[发明专利]一种演示线接触摩擦中摩擦空化及迸流现象的教具和方法

说明书

本发明公开了一种演示线接触摩擦中摩擦空化及迸流现象的教具和方法，该教具包括机体、驱动装置、传动装置、润滑油槽、转动摩擦件以及板状摩擦件；驱动装置固定安装于机体内；润滑油槽固定安装于机体的顶部，并在内部容置有润滑油；板状摩擦件容置于润滑油槽内；转动摩擦件与板状摩擦件之间形成线接触摩擦副；传动装置传动连接于驱动装置和转动摩擦件之间，用于将驱动装置产生的驱动力传递给转动摩擦件以带动转动摩擦件转动；当驱动装置驱动转动摩擦件转动时，在转动摩擦件与板状摩擦件之间形成线接触摩擦；润滑油槽采用透明材料制成。上述教具能够直观地展示线接触摩擦中润滑油膜内的摩擦空化及迸流现象。

技术领域

本发明涉及摩擦技术领域，具体涉及一种演示线接触摩擦中摩擦空化及迸流现象的教具和方法。

背景技术

当一个物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的摩擦趋势时，在两个物体的接触面之间会产生阻碍它们相对运动的作用力，这种力叫摩擦力。接触面之间的这种现象或特性叫“摩擦”。摩擦有利也有害，但在多数情况下是不利的，例如，机器运转时的摩擦，造成能量的无益损耗和机器寿命的缩短，并降低了机械效率。因此常用各种方法减少摩擦，如在机器中加润滑油等。

当润滑油中存在低压区域，可能释放出气体和蒸汽，即形成气泡和空穴，这可能导致摩擦表面的空化腐蚀，即，出现摩擦空化现象。在摩擦过程中，除摩擦空化现象外，在接触弹性变形摩擦表面收敛区域中与摩擦方向相反的润滑层会出现二次回流现象(迸流现象)。

但是，在现有技术中，无法用肉眼直观地观察在线接触摩擦过程中润滑油的发散区域内液体的摩擦空化现象，以及在固体润滑弹性变形接触收敛区域的逆流、回流动态迸流现象。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种演示线接触摩擦中摩擦空化及迸流现象的教具和方法，采用该教具能够直观地展示线接触摩擦中润滑油膜内的摩擦空化及迸流现象。

一种演示线接触摩擦中摩擦空化及迸流现象的教具，包括机体、驱动装置、传动装置、润滑油槽、转动摩擦件以及板状摩擦件；

所述驱动装置固定安装于所述机体内；

所述润滑油槽固定安装于所述机体的顶部，并在内部容置有润滑油；

所述板状摩擦件容置于所述润滑油槽内；

所述转动摩擦件与所述板状摩擦件之间形成线接触摩擦副；

所述传动装置传动连接于所述驱动装置和所述转动摩擦件之间，用于将所述驱动装置产生的驱动力传递给所述转动摩擦件以带动所述转动摩擦件转动；

当所述驱动装置驱动所述转动摩擦件转动时，在所述转动摩擦件与所述板状摩擦件之间形成线接触摩擦；

所述润滑油槽采用透明材料制成。

更进一步地，所述板状摩擦件能够转动地安装于所述润滑油槽；

所述板状摩擦件的旋转轴线与所述转动摩擦件的旋转轴线均位于平行设置的水平面内，并且垂直设置。

更进一步地，还包括固定安装于所述机体内的光源；

所述光源位于所述润滑油槽的底部；

所述机体顶部设置有用于嵌装所述润滑油槽的开口。

更进一步地，所述转动摩擦件为设置有中心轴的圆盘，所述圆盘的外周面与所述板状摩擦件之间形成线接触摩擦副。

更进一步地，所述驱动装置包括封装为一体结构的电动机和变速箱；

所述传动装置为对称设置在所述转动摩擦件两侧的带传动装置，所述带传动装置包括安装于所述变速箱的输出轴的主动皮带轮、安装于所述转动摩擦件的中心轴的从动皮带轮以及传动连接于所述主动皮带轮和所述从动皮带轮的传动皮带；