①硬度的影响 磨损过程时材料表面产生裂纹到裂纹扩展并剥落的过程。适量的增加材料表

面的硬度对阻碍裂纹的产生有帮助；但当材料硬度十分大时，它在在相同工况下 摩擦升温的速度也十分快，这样也容易加速扩展材料表面的疲劳裂纹。

②表面粗糙度的影响 因为粗糙度大的材料表面的应力会比较容易集中起来，摩擦接触面上的应力

峰值在相同条件下会增大，从而导致材料表面微凸起处产生裂纹。

③润滑剂的影响 材料摩擦时需要添加润滑剂，而润滑剂的粘度是不稳定的，它会受到外界温

度与压力的影响，当温度升高压力变大时，润滑剂的粘度降低导致润滑效果变差，

[4]

所以材料磨损量增大 。

4、腐蚀磨损

摩擦情况下，由摩擦副一面或两面与中间润滑介质中的某些添加剂成分发生

[4]

化学或电化学反应而产生的材料表面损伤叫腐蚀磨损 。腐蚀磨损包括氧化磨损

和电化学腐蚀磨损两种。氧化磨损是金属摩擦副中的材料表面氧化膜磨损消失 后，又迅速在金属材料表面形成新的氧化膜，所以说化学氧化和机械磨损共同作 用才产生了氧化磨损。电化学腐蚀是材料在摩擦磨损的过程中发生了点化学反 应。例如一对啮合齿轮在传动过程中，啮合的齿面与其附近的润滑介质产生不同 种类的电化学反应而导致材料表面损伤，这种磨损就称其为腐蚀磨损。

1。4 本课题研究的内容及意义

1。4。1 本课题研究的内容

尽管国内外学者对不同形状、尺寸、以及不同材料的齿轮钢的摩擦磨损特性 进行了大量的实验研究同时还进行了大量的理论推导和模拟计算，取得了较大的 突破和进展。众所周知齿轮的材料多种多样，不同材料的齿轮其摩擦磨损特性并 不相同，即使是相同材料的齿轮，当它们在不同的工况条件下工作时，它们的摩 擦特性也会有所差异。故本课题是在 M-2000A 多功能磨损实验机上实验 20CrMnTi 齿轮钢在不同载荷、不同速度、不同表面粗糙度、不同润滑介质下的材料摩擦系 数，磨损率以及材料磨损后的表面形貌分析。本文主要研究内容如下：

（1）查阅资料，根据机械的实际工况拟定不同工况下的实验方案；

在 M-2000A 多功能磨损实验机上进行 20CrMnTi 齿轮钢摩擦磨损性能实验， 采用控制变量的方法研究 20CrMnTi 齿轮钢在不同载荷、不同速度、不同表面粗

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糙度、不同润滑介质下的摩擦系数 ，磨损率以及磨损量的变化，然后进行对比

分析何种条件下该材料的齿轮钢摩擦性能较好；

（2）用 VW-9000 超景深高倍显微镜观察磨损后的材料表面微观形貌，并分析 磨损机理；

1。4。2 本课题研究的意义

齿轮传动是机械工业中最基础的环节，在齿轮传动的过程中往往伴随着齿面 间的摩擦磨损。本课题研究的是 20CrMnTi 齿轮钢材料的摩擦特性，其目的就是 为了了解在何种工况下才能使该材料的齿轮钢表现出最佳的摩擦性能。这样才能 增加齿轮的使用寿命。当我们深入了解该材料的摩擦特性时，才能知道该种材料 的齿轮更加适合的工作条件，所以当该材料的齿轮在其合适的工作条件下传动 时，它的摩擦磨损会减小到最小，从而机械的生产效率才会提高，进一步的促进 机械行业更好、更快的发展。

2 20CrMnTi 齿轮钢材料的摩擦特性实验研究

2。1 实验设备简介