课程简介

课程编号：QZ073022

计划学时： 32

学    分： 2

适用专业：机械工程及自动化

一、课程的性质和任务

《工程摩擦学技术与应用》是机械工程及自动化专业研究生的一门重要的选修课程。

通过学习，学生应了解国内外关于机构摩擦、磨损及润滑方法的最新进展及其实质内容；了解我国在机构上述方面的现状及所存在的基本问题。课程完毕后，可全面理解与掌握工程中摩擦学基本内容并对各种机构进行摩擦学设计及优化。

二、本课程与相关课程的关系

研究生在学习本课程之前，应预先学完机械原理、机械设计材料力学、材料科学基础、摩擦学原理、数值分析、试验设计与分析等先修课程。

三、课程的基本要求

通过对本课程的学习，使学生了解实际工程应用背景下关键部件的摩擦磨损状况，如齿轮、轴承、凸轮和随动件的摩擦学技术，汽车关键部件的摩擦学技术，切削过程中刀具的摩擦学技术，塑性变形中的摩擦学技术等。了解典型摩擦学如减摩材料、耐磨材料、摩阻材料、润滑材料的特点及其应用，了解材料的摩擦学性能试验方法与检测技术。

四、教学方法和教学形式建议

《工程摩擦学技术与应用》是应用有关基础理论来研究工程摩擦、磨损和润滑的基本理论及其三者间相互关系理论与应用的一门边缘学科。因此，一方面，讲解本课程必然涉及多门技术学科的理论及基础知识的综合引入，需要注意相关概念的理解和衔接。

《工程摩擦学技术与应用》教学大纲（小三号宋体）

Technology and Application of Engineering Tribology

课程编号：QZ073022

开课学期：2018-2019 学年第 2 学期

学    时：32

学    分：2

开课单位：机械工程学院                                  

大纲撰写人：王守仁

一、教学目的与要求：

《工程摩擦学技术与应用》是机械工程及自动化专业研究生的一门重要的选修课程。

通过学习，学生应了解国内外关于机构摩擦、磨损及润滑方法的最新进展及其实质内容；了解我国在机构上述方面的现状及所存在的基本问题。课程完毕后，可全面理解与掌握工程中摩擦学基本内容并对各种机构进行摩擦学设计及优化。

二、教学内容、学时分配

（一）工程摩擦学展望（2学时）

1、齿轮、轴承、凸轮和随动件的摩擦学技术

2、汽车关键部件的摩擦学技术

3、切削过程中刀具的摩擦学技术

4、塑性变形中的摩擦学技术

5、减摩材料、耐磨材料、摩阻材料、润滑材料的特点及其应用、材料的摩擦学性能试验方法与检测技术等

（二）齿轮应用摩擦学（2学时）

1、齿轮运动与摩擦学关系

2、齿轮材料，齿轮磨损机理（点蚀、胶合、磨粒磨损等），齿轮润滑与保养

（三）航空发动机弧齿锥齿轮的润滑状态与磨损形式（2学时）

1、圆弧齿轮弹性流体动力润滑计算

2、直齿圆柱齿轮的润滑特性及其工程设计方法

3、高速齿轮的润滑方法及供油机理

4、齿轮传动的耐磨性可靠度计算

5、啮合齿面间摩擦力、硬度对接触疲劳强度影响

6、齿轮本体温度与输入摩擦热等因素的关系

7、行星齿轮减速器油膜均载的分析

（四）滚动轴承摩擦学设计（2学时）

1、滚动轴承材料

2、滚动轴承磨损机理与失效形式

3、滚动轴承润滑剂

4、滚动轴承的密封与保养。

（五）滑动轴承摩擦学设计（2学时）

1、滑动轴承材料

2、滑动轴承磨损机理与失效形式

3、滑动轴承润滑剂

4、滑动轴承的密封与保养。

（六）轴的摩擦学设计（2学时）

1、轴的动力学分析及应力仿真与模拟

2、轴的摩擦与减摩技术

3、轴的磨损与抗磨技术。

（七）凸轮和随动件的摩擦磨损（2学时）

1、凸轮间歇机构运动形式

2、凸轮间歇机构磨损失效形式

3、凸轮和随动件材料

4、随动件的摩擦磨损机理。

（八）切削加工中的摩擦与润滑（2学时）

1、刀具上的应力分布

2、切削速度与切削热

3、刀具材料

4、刀具磨损机理（磨粒磨损、表面剪切、扩散及相互作用、磨耗磨损、滑动条件下界面磨损）

5、刀具润滑与保护。

（九）金属塑性成形中的摩擦学设计（2学时）

1、轧制中的摩擦学（高速轧制中的摩擦与润滑、热轧中的摩擦与润滑）

2、冲压加工中的摩擦与润滑

3、摩擦系数的测定（轧制、拉拔、挤压、锻压和冲压）。

（十）汽车关键部件摩擦学应用（2学时）

1、汽车中的摩擦学问题

2、汽车摩擦与减摩技术

3、汽车磨损与抗磨技术

4、汽车润滑系统

5、车用润滑油基础油

6、车用润滑油添加剂

7、汽车内燃机油、空调器油和齿轮油

8、车用润滑脂。

（十一）汽车关键部件摩擦学应用（2学时）

1、缸套-活塞-活塞环摩擦系统（缸套-活塞环摩擦学设计

2、活塞裙部的摩擦学计算

3、活塞环的热力耦合变形与修正）

4、主轴承与连杆轴承的摩擦学设计（主轴承与连杆轴承的摩擦学结构；动载滑动轴承的轴心轨迹与润滑计算；发动机轴承的非正常失效与对策）

（十二）汽车关键部件摩擦学应用（2学时）

1、配气机构中的摩擦学问题

2、汽车凸轮机构摩擦学

3、汽车气门磨损与控制

4、轮毂轴承的失效与摩擦学设计

5、汽车制动器摩擦学设计

6、轮胎与路面系统摩擦学。

（十三）其他工业摩擦学设计（2学时）

1、高铁车轮摩擦学应用

2、飞机舱门锁合机构磨损可靠性分析

3、提升系统摩擦防滑设计

4、铁路运输设备摩擦学设计

5、发电系统排引风摩擦学设计

6、抛喷丸处理系统摩擦学设计

（十四）生物摩擦学设计（2学时）

1、生物摩擦学概念

2、生物体摩擦、磨损与润滑

3、关节的构造

4、关节的摩擦与磨损

5、关节的自润滑机制。

（十五）人工关节的摩擦与润滑（2学时）

1、人工关节润滑的基本机理

2、人工关节的弹性流体润滑

3、实现关节润滑的最优设计

4、固体接触后流体润滑膜的保持

5、人工膝关节的润滑。

（十六）生物摩擦学设计（2学时）

1、植入材料的磨损与疲劳

2、关节机构的轴承功能

3、人工关节的摩擦面形状

4、作为轴承机构的人工膝关节的功能

5、圆柱面形人工膝关节

6、人工软骨。

三、教学方式

《工程摩擦学技术与应用》课程组根据教学要求，为了提高教学质量和效果，自主编写了《工程摩擦学技术与应用》多媒体课件。老师们根据自身教学特点，借助素材库和其它各种资源，自己动手编写了适合自己教学特点的电子教案，通过改编、充实，形成了适合自身特点的课件，几年来《工程摩擦学技术与应用》课程全部采用多媒体教学，丰富了教学内容和手段，教学效果显著。同时在课前播放和本课程相关的教育短片，培养学生对摩擦学理的感性认识，这些措施深受学生欢迎，提高了教学水平和质量。

另外，采用教师授课和学生讲课结合的方式，给学生发布一个课题，让学生围绕这个课题进行查资料、撰写PPT课件，在课堂上给同学们讲述，然后组织学生围绕这个课题展开讨论，老师提示、引导和总结。

带领学生到企业，带着问题观察实际生产过程中的摩擦学问题，结合实际，弄清摩擦关键问题、磨损的机理、润滑的方式。

四、考核方式

考查。

五、先修课程：

无。

六、教材及教学参考资料(教材、推荐书目、推荐期刊文章、学习网站等)：

（一）教材

无。

（二）推荐书目

[1] 温景林.金属材料成形摩擦学（1）.沈阳：东北大学出版社，2000.01.

[2] [英] D.斯科特.工业摩擦学（1）,（中文版）.北京：机械工业出版社，1981.11.

[3] 沈志鹏。摩擦学设计-案例分析及论述（1）. 重庆：西南交通大学出版社，2006，01．

[4][日] 笹田直, 塜本行男, 顾正秋 (译)。生物摩擦学-关节的摩擦和润滑（1）,北京：冶金工业出版社，2004，10.

（三）推荐期刊文章

无。

（四）学习网站

无。

（五）其它

无。

大纲撰写人：王守仁

撰写日期：       年    月    日

（一）工程摩擦学展望（2学时）

1、齿轮、轴承、凸轮和随动件的摩擦学技术

2、汽车关键部件的摩擦学技术

3、切削过程中刀具的摩擦学技术

4、塑性变形中的摩擦学技术

5、减摩材料、耐磨材料、摩阻材料、润滑材料的特点及其应用、材料的摩擦学性能试验方法与检测技术等

（二）齿轮应用摩擦学（2学时）

1、齿轮运动与摩擦学关系

2、齿轮材料，齿轮磨损机理（点蚀、胶合、磨粒磨损等），齿轮润滑与保养

（三）航空发动机弧齿锥齿轮的润滑状态与磨损形式（2学时）

1、圆弧齿轮弹性流体动力润滑计算

2、直齿圆柱齿轮的润滑特性及其工程设计方法

3、高速齿轮的润滑方法及供油机理

4、齿轮传动的耐磨性可靠度计算

5、啮合齿面间摩擦力、硬度对接触疲劳强度影响

6、齿轮本体温度与输入摩擦热等因素的关系

7、行星齿轮减速器油膜均载的分析

（四）滚动轴承摩擦学设计（2学时）

1、滚动轴承材料

2、滚动轴承磨损机理与失效形式

3、滚动轴承润滑剂

4、滚动轴承的密封与保养。

（五）滑动轴承摩擦学设计（2学时）

1、滑动轴承材料

2、滑动轴承磨损机理与失效形式

3、滑动轴承润滑剂

4、滑动轴承的密封与保养。

（六）轴的摩擦学设计（2学时）

1、轴的动力学分析及应力仿真与模拟

2、轴的摩擦与减摩技术

3、轴的磨损与抗磨技术。

（七）凸轮和随动件的摩擦磨损（2学时）

1、凸轮间歇机构运动形式

2、凸轮间歇机构磨损失效形式

3、凸轮和随动件材料

4、随动件的摩擦磨损机理。

（八）切削加工中的摩擦与润滑（2学时）

1、刀具上的应力分布

2、切削速度与切削热

3、刀具材料

4、刀具磨损机理（磨粒磨损、表面剪切、扩散及相互作用、磨耗磨损、滑动条件下界面磨损）

5、刀具润滑与保护。

（九）金属塑性成形中的摩擦学设计（2学时）

1、轧制中的摩擦学（高速轧制中的摩擦与润滑、热轧中的摩擦与润滑）

2、冲压加工中的摩擦与润滑

3、摩擦系数的测定（轧制、拉拔、挤压、锻压和冲压）。

（十）汽车关键部件摩擦学应用（2学时）

1、汽车中的摩擦学问题

2、汽车摩擦与减摩技术

3、汽车磨损与抗磨技术

4、汽车润滑系统

5、车用润滑油基础油

6、车用润滑油添加剂

7、汽车内燃机油、空调器油和齿轮油

8、车用润滑脂

（十一）汽车关键部件摩擦学应用（2学时）

1、缸套-活塞-活塞环摩擦系统（缸套-活塞环摩擦学设计

2、活塞裙部的摩擦学计算

3、活塞环的热力耦合变形与修正）

4、主轴承与连杆轴承的摩擦学设计（主轴承与连杆轴承的摩擦学结构；动载滑动轴承的轴心轨迹与润滑计算；发动机轴承的非正常失效与对策）

（十二）汽车关键部件摩擦学应用（2学时）

1、配气机构中的摩擦学问题

2、汽车凸轮机构摩擦学

3、汽车气门磨损与控制

4、轮毂轴承的失效与摩擦学设计

5、汽车制动器摩擦学设计

6、轮胎与路面系统摩擦学。

（十三）其他工业摩擦学设计（2学时）

1、高铁车轮摩擦学应用

2、飞机舱门锁合机构磨损可靠性分析

3、提升系统摩擦防滑设计

4、铁路运输设备摩擦学设计

5、发电系统排引风摩擦学设计

6、抛喷丸处理系统摩擦学设计

（十四）生物摩擦学设计（2学时）

1、生物摩擦学概念

2、生物体摩擦、磨损与润滑

3、关节的构造

4、关节的摩擦与磨损

5、关节的自润滑机制。

（十五）人工关节的摩擦与润滑（2学时）

1、人工关节润滑的基本机理

2、人工关节的弹性流体润滑

3、实现关节润滑的最优设计

4、固体接触后流体润滑膜的保持

5、人工膝关节的润滑。

（十六）生物摩擦学设计（2学时）

1、植入材料的磨损与疲劳

2、关节机构的轴承功能

3、人工关节的摩擦面形状

4、作为轴承机构的人工膝关节的功能

5、圆柱面形人工膝关节

6、人工软骨。