兩個(gè)相互接觸的表面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸表面間產(chǎn)生的阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為摩擦。摩擦理論中阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力稱(chēng)為摩擦力。

　　

　　摩擦理論的分類(lèi)方法很多，因研究和觀(guān)察的依據(jù)不同，其分類(lèi)方法也就不同。常見(jiàn)的分類(lèi)方法有下列幾種。

　　

　　1、按摩擦理論副的運(yùn)動(dòng)形式分類(lèi)

　　

　?。?）滑動(dòng)摩擦  兩接觸表面間存在相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的摩擦。

　　

　?。?）滾動(dòng)摩擦  兩物體沿接觸表面滾動(dòng)時(shí)的摩擦。

　　

　　2、按摩擦副的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類(lèi)

　　

　?。?）靜摩擦  兩接觸表面存在微觀(guān)彈性位移（相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)），但尚未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦。

　　

　?。?）動(dòng)摩擦  兩接觸表面間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦。

 

機(jī)械摩擦理論

　　

　　3、按摩擦是否發(fā)生在同一物體分類(lèi)

　　

　　（1）內(nèi)摩擦  同一物體內(nèi)各部分之間發(fā)生的摩擦。

　　

　?。?）外摩擦  兩個(gè)物體的接觸表面間發(fā)生的摩擦。

　　

　　4、按摩擦副的潤(rùn)滑狀態(tài)分類(lèi)

　　

　?。?）干摩擦  兩接觸表面間無(wú)任何潤(rùn)滑介質(zhì)存在時(shí)的摩擦。

　　

　?。?）流體摩擦  兩接觸表面被一層連續(xù)不斷的流體潤(rùn)滑膜完全隔開(kāi)時(shí)的摩擦。

　　

　?。?）邊界摩擦  兩接觸表面上有一層極薄的邊界膜（吸附膜或反應(yīng)膜）存在時(shí)的摩

　　

　　擦。

　　

　　（4）混合摩擦兩接觸表面同時(shí)存在著流體摩擦、邊界摩擦和干摩擦的混合狀態(tài)時(shí)的摩擦?；旌夏Σ烈话闶且园敫赡Σ梁桶肓黧w摩擦的形式出現(xiàn)：

　　

　　1）半干摩擦  兩接觸表面同時(shí)存在著干摩擦和邊界摩擦的混合摩擦。

　　

　　2）半流體摩擦  兩接觸表面同時(shí)存在著邊界摩擦和流體摩擦的混合摩擦。

　　

　　關(guān)于摩擦的起因，自達(dá)•芬奇開(kāi)始研究以來(lái)的幾百年中，可以說(shuō)是眾說(shuō)紛紜。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，雖然對(duì)摩擦觀(guān)象的認(rèn)識(shí)有了很大進(jìn)展，但時(shí)至今日，對(duì)于摩擦的起因和機(jī)理還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的統(tǒng)一理論。

　　

　　早期研究摩擦的學(xué)者，如阿蒙頓等人認(rèn)為，摩擦是由對(duì)偶表面的機(jī)械互鎖作用引起的，當(dāng)兩接觸表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于表面上的微峰相互嵌入而產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦力。這一學(xué)說(shuō)能解釋摩擦副對(duì)偶表面愈粗糙，其摩擦因數(shù)就越大這一現(xiàn)象，但對(duì)于經(jīng)過(guò)超精加工的摩擦副對(duì)偶表面因表面粗糙度值小，其摩擦因數(shù)反而較大及潤(rùn)滑劑的減摩作用等現(xiàn)象就難以解釋。1734年，英國(guó)物理學(xué)家德薩古利埃逆當(dāng)時(shí)占統(tǒng)治地位的機(jī)械互鎖學(xué)說(shuō)提出了截然不同的分子學(xué)說(shuō)，他認(rèn)為摩擦力是由于兩接觸表面的分子（原子）力作用而引起的。這一學(xué)說(shuō)能解釋機(jī)械互鎖學(xué)說(shuō)不能解釋的現(xiàn)象，但對(duì)于摩擦副對(duì)偶表面愈粗糙其摩擦因數(shù)就愈大則解釋不通。

　　

　　如上所述，摩擦理論無(wú)論是機(jī)械互鎖學(xué)說(shuō)還是分子學(xué)說(shuō)，都是很不完善的。直到20世紀(jì)30年代末期，人們才從機(jī)械一分子聯(lián)合作用的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，較完整地發(fā)展了固體摩擦理論。在英國(guó)和前蘇聯(lián)相繼建立了兩個(gè)學(xué)派，前者以粘著理論為中心，后者以摩擦二項(xiàng)式為特征，奠定了現(xiàn)代固體摩擦理論基礎(chǔ)。

　　

　　影響摩擦因數(shù)的因素

　　

　　1、表層性質(zhì)

　　

　　由于污染、化學(xué)熱處理、電鍍和潤(rùn)滑劑的作用等，在金屬表面形成一層極薄的表面膜（如氧化膜、硫化膜、磷化膜、氯化膜、錮膜、鎘膜、鋁膜等），使表層具有與基體不同的性質(zhì)。若表面膜在一定厚度內(nèi)，實(shí)際接觸面積仍取決于基體材料而不是表面膜，同時(shí)可使表面膜的抗剪強(qiáng)度低于基體材料的抗剪強(qiáng)度；另一方面因表面膜的存在而不易發(fā)生粘著，因此摩擦力和摩擦因數(shù)可隨之降低。   表面膜厚度對(duì)摩擦因數(shù)也有很大影響。若表面膜太薄，膜易被壓破而出現(xiàn)基體材料的直接接觸；若表面膜太厚，一方面因膜較軟而使實(shí)際接觸面積增大，另一方面兩對(duì)偶表面上的微峰在表面膜上的犁溝效應(yīng)也較為突出?？梢?jiàn)，表面膜有一個(gè)值得尋求的最佳厚度。

　　

　　2、材料性質(zhì)

　　

　　金屬摩擦副的摩擦因數(shù)隨配對(duì)材料的性質(zhì)不同而異。一般說(shuō)來(lái)，相同金屬或互溶性較大的金屬摩擦副，容易發(fā)生粘著，其摩擦因數(shù)較大；反之，摩擦因數(shù)較小。不同結(jié)構(gòu)的材料具有不同的摩擦特性。如石墨因具有穩(wěn)定的層狀結(jié)構(gòu)且層間的結(jié)合力小，容易滑動(dòng)，故摩擦因數(shù)較小；又如金剛石配對(duì)的摩擦副因硬度高、實(shí)際接觸面積小而不易發(fā)生粘著，其摩擦因數(shù)也較小。

　　

　　3、溫度

　　

　　周?chē)橘|(zhì)溫度對(duì)摩擦因數(shù)的影響，主要是由于表層材料性質(zhì)發(fā)生變化而引起的，鮑登等人的試驗(yàn)表明，許多金屬（如鉬、鎢、欽等）及其化合物的摩擦因數(shù)，在周?chē)橘|(zhì)溫度為700～800℃時(shí)出現(xiàn)最小值。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因最初溫升使抗剪強(qiáng)度下降，進(jìn)一步溫升又使屈服點(diǎn)急劇下降而引起實(shí)際接觸面積增大許多的緣故。但高聚物摩擦副或壓力加工時(shí)，摩擦因數(shù)隨著溫度的改變將出現(xiàn)極大值。

　　

　　由上述可見(jiàn)，溫度對(duì)摩擦因數(shù)的影響是多變的，因具體工況條件、材料特性、氧化膜變化等因素的影響而使溫度與摩擦因數(shù)的關(guān)系變得十分復(fù)雜。

　　

　　4、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度

　　

　　一般情況下，滑動(dòng)速度會(huì)引起表層發(fā)熱和溫升，從而改變表層的性質(zhì)，因此摩擦因數(shù)必將隨之變化。

　　

　　對(duì)于一般彈塑性接觸狀態(tài)的摩擦副，摩擦因數(shù)隨滑動(dòng)速度的增加而越過(guò)一極大值，當(dāng)載荷極小時(shí)，曲線(xiàn)只有上升部分；而載荷極大時(shí)曲線(xiàn)只有下降部分。

　　

　　當(dāng)摩擦副對(duì)偶表面的相對(duì)滑動(dòng)速度超過(guò)50m/s時(shí)，接觸表面產(chǎn)生大量的摩擦熱。因接觸點(diǎn)的持續(xù)接觸時(shí)間短，瞬間產(chǎn)生的大量摩擦熱來(lái)不及向基體內(nèi)部擴(kuò)散，因此摩擦熱集中在表層，使表層溫度較高而出現(xiàn)熔化層，熔化了的金屬液起著潤(rùn)滑作用，使摩擦因數(shù)隨速度增加而降低，如銅在滑動(dòng)速度為135m/s時(shí)，其摩擦因數(shù)為0、055；而在350m/s時(shí)，則降為0、035。但有些材料（如石墨）的摩擦因數(shù)幾乎不受滑動(dòng)速度的影響，其原因是這類(lèi)材料的力學(xué)性能可在很寬的溫度范圍內(nèi)保持不變。

　　

　　對(duì)于邊界摩擦，在速度低于0、0035m/s,即由靜摩擦向動(dòng)摩擦過(guò)渡的低速度范圍內(nèi)，隨著速度的加快，吸附膜的摩擦因數(shù)逐漸減小而趨于定值，反應(yīng)膜的摩擦因數(shù)也逐漸增大而趨于定值。

　　

　　一般情況下，金屬摩擦副的摩擦因數(shù)隨載荷增大而降低，然后趨于穩(wěn)定，這種現(xiàn)象可用粘著理論加以解釋。當(dāng)載荷很小時(shí)，兩對(duì)偶表面處于彈性接觸狀態(tài)，這時(shí)實(shí)際接觸面積與載荷的2/3次方成正比，而按粘著理論，摩擦力與實(shí)際接觸面積成正比，因此摩擦因數(shù)與載荷的1/3次方成反比；當(dāng)載荷較大時(shí)，兩對(duì)偶表面處于彈塑性接觸狀態(tài)，實(shí)際接觸面積與載荷的2/3～1次方成正比，因此摩擦因數(shù)隨載荷增大而較慢降低并趨于穩(wěn)定；當(dāng)載荷大到兩對(duì)偶表面處于塑性接觸狀態(tài)時(shí)，摩擦因數(shù)與載荷基本無(wú)關(guān)。

　　

　　靜摩擦因數(shù)的大小還與兩對(duì)偶表面在載荷作用下靜止接觸延續(xù)的時(shí)間有關(guān)。一般情況下，靜止接觸延續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，靜摩擦因數(shù)愈大。這是由于載荷的作用，使接觸處發(fā)生塑性變形，隨著靜止接觸時(shí)間的延長(zhǎng)，實(shí)際接觸面積會(huì)有所增大，微峰相互嵌入也．更深入而引起。

　　

　　6、TPM設(shè)備管理咨詢(xún)公司對(duì)于表面粗糙度理解

　　

　　在塑性接觸情況下，由于表面粗糙度對(duì)實(shí)際接觸面積的影響很小，因而可認(rèn)為摩擦因數(shù)幾乎不受表面粗糙度的影響。對(duì)于彈性或彈塑性接觸的干摩擦副，當(dāng)表面粗糙度值很小時(shí)，機(jī)械作用也就較小，而分子力作用較大；反之亦然?？梢?jiàn)，摩擦因數(shù)隨表面粗糙度的變化會(huì)有一個(gè)極小值。

　　

　　摩擦理論中以上各種因素對(duì)摩擦因數(shù)的影響都不是孤立的，而是相互聯(lián)系相互影響的，在分析時(shí)應(yīng)注意這點(diǎn)。