摩擦學(xué) 教學(xué)大綱

1、摩擦學(xué)一、課程說(shuō)明課程編號(hào)：080113Z10課程名稱：摩擦學(xué)/ Tribology課程類別：專業(yè)選修課學(xué)時(shí)與學(xué)分： 32/2 （其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6 ）先修課程要求：工程材料學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)，工程圖學(xué)、工程熱力學(xué)適應(yīng)專業(yè)：機(jī)械工程.參考教材：1 邱明,錢亞明.摩擦學(xué)原理與設(shè)計(jì). 國(guó)防工業(yè)出版社，2014.2 劉佐民.摩擦學(xué)理論與設(shè)計(jì).武漢理工大學(xué)出版社， 19973 張嗣偉.基礎(chǔ)摩擦學(xué).石油大學(xué)出版社, 2003.4 全永昕.工程摩擦學(xué)浙江大學(xué)出版社，2015.5 溫詩(shī)鑄,黃平.摩擦學(xué)原理（第二版）清華大學(xué)出版社，2002.6 黃平摩擦學(xué)教程.高等教育出版社，2008.二、課程設(shè)置的目的意

2、義本課程是為機(jī)械工程專業(yè)設(shè)立的拓展知識(shí)體系的專業(yè)選修課，課程的設(shè)置目的是讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)摩擦學(xué)這門交叉學(xué)科的課程，了解機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的摩擦問(wèn)題，將摩擦學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)與制造聯(lián)系起來(lái)，構(gòu)建機(jī)械工程中有關(guān)摩擦、磨損、潤(rùn)滑的的知識(shí)體系，建立機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中減摩抗磨、節(jié)能降耗的一體化意識(shí)，結(jié)合本專業(yè)的“機(jī)械工程”方向的要求，既關(guān)注機(jī)械設(shè)備、構(gòu)件與零件的強(qiáng)度與剛度的問(wèn)題，也關(guān)注機(jī)械運(yùn)行過(guò)程摩擦、磨損與潤(rùn)滑的問(wèn)題，不僅有利于更新升級(jí)現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備，又有利于創(chuàng)新性的開(kāi)發(fā)新的機(jī)械設(shè)備，擴(kuò)展專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域，為學(xué)生從事專業(yè)工作奠定摩擦學(xué)的理論基礎(chǔ)。三、課程的基本要求1、了解摩擦學(xué)的基本概念、研究?jī)?nèi)容、研究對(duì)象及其發(fā)展

3、過(guò)程。2、掌握固體表面基礎(chǔ)理論：固體表面的特性與結(jié)構(gòu)，固體表面的幾何特性，固體表面的物理化學(xué)特性和固體表面的接觸力學(xué)3、掌握摩擦理論：摩擦定律，現(xiàn)代摩擦理論和影響摩擦的因素，減摩材料。4、掌握磨損原理及其計(jì)算：磨損的類型、磨損機(jī)理及影響因素，磨損計(jì)算方法。5、熟悉多種潤(rùn)滑材料的結(jié)構(gòu)及性能：潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂、和固體潤(rùn)滑材料的種類、性能及其應(yīng)用。6、掌握多種潤(rùn)滑理論：流體潤(rùn)滑理論，彈性流體潤(rùn)滑理論，邊界潤(rùn)滑理論。7、了解摩擦、磨損測(cè)試技術(shù)和固體表面分析技術(shù)。知識(shí)：掌握摩擦學(xué)的基本概念、研究?jī)?nèi)容、研究對(duì)象及其發(fā)展過(guò)程，固體表面的特性與結(jié)構(gòu)，固體表面的物理化學(xué)特性，固體表面的接觸力學(xué)；經(jīng)典摩擦定律，現(xiàn)代

4、摩擦理論和影響摩擦的因素，減摩材料；磨損的類型、磨損機(jī)理及影響因素，磨損計(jì)算方法；潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂和固體潤(rùn)滑材料的種類、性能及其應(yīng)用；流體潤(rùn)滑理論，彈性流體潤(rùn)滑理論，邊界潤(rùn)滑理論及其應(yīng)用等知識(shí)，建立摩擦學(xué)設(shè)計(jì)的基本思維方式，形成機(jī)械設(shè)計(jì)摩擦磨損潤(rùn)滑的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。能力：將摩擦學(xué)的知識(shí)用于解決機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)保養(yǎng)的工程問(wèn)題，針對(duì)具體工況條件，分析摩擦副的摩擦、磨損特點(diǎn)，合理選用減摩抗磨材料及其潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑材料，培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力；初步掌握“控制摩擦、減輕磨損、改善潤(rùn)滑”的主要方法，掌握摩擦學(xué)的基本測(cè)試技術(shù)，針對(duì)具體問(wèn)題提出有效的解決方案，提高機(jī)械工程研究、設(shè)計(jì)的工作能力。 素質(zhì)：

5、通過(guò)課程中的分析討論、辯論來(lái)培養(yǎng)學(xué)生溝通交流素質(zhì)，建立摩擦學(xué)理論、設(shè)計(jì)到應(yīng)用的思維模式，提升理解機(jī)械工程設(shè)計(jì)及制造的基本素質(zhì)。通過(guò)課外導(dǎo)學(xué)的模式，提升自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，形成不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的素質(zhì)。四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課(含研討)實(shí)踐第1章緒論1摩擦學(xué)起源、內(nèi)容和發(fā)展動(dòng)向講述研究發(fā)展歷程、研究及研究方法摩擦學(xué)起源、研究 內(nèi)容用著名人物史事講述摩擦學(xué)的發(fā)展過(guò)程，用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)狀講解摩擦學(xué)的重要意義和研究?jī)?nèi)容。第2章固體表面5介紹固體表面的形貌特征、性質(zhì)和表面接觸2表面組成及性質(zhì)，表面幾何形貌的表

6、征方法。接觸力學(xué)，表面接觸，塑性變形判據(jù)。表面物理化學(xué)特性、表面輪廓的表征、接觸力學(xué)和表面接觸變形。教學(xué)思路：由固體表面宏微觀形貌引入表面幾何表征方法和接觸力學(xué)變形模型，通過(guò)表面物理化學(xué)突出固體表面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的特點(diǎn)。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、課程講授、課堂提問(wèn)、作業(yè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相 結(jié)合。第3章摩擦原理4滑動(dòng)和滾動(dòng)摩擦原理及其影響因素、減摩材料摩擦分類及其庫(kù)倫摩擦定理，簡(jiǎn)單摩擦理論、著黏摩擦理論、滾動(dòng)摩擦機(jī)理粘著摩擦原理、滾動(dòng)磨折機(jī)理和影響磨擦因素教學(xué)思路：由經(jīng)典摩擦定律講解其不足之處，重點(diǎn)介紹現(xiàn)代摩擦理論和影響摩擦的因素和新型減摩材料。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、采用PPT課程講授、課堂提問(wèn)與討論、作業(yè)相結(jié)

7、合第4章磨損原理4基本概念、磨損機(jī)理、磨損計(jì)算和設(shè)計(jì)及耐磨材料磨損機(jī)理、磨損計(jì)算和設(shè)計(jì)五種磨損機(jī)理及影響因素、 抗磨設(shè)計(jì)計(jì)算教學(xué)思路：先講解磨損的基本概念和磨損參數(shù)，突出磨損原理和磨損計(jì)算方法。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、采用PPT課程講授、課堂提問(wèn)與討論、作業(yè)相結(jié)合第5章潤(rùn)滑材料4基本概念，液體潤(rùn)滑材料、潤(rùn)滑脂、固體潤(rùn)滑劑和氣體潤(rùn) 滑劑2潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂的類型、性能及合理選用、固體潤(rùn)滑材料的類型結(jié)構(gòu)和性能潤(rùn)滑油的性質(zhì)及應(yīng)用，合理選用潤(rùn)滑脂的原則及固體潤(rùn)滑材料特點(diǎn)教學(xué)思路：先講解潤(rùn)滑材料的類型，突出潤(rùn)滑油性能指標(biāo)和應(yīng)用，并簡(jiǎn)述其它潤(rùn)滑劑。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、采用PPT課程講授、視頻材料、課堂提問(wèn)與討論、

8、作業(yè)相結(jié)合。第6章流體膜潤(rùn)滑理論4潤(rùn)滑狀態(tài)、流體動(dòng)靜壓潤(rùn)滑理論及滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算潤(rùn)滑狀態(tài)判據(jù)、過(guò)渡，流體潤(rùn)滑的基本理論、推力軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算、靜壓潤(rùn)滑理論及計(jì)算潤(rùn)滑狀態(tài)過(guò)理論，雷諾方程的簡(jiǎn)化、推力承軸的設(shè)計(jì)計(jì)算。教學(xué)思路：先講解潤(rùn)滑狀態(tài)及其摩擦特點(diǎn)，再講解流體潤(rùn)滑理論，突出軸承的潤(rùn)滑理論及其設(shè)計(jì)計(jì)算。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、采用PPT課程講授、視頻材料、課堂提問(wèn)與討論、作業(yè)相結(jié)合第7章彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論和邊界潤(rùn)滑理論4彈性流動(dòng)壓潤(rùn)滑理論，邊界潤(rùn)滑膜的性能、形成機(jī)理及影響潤(rùn)滑因素。彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑方程計(jì)算及應(yīng)用，邊界潤(rùn)滑膜的形成機(jī)理及其減摩作用。彈流方程的求解、Dowson方程彈性流體動(dòng)壓方程的計(jì)

9、算，邊界潤(rùn)滑膜的性質(zhì)及減摩 機(jī)理教學(xué)思路：由流體潤(rùn)滑理論引入彈性流體潤(rùn)滑理論，突出典型摩擦副的潤(rùn)滑計(jì)算，通過(guò)表面化學(xué)突出邊界潤(rùn)滑形成機(jī)理及減摩效應(yīng)。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、采用PPT課程講授、視頻材料、課堂提問(wèn)、討論與作業(yè)相結(jié)合第8章摩擦學(xué)測(cè)試技術(shù)4摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的分類、用途和使用方法，摩擦溫度、表面形貌的測(cè)量方法2摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)和用途，摩擦溫度和表面結(jié)構(gòu)的測(cè)量方法及儀器摩擦磨損試驗(yàn)的原理、結(jié)構(gòu)，表面形貌儀的測(cè)試原理教學(xué)思路：講解摩擦學(xué)和參數(shù)的主要方法和主要測(cè)試儀器的結(jié)構(gòu)和功能。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、采用PPT課程講授、課堂提問(wèn)討論、作業(yè)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合考試2合計(jì)32五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求：實(shí)驗(yàn)

10、名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)基本要求液體界面性能測(cè)量1. 掌握界面張力的測(cè)量原理；利用界面張力儀測(cè)定水、潤(rùn)滑油的表面張力，及油水界面張力。2測(cè)試不同性質(zhì)的液體在不同固體表面的接觸角，了解固體表面性質(zhì)對(duì)液體潤(rùn)濕的影響。2掌握表面張力和表面接觸測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理、結(jié)構(gòu)和方法；了解不同液體的表面特性及液體在固體表面上的鋪展和潤(rùn)濕。潤(rùn)滑劑理化性能的測(cè)定測(cè)量?jī)煞N潤(rùn)滑劑的運(yùn)動(dòng)粘度和開(kāi)口閃點(diǎn)測(cè)定。2掌握潤(rùn)滑劑的理化性能常用測(cè)試方法和技術(shù)。潤(rùn)滑劑的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)1.測(cè)量一種潤(rùn)滑油的最大無(wú)卡咬負(fù)荷（油膜強(qiáng)度）、抗磨性能、摩擦系數(shù)。2.測(cè)量基礎(chǔ)油，5wt%油性劑+基礎(chǔ)油、5wt%極壓劑+基礎(chǔ)油等三個(gè)油樣的最大無(wú)卡咬負(fù)荷。2了解四球磨損試驗(yàn)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)；掌握潤(rùn)滑劑油膜強(qiáng)度、抗磨性能和摩擦系數(shù)的測(cè)試方法。了解常用潤(rùn)滑油的摩擦學(xué)性能及減摩抗磨添加劑的作用。六、考核方式教學(xué)過(guò)程中采取講授、討論、分析、大型作業(yè)、課前導(dǎo)學(xué)的方式進(jìn)行，注重過(guò)程考核，考核方式包括