线接触变滑滚比状态下微造型表面摩擦特性研究

摘要

线接触高副机构以运动精度高的优点被广泛应用于工程实践中，但其接触区域小，接触应力大，极易磨损，国内外研究学者对其改善润滑、减小摩擦的研究给予了极大的专注。为了研究线接触弹流变滑滚比状态下，表面微观结构特征对表面摩擦特性的影响以及三维形貌表征参数与表面摩擦特性的相关性，采用YLP-F10型光纤激光打标机，配合E-RSC100标准旋转工作台对试件圆周面进行激光微加工，得到两组微造型试件，两组试件微造型的深度分别为4μm、9μm，每组试件微造型的形状包括圆形、箭头状和长方形，其中箭头状和长方形微造型分别有2个，对于这两种形状的微造型表面，改变的只是微造型的方向而其它参数分别相同，通过调整微凹槽（坑）间距使每组试件表面高度算术平均值Sa相同。使用Talysurf CCI Lite非接触式三维光学轮廓仪对表面进行测量，采用ISO25178三维形貌表征参数及连通性系数Us对测量表面进行表征，最后分别以钢和锡青铜为配对材料，在电气化改造后的JPM-1型双盘摩擦磨损试验机上对微造型试件进行富油摩擦试验，通过改变转速、载荷、滑滚比，获得一系列工况下的摩擦系数。本研究结果表明:具有相同Sa值的表面，表面微观结构对试件摩擦特性具有重要的影响;配对材料不同，微造型试件表现出的摩擦特性也有明显差异，以钢为配对材料时，顺向箭头微造型表面表现出了最优的摩擦特性，并且表面微观结构对摩擦的影响比以铜为配对材料时更显著;以不同的材料配对，最优的微造型形状也不同;在不同的工况条件下表面微造型对摩擦的影响效果也不同;三维形貌高度表征参数（Ssk、Sku）、功能参数（Vvv、Vvc、Sxp）、特征参数（Spd、Sdv/Sda）以及连通性系数Us与摩擦特性均有一定的关联性。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 表面形貌对摩擦的影响

1．2．1 表面形貌摩擦学效应

1．2．2 表面微造型加工方法

1．2．3 表面形貌表征研究

1．3 激光微造型表面摩擦特性研究现状

1．4 国内外研究现状评述

1．5 本文研究内容

第二章 微造型设计及试样表面激光微加工

2．1 引言

2．2 试件表面形貌设计

2．3 激光表面微加工

2．3．1 原始试件表面处理

2．3．2 YLP-F10光纤激光打标机

2．3．3 E-RSC100型标准旋转工作台

2．3．4 试件圆周面激光微加工过程

2．3．5 激光微加工表面后处理

2．4 本章小结

第三章 激光微造型表面形貌表征

3．1 引言

3．2 ISO25178三维形貌表征参数

3．2．1 高度参数

3．2．2 空间参数

3．2．3 功能参数

3．2．4 混合参数

3．2．5 特征参数

3．3 表面连通性系数

3．4 微造型表面三维形貌扫描及测量

3．4．1 Talysurf CCI Lite非接触式三维光学轮廓仪

3．4．2 微造型表面三维形貌扫描及测量结果

3．5 本章小结

第四章 激光微加工表面对线接触摩擦特性的影响

4．1 引言

4．2 JMP-1型双盘摩擦磨损试验机

4．3 摩擦试验过程

4．4 试验结果及讨论

4．4．1 钢配钢条件下微造型表面摩擦特性研究

4．4．2 钢配铜条件下微造型表面摩擦特性研究

4．5 本章小结

第五章 表面形貌表征参数与摩擦特性的关联性研究

5．1 引言

5．2 微造型表面ISO25178三维形貌表征参数与摩擦特性的关系

5．2．1 高度参数与表面摩擦特性的关联性分析

5．2．2 功能参数与表面摩擦特性的关联性分析

5．2．3 特征参数与表面摩擦特性的关联性分析

5．3 微造型表面连通性系数与摩擦的相关性

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文