图1-1  粗糙表面的接触情况                 图1-2  摩擦力和表面粗糙度的关系曲线

        2.润滑机理
        把一种具有润滑性能的物质，加到两相互接触物体的摩擦面上，达到降低摩擦和减少磨损的手段称为润滑。常用的润滑介质有润滑油和润滑脂。
        润滑油和润滑脂有一个重要物理特性，就是它们的分子能够牢固地吸附在金属表面上而形成一层薄薄的油膜的性能，这种性能称为油性。这层薄薄的油膜—边界油膜的形成是因为润滑剂是一种表面活性物质，它能与金属表面发生静电吸附，并产生垂直方向的定向排列，从而形成了牢固的边界油膜。边界油膜很薄，一般只有0.1～0.4μm。但在一定条件下，能承受一定的负荷而不致破裂。在两个边界之间的油膜，称为流动油膜。这样完整的油膜由边界油膜和流动油膜两部分组成的，如图4-6所示。这种油膜在外力作用下与摩擦表面结合很牢，可能将两个摩擦面完全隔开，使两个零件表面的机械摩擦转化为油膜内部分子之间的摩擦，从而减少了两个零件的摩擦和磨损，达到了润滑的目的。
        3.摩擦和润滑的分类
        根据摩擦物质的运动状态，摩擦可分为静摩擦和动摩擦两大类。静摩擦是物体刚开始运动，但尚未运动的那一瞬间的摩擦现象。动摩擦是两个物体在相对运动过程中的摩擦。因此静摩擦系数比动摩擦系数大。

图1-3  油膜示意图
1—边界油膜；2—流动油膜

        根据物体的运动方式，摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩擦。当一个物体在另一个物体表面上滚动时，并使两个物体在一个点或者一条线上接触时，这样的摩擦叫滚动摩擦。在干燥状态下，同样材质的两物料，其滑动摩擦的摩擦系数要比滚动摩擦的系数大10～100倍。
        根据摩擦物体的表面润滑程度，摩擦可分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦、半干摩擦和半液体摩擦等。
        ①干摩擦  在两个滑动摩擦表面之间不加润滑剂，使两表面直接接触，这时的摩擦称为干摩擦。如图1-4(a）所示。
        干摩擦时，摩擦表面的磨损是很严重的。因此，在机械设备中，除了利用摩擦力（如各种摩擦传动装置和制动器）的情况以外，在其他机械传动中，干摩擦是绝对不允许的，应尽量防止干摩擦。
        ②边界摩擦（又叫边界润滑）在两个滑动摩擦表面之间，由于润滑剂供应不充足，无法建立液体摩擦，只能依靠润滑剂中的极性分子在摩擦表面上形成一层极薄的（0.1～0.2μm）“绒毛”状油膜润滑。这层油膜能很牢固地吸附在金属的摩擦表面上。这时，相互接触的不是摩擦表面本身（或有个别点直接接触），而是表面的油膜，如图1-4(b)所示。
        ③液体摩擦（又叫液体润滑）在滑动摩擦表面之间，充满润滑剂。表面不直接接触，这时摩擦表面不发生摩擦，而是在润滑剂的内部产生摩擦，所以称为液体摩擦，如图1-4(c)所示。液体摩擦时摩擦表面不发生磨损。所以在一切机器零件的摩擦表面上应尽量建立液体摩擦，这样才能延长零件的使用寿命。
        ④半干摩擦和半液体摩擦  半干摩擦是介于干摩擦和边界摩擦之间的一种摩擦形式，如图1-4 (d)所示。半干和半液体摩擦常在以下几种情况下发生：机器起动和制动时；机器在做往复运动和摆动时；机器负荷剧烈变动时；机器在高温、高压下工作时；机器的润滑油黏度过小和供应不足时等。

图1-4  摩擦的种类