xiàn) 象 就 稱 為 摩 擦 。 可 用 摩 擦 系 數(shù) 衡 量 其 大 小二 、 分 類 ：內(nèi) 摩 擦外 摩 擦 按 摩 擦 副 的 運 動 狀 態(tài) 靜 摩 擦動 摩 擦 按 摩 擦 副 的 運 動 形 式 滑 動 摩 擦滾 動 摩 擦 按 表 面 潤 滑 狀 態(tài) 不 同 干 摩 擦流 體 摩 擦混 合 摩 擦邊 界 摩 擦 摩 擦 2摩 擦三 、 滑 動 摩 擦 的 四 種 摩 擦 狀 態(tài) 1） 干 摩 擦 ：是 指 表 面 間 無 任 何 潤 滑 劑 或 保 護 膜 ， 表 面金 屬 直 接 接 觸 時 的 摩 擦 。 2） 邊 界 摩 擦 ：是 指 兩 摩 擦 面 被 吸 附 在 表 面 的 邊 界 膜 隔開 ， 摩 擦 性 質(zhì) 取 決 于 邊 界 膜 和 表 面 吸 附性 能 的 摩 擦 。 其 摩 擦 阻 力 最 大 ， 磨 損 最 嚴 重 。 摩 擦 3摩 擦 潤 滑 劑 中 的 極 性 分 子 與 金 屬 表 面 相 互 吸 引 ， 形 成 定 向 排 列 的 分 子 柵 ， 稱 為物 理 吸 附 膜 。 潤 滑 油 靠 物 理 吸 附 形 成 邊 界 膜 的 能 力 ， 稱 為 油 性 。 潤 滑 劑 中 的 活 性 分 子 靠 離 子 鍵 吸 附 在 金 屬 表 面 上 形 成 的 吸 附 膜 ， 稱 為 化 學吸 附 膜 。 吸 附 膜反 應 膜邊 界 膜 分 為 ： 物 理 吸 附 膜化 學 吸 附 膜 在 潤 滑 劑 中 添 加 入 硫 、 磷 、 氯 等 元 素 ， 它 們 與 表 面 金 屬 發(fā) 生 化學 反 應 生 成 的 邊 界 膜 ， 稱 為 反 應 膜 。 邊 界 摩 擦 靠 邊 界 膜 起 潤 滑 作 用 ， 邊 界 膜 的 類 型 如 下 ： 能 生 成 反 應 膜 的 潤 滑 油 稱 為 極 壓 油 。 注 ： 溫 度 對 邊 界 膜 的 影 響 很 大 。 溫 度 越 高 ， 邊 界 膜 越 容 易 破 壞 。 反 應 膜 在 高 溫 下 破 裂 后 ， 能 生 成 新 的 化 合 物 ， 形 成 新 的 反 應 膜 ，這 種 能 力 稱 為 極 壓 性 。 摩 擦 4 摩 擦 ） 流 體 摩 擦 ： 是 指 摩 擦 表 面 完 全被 流 體 膜 隔 開 ， 摩 擦 性 質(zhì) 取 決 于 流 體內(nèi) 部 分 子 間 粘 性 阻 力 的 摩 擦 。 其 摩 擦 系 數(shù) 最 小 ， 且 不 會 產(chǎn) 生磨 損 ， 是 理 想 的 摩 擦 狀 態(tài) 。 邊 界 摩 擦 和 混 合 摩 擦 在 工 程 實 際 中 很難 區(qū) 分 ， 常 統(tǒng) 稱 為 邊 界 摩 擦 。4） 混 合 摩 擦 ： 是 指 摩 擦 表 面 間 處 于干 摩 擦 ， 邊 界 摩 擦 和 流 體 摩 擦 的 混 合 狀態(tài) 。 混 合 摩 擦 能 有 效 降 低 摩 擦 阻 力 ， 其 摩擦 系 數(shù) 比 邊 界 摩 擦 時 要 小 得 多 。 2、 影 響 摩 擦 的 主 要 因 素摩 擦 是 個 很 復 雜 的 現(xiàn) 象 ， 其 大 小 余 摩 擦 副 材 料 的 表 面 性 質(zhì) 、 表 面 形狀 、 周 圍 介 質(zhì) 、 環(huán) 境 溫 度 、 實 際 工 作 條 件 等 有 關 。 金 屬 的 表 面 膜大 氣 中 自 然 生 成 強 度 相 當 高 的 氧 化 膜 或 其 他 污 染 膜 。 人 為 在 金 屬 表 面 上 形 成一 層 很 薄 的 膜 ， 氧 化 膜 、 硫 化 膜 摩 擦 副 的 材 料 性 質(zhì) 摩 擦 副 的 表 面 粗 糙 度互 溶 性 較 大 的 金 屬 摩 擦 副 ， 表 面 易 黏 著 ， 摩 擦 系 數(shù) 較 大 ；反 之 ， 較 小 。摩 擦 副 塑 性 接 觸 ， 干 摩 擦 系 數(shù) 為 一 定 值 ， 不 受 表 面 粗 糙 度 的 影 響 。 彈 性 或 彈 塑 性 接 觸 ， 干 摩 擦 狀 態(tài) 時 ： 粗 糙 度 數(shù) 值 ， 干 摩 系 數(shù) ； 混 合 摩 擦 狀 態(tài) 時 ： 粗 糙 度 數(shù) 值 ， 摩 擦 系 數(shù) 。 （ 摩 擦 副 間 加 入 潤 滑 油 ） （ 潤 滑 油 覆 蓋 面 積 越 大 ） 摩 擦 摩 擦 表 面 間 的 潤 滑 情 況一 般 情 況 下 ：干 摩 擦 摩 擦 系 數(shù) 最 大 f 0.1;邊 界 摩 擦 與 混 合 摩 擦 摩 擦 系 數(shù) 次 之 f =0.01 0.1；流 體 摩 擦 和 油 潤 滑 時 摩 擦 系 數(shù) 最 小 f =0.001 0.008。加 入 潤 滑 油 會 大 大 降 低 摩 擦 系 數(shù) 。但 潤 滑 情 況 摩 擦 狀 態(tài) 不 同 時 ， f 大 小 不 同 。 摩 擦 的 約 束 性 質(zhì)兩 方 面 的 性 質(zhì) ：有 利 的 一 面 ， 可 以 加 以 利 用 ； 利 用 摩 擦 傳 動 ， 如 :帶 傳 動 ， 摩 擦 離 合 器 、 制 動 器 ， 車 輛 行 駛 ； 利 用 摩 擦 引 起 的 自 鎖 ， 如 ： 螺 紋 連 接 有 害 的 一 面 、 摩 擦 會 帶 來 能 量 損 耗 ， 降 低 效 率 ， 發(fā) 熱 ， 引 起 振 動 噪 聲 等 。 對 應 地 ， 設 計 中 的 摩 擦 約 束 條 件 也 有 兩 方 面 ：需 要 利 用 摩 擦 時 ，約 束 條 件 為 ： 摩 擦 （ 摩 擦 力 ， 摩 擦 力 矩 ） 必 須 足 夠 大 ， 以 保 證 工 作 的 可 靠 性 。當 摩 擦 有 害 時 ， 盡 量 減 小 摩 擦 。約 束 條 件 為 ： 摩 擦 系 數(shù) 不 超 過 許 用 值 溫 升 不 超 過 許 用 值 效 率 不 低 于 許 用 值 摩 擦 能 耗 不 超 過 許 用 值 定 義 ： 磨 損 主 要 是 運 動 副 相 對 運 動 產(chǎn) 生 摩 擦 導 致 零 件 表 面 材 料的 逐 漸 消 失 或 損 失 的 現(xiàn) 象 。 磨 損 會 影 響 機 器 的 效 率 ， 降 低 工 作 的 可靠 性 ， 促 使 機 器 提 前 報 廢 。2.5.2磨 損 2.5.2 磨 損1、 磨 損 的 定 義 和 分 類分 類 ：按 磨 損 結 果 分 類按 磨 損 機 理 分 類 點 蝕 磨 損膠 合 磨 損擦 傷 磨 損磨 粒 磨 損表 面 接 觸 疲 勞 磨 損腐 蝕 磨 損黏 附 磨 損 磨 損 2二 、 磨 損 的 類 型 磨 損 按 磨 損 的 機 理 不 同 ， 機 械 零 件 的 磨 損 大 體 分 為 四 種 基 本 類 型 ： 1） 粘 著 磨 損 也 稱 膠 合 2） 疲 勞 磨 損 即 疲 勞 點 蝕 3） 磨 粒 磨 損 也 稱 磨 料 磨 損 ， 摩 擦 表 面 的 微 觀 凸 峰 粘 在 一 起 后 ， 在 相 對 運 動 中 ， 材 料 從 一 個 表面 遷 移 到 另 一 個 表 面 ， 便 形 成 粘 著 磨 損 。 是 外 界 的 硬 顆 粒 或 粗 糙 的 硬 表 面 在 相 對 運 動 中 ， 對 摩 擦 表 面 的 擦 傷 所 引 起 的 磨 損 。 是 高 副 （ 點 、 線 接 觸 ） 機 械 零 件 的 常 件 磨 損 形 式 。 摩 擦 表 面 在 摩 擦 過 程 中 ， 伴 隨 有 表 面 材 料 被 腐 蝕 的 現(xiàn) 象 ， 這 種情 況 下 產(chǎn) 生 的 磨 損 即 為 腐 蝕 磨 損 。 除 了 上 述 四 種 基 本 磨 損 類 型 以 外 ， 還 有 侵 蝕 磨 損 、 微 動 磨 損 等其 他 形 式 ， 由 于 時 間 關 系 ， 不 多 講 。4） 腐 蝕 磨 損 一 個 機 械 零 件 的 磨 損過 程 大 體 可 分 為 三 個 階 段 ：1） 跑 合 磨 損 階 段 跑 合 ：是 指 新 零 件 在 運 轉 初 期 的 磨損 。 2、 磨 損 的 過 程 新 的 摩 擦 副 表 面 比 較 粗 糙 ， 真 實 微 觀 接 觸 面 積 比 較 小 ， 壓 強 大 ， 因此 運 轉 初 期 的 磨 損 比 較 快 。但 是 ， 磨 損 以 后 表 面 的 微 觀 凸 峰 降 低 ， 接 觸 面 積 增 大 ， 壓 強 減 小 ， 磨損 的 速 度 逐 漸 減 慢 。 時 間 tO 跑 合磨 損階 段 穩(wěn) 定 磨 損階 段 劇 烈 磨 損階 段a b c磨損量q 磨 損 12） 穩(wěn) 定 磨 損 階 段 這 個 階 段 屬 于 零 件 的 正常 工 作 階 段 ， 磨 損 率 穩(wěn) 定 且較 低 。 這 一 階 段 的 長 短 直 接影 響 機 器 的 壽 命 。 3） 劇 烈 磨 損 階 段 零 件 經(jīng) 長 時 間 工 作 磨 損 以后 ， 表 面 精 度 下 降 ， 效 率 降 低 ，溫 度 升 高 ， 沖 擊 振 動 加 大 ， 導致 磨 損 加 劇 ， 最 終 導 致 零 件 報廢 。 磨 損注 ： 應 該 力 求 縮 短 跑 合 期 ， 延 長 穩(wěn) 定 磨 損 期 ， 推 遲劇 烈 磨 損 的 到 來 。 時 間 tO 跑 合磨 損階 段 穩(wěn) 定 磨 損階 段 劇 烈 磨 損階 段a b c磨損量q 磨 損 3 磨 損3、 影 響 磨 損 的 因 素 也 具 有 二 重 性 。有 利 ： 磨 合 ， 磨 削 ；有 害 ： 降 低 精 度 、 可 靠 性 、 壽 命 。4、 減 小 磨 損 的 措 施（ 1） 合 理 選 擇 摩 擦 副 材 料 黏 著 磨 損 為 主 時 ： 選 互 材 料 硬 度 溶 性 小 的 材 料 ；磨 粒 磨 損 ： 選 硬 度 高 的 材 料 或 提 高 材 料 硬 度 ；疲 勞 磨 損 ： 選 硬 度 高 的 材 料 并 減 少 非 金 屬 夾 雜 物 。 （ 2） 進 行 有 效 的 潤 滑潤 滑 是 減 小 摩 擦 、 減 小 磨 損 的 最 有 效 的 方 法 。 正 確 選 用 潤 滑 劑 ， 使摩 擦 表 面 處 于 液 體 摩 擦 ， 混 合 摩 擦 狀 態(tài) 下 4、 減 小 磨 損 的 措 施（ 1） 合 理 選 擇 摩 擦 副 材 料 （ 3） 進 行 適 當 表 面 處 理 （ 4） 改 進 結 構 ， 提 高 加 工 裝 配 精 度（ 5） 正 確 使 用 、 維 護 與 保 養(yǎng) 。 （ 2） 進 行 有 效 的 潤 滑 2.5.3潤 滑 2.5.3 潤 滑潤 滑 ：是 指 在 兩 個 摩 擦 表 面 之 間 加 入 潤 滑 劑 ， 以 減 小 摩 擦 和 磨 損 。 此 外 ， 潤 滑 還 可 起 到 散 熱 降 溫 ， 防 銹 、 密 封 防 塵 ， 緩 沖 吸 振 等 作 用 。 一 、 潤 滑 的 分 類 1） 流 體 動 力 潤 滑 ： 靠 兩 摩 擦 表 面 的 相 對 運 動 建 立 壓 力 油 膜 （ 稱 為 動 壓 油 膜 ） ， 兩 表 面 被 壓 力 油 膜 完 全 分 開 ， 實 現(xiàn) 流 體 潤 滑 。 2） 流 體 靜 力 潤 滑 ： 兩 摩 擦 表 面 被 外 部 供 油 裝 備 輸 入 的 壓 力 油 完 全 分 開 ， 強 迫 形 成 壓 力 油 膜 ， 實 現(xiàn) 流 體 潤 滑 。 3） 彈 性 流 體 動 力 潤 滑 ： 是 指 理 論 上 為 點 、 線 接 觸 的 摩 擦 副 ， 在 考 慮 表 面 的 彈 性 變 形 等 因 素 的 基 礎 上 建 立 的 流 體 動 力 潤 滑 。4） 邊 界 潤 滑 和 混 合 潤 滑 （ 即 邊 界 摩 擦 和 混 合 摩 擦 ） 。 潤 滑 劑二 、 潤 滑 劑 潤 滑石 墨 、 二 硫 化 鉬 、 聚 四 氟 乙 烯 等 。凡 是 能 減 小 摩 擦 阻 力 ， 減 小 磨 損 的 物 質(zhì) 都 可 作 為 潤 滑 劑 。1 潤 滑 劑 的 分 類1） 液 體 潤 滑 劑 ： 主 要 有 ： 動 植 物 油 、 礦 物 油 、 水 、 液 態(tài) 金 屬 等 。2） 潤 滑 脂 ：注 ： 潤 滑 油 和 潤 滑 脂 在 實 際 中 應 用 最 廣 。俗 稱 黃 油 。 由 潤 滑 油 +稠 化 劑 混 合 而 成 。 潤 滑 脂 的 主 要 性 能 指 標 是 ： 錐 入 度 ， 反 映 其 稠 度 大 小 。 滴 點 ， 決 定 工 作 溫 度 。3) 固 體 潤 滑 劑 ：4） 氣 體 潤 滑 劑 ： 如 空 氣 、 氮 氣 、 二 氧 化 碳 等 。 潤 滑 油 的 主 要 性 質(zhì) 潤 滑2 潤 滑 油 的 主 要 性 質(zhì)1） 油 性 ： 是 潤 滑 油 吸 附 于 摩 擦 表 面 形 成 邊 界 膜 的 能 力 。 油 性 越 好 ， 吸 附 能 力 就 越 強 。2） 粘 度 ： 是 表 示 油 液 內(nèi) 部 相 對 運 動 時 產(chǎn) 生 內(nèi) 摩 擦 阻 力 大 小 的 性 能 指 標 。 （ 粘 度 是 選 擇 潤 滑 油 的 主 要 依 據(jù) ） 。下 面 分 析 粘 度 的 物 理 意 義 ： duy udyO xy AB 兩 個 平 行 的 平 板 之 間 充 滿潤 滑 油 ， B板 靜 止 ， A板 以 速 度 運 動 ， 各 油 層 的 速 度 呈 直 線 分 布 。 相 鄰 油 層 之 間 有 相 對 運動 ， 會 產(chǎn) 生 內(nèi) 摩 擦 阻 力 。 粘 度 潤 滑研 究 表 明 ： 油 液 內(nèi) 摩 擦 切 應 力 與 速 度 梯 度 成 正 比 。 dydu即 dydu式 中 ： 即 為 潤 滑 油 的 動 力 粘 度 。 其 國 際 單 位 為 ： （ 帕 秒 ） sPa動 力 粘 度 與 同 溫 度 下 該 流 體 的 密 度 之 比 ， 稱 為 運 動 粘 度 。 即 運 動 粘 度 運 動 粘 度 的 國 際 單 位 ： ， sm2 此 單 位 太 大 ， 常 用 smm2注 ： 我 國 潤 滑 油 的 牌 號 就 是 用 40 下 運 動 粘 度 的 平 均 值 表 示 的 。smm 2 （ 數(shù) ）影 響 粘 度 的 主 要 因 素 ：a) 溫 度 溫 度 潤 滑 油 的 粘 度 （ 見 圖 3-10） 添 加 劑 潤 滑b) 壓 力 當 壓 力 5MPa時 ， 對 粘 度 的 影 響 不 大 ， 可 不 予 考 慮 。 當 壓 力 5MPa時 ， 粘 度 隨 壓 力 升 高 明 顯 增 加 ， 不 能 忽 略 其 影 響 。pe 0式 中 ： 為 一 個 大 氣 壓 下 的 粘 度 ； 為 粘 壓 指 數(shù) ； 為 壓 強 。0 p三 、 添 加 劑 為 了 改 善 潤 滑 劑 某 些 方 面 的 性 能 ， 在 潤 滑 劑 中 加 入 的 化 學 合 成物 ， 稱 為 添 加 劑 。 添 加 劑 的 種 類 很 多 ， 例 如 ： 油 性 添 加 劑 、 極 壓 添 加 劑 、 降 凝 劑 、 增 粘 劑 等 3-4流 體 動 力 潤 滑基 本 原 理 3-4 流 體 動 力 潤 滑 的 基 本 原 理一 、 形 成 動 壓 油 膜 的 條 件 先 分 析 兩 個 平 行 平 板 的 情 況 ，兩 板 之 間 充 滿 潤 滑 油 。平 行 間 隙 不 能 形 成 動 壓 油 膜 。 再 分 析 兩 板 之 間 構 成 楔 形 間隙 的 情 況 ， 如 右 圖 所 示 。 O xy ABF maxp油 壓 分 布 曲 線 楔 形 間 隙 能 夠 形 成 動 壓 油 膜 。 （ 動 畫 ） 流 體 動 力 潤 滑 是 指 借 助 于 兩 個 摩 擦 表 面的 相 對 運 動 產(chǎn) 生 動 壓 油 膜 ， 靠 油 膜 的 壓 力 將兩 摩 擦 表 面 完 全 隔 開 ， 實 現(xiàn) 流 體 潤 滑 。 流 體 動 力 潤 滑 原 理 2形 成 動 壓 油 膜 的 條 件 ：1） 兩 摩 擦 表 面 之 間 必 須 能 形 成 收 斂 的 楔 形 間 隙 ；3） 兩 表 面 之 間 必 須 有 一 定 的 相 對 運 動 速 度 。2） 兩 表 面 之 間 必 須 連 續(xù) 充 滿 具 有 一 定 粘 度 的 液 體 ；二 、 雷 諾 潤 滑 方 程 O xy AB 3 06 h hhxp maxp 0hh px 從 動 壓 油 膜 中 取 出 一 個 微 元 體 ，xp在 一 定 假 設 下 對 其 進 行 受 力 分 析 ，經(jīng) 推 導 可 得 表 示 油 膜 壓 力 在 x 方 向的 變 化 率 與 油 膜 厚 度 h 之 間 關 系的 方 程 ： 流 體 動 力 潤 滑 的 基 本 原 理詳 細 推 導 流 體 動 力 潤 滑 原 理 3 流 體 動 力 潤 滑 的 基 本 原 理式 中 ： 為 油 壓 最 大 處 的 油 膜 厚 度 ； 、 分 別 為 油 膜 中 某 截 面 處 的 （ 坐 標 為 x） 油 壓 和 油 膜 厚 度 。0h hp上 式 即 為 一 維 雷 諾 潤 滑 方 程 。利 用 雷 諾 方 程 也 可 解 釋 形 成 動 壓 油 膜 的 條 件 。 流 體 潤 滑 流 體 潤 滑 原 理 簡 介二 、 彈 性 流 體 動 力 潤 滑 彈 性 流 體 動 力 潤 滑 理 論 是 研 究 在 點 、 線 接 觸 條 件 下 ， 兩 彈 性 物 體 間 的 流體 動 力 潤 滑 膜 的 力 學 性 質(zhì) 。 這 時 的 計 算 必 須 把 在 油 膜 壓 力 下 ， 摩 擦 表 面 的 變形 的 彈 性 方 程 、 表 述 潤 滑 劑 粘 度 與 壓 力 間 關 系 的 粘 壓 方 程 與 流 體 動 力 潤 滑 的主 要 方 程 結 合 起 來 ， 以 求 解 油 膜 壓 力 分 布 、 潤 滑 膜 厚 度 分 布 等 問 題 。 （ 詳 細 說 明 ） 流 體 靜 力 潤 滑 是 指 借 助 外 部 供 入 的 壓 力 油 形 成 的 流 體 膜 來 承 受 外 載 荷 的潤 滑 方 式 。三 、 流 體 靜 力 潤 滑 （ 詳 細 說 明 ） 采 用 流 體 靜 力 潤 滑 可 在 兩 個 靜 止 且 平 行 的 摩 擦 表 面 間 形 成 流 體 膜 ， 其 承載 能 力 不 依 賴 于 流 體 粘 度 ， 故 能 用 粘 度 極 低 的 潤 滑 劑 ， 且 既 可 使 摩 擦 副 有 較高 的 承 載 能 力 ， 又 可 使 摩 擦 力 矩 降 低 。 塑 性 材 料 取 屈 服 極 限 S s 作 為 極 限 應 力 ,許 用 應 力 為 ：Ss Sb lim = S lim = s lim = b lim = b脆 性 材 料 取 屈 服 極 限 b b 作 為 極 限 應 力 ,許 用 應 力 為 ： r r 用 應 力 集 中 系 數(shù) 、 （ 也 稱 疲 勞 缺 口 系 數(shù) ） 計 入 應 力 集 中的 影 響 。 K K