在阐述低速重载滑动面用自润滑复合材料的制备工艺及相关性能的基础上，本书对自润滑复合材料在螺旋面上的成形工艺、自润滑滑动螺旋副的工作性能及结构设计进行了相关论述。全书共7章，较详细地论述了高效重载滑动螺旋副构想，螺旋传动的效率与载荷分析，树脂基复合材料制备与摩擦学表征，CFEP复合材料的制备及其干摩擦磨损性能，油润滑下CFEP复合材料的摩擦磨损性能，复合材料螺母的制备及性能测试，最后对800kN螺旋精压机用螺旋副的钢基体进行了结构设计与优化。

　　本书可供从事聚合物基自润滑复合材料研究和生产的科技人员参考，也可供大专院校材料加工工程、机械工程、材料科学与技术等领域本科生和研究生阅读。

　　第1章高效重载滑动螺旋副构想

　　滑动摩擦副因承载力高、工作平稳可靠等优点而广泛用于各类重载设备中，导轨、轴承、螺旋副是此类摩擦副应用的典型代表。滑动导轨因易与其他导轨技术（如磁浮）形成复合型精密导轨而备受关注，球面滑动轴承（关节轴承）已成为许多装备中不可或缺的关键零部件，重载螺旋副更是许多重型装备中的关键部件。工作在重载下的滑动摩擦副不仅要求有高的力学性能要求，更需良好的摩擦学性能，以降低驱动功率消耗，克服低速抖动与爬行。而当其工作在低速工况下时，又因液体润滑油膜难以形成而更进一步提高了对材料摩擦学性能的要求。如何获得高承载能力、低摩擦因数和耐磨性优良的新型滑动摩擦副成为各类重载设备的关键技术问题。

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第1章高效重载滑动螺旋副构想（1）

1.1数控重载驱动与新型滑动螺旋副（1）

1.1.1成形装备的新发展——伺服压力机（1）

1.1.2数控重载驱动技术（2）

1.1.3螺旋传动在伺服压力机中的地位及存在的问题（5）

1.1.4新型高效、重载、精密滑动螺旋副的构想及开发关键（6）

1.2重载传动件摩擦学性能改善途径（7）

1.2.1金属背衬自润滑层材料与工艺（7）

1.2.2自润滑材料整体成形（10）

1.2.3边界润滑摩擦面固体润滑涂层技术现状（11）

1.3环氧润滑耐磨涂层摩擦学性能影响因素与发展（12）

1.3.1涂层摩擦学性能影响因素（13）

1.3.2环氧润滑耐磨涂层有待解决的问题（14）

1.3.3织物增强的树脂基衬层（15）

1.4碳织物增强聚合物基自润滑材料摩擦学研究现状与发展（16）

1.4.1聚合物基体（17）

1.4.2组分改性（19）

1.4.3碳织物增强工艺及其对材料摩擦磨损性能的影响（21）

1.4.4摩擦磨损机理（22）

第2章螺旋传动效率与载荷分析（25）

2.1高效、重载、精密螺旋副实现途径分析（25）

2.1.1螺旋传动效率影响因素分析（25）

2.1.2螺旋升角与力能关系（27）

2.1.3高效、重载、精密滑动螺旋副实现途径（28）

2.2传动螺旋副螺纹轴向载荷分布计算（30）

2.2.1螺牙轴向载荷分布数学模型（30）

2.2.2系统弹簧组等效模型（31）

2.2.3等截面圆螺母螺纹载荷分布计算式（33）

2.2.4算例与验证（35）

2.3螺纹参数对螺纹轴向载荷分布的影响规律（37）

2.3.1力F的分布位置（37）

2.3.2螺纹圈数n（38）

2.3.3螺母、螺杆材料的弹性模量比值EN/ES（39）

2.3.4牙厚h与螺距P（40）

2.3.5螺母壁厚B（40）

2.3.6降低螺纹轴向载荷、提高分布均匀性的途径（41）

第3章树脂基复合材料制备与摩擦学表征（43）

3.1基体材料（43）

3.1.1基体材料的组分及其作用（44）

3.1.2基体材料的工艺性（46）

3.1.3高性能树脂基体（47）

3.2碳纤维及中间基材（49）

3.2.1碳纤维种类（49）

3.2.2中间基材（50）

3.2.3热塑性树脂用中间基材（55）

3.3聚合物基复合材料制备工艺（56）

3.3.1复合材料预浸料、预混料的制备（57）

3.3.2手糊成形（65）

3.3.3袋压成形（66）

3.3.4缠绕成形（67）

3.3.5拉挤成形（68）

3.3.6模压成形（69）

3.3.7树脂传递模塑（70）

3.3.8纤维增强热塑性聚合物（FRTP）成形技术（71）

3.3.9注射成形（72）

3.4聚合物复合材料摩擦学表征与摩擦磨损影响因素（73）

3.4.1摩擦学特性的表征（73）

3.4.2摩擦学过程的主要影响因素（76）

3.4.3聚合物复合材料摩擦磨损的影响因素（78）

第4章CFEP复合材料的制备及其干摩擦磨损性能（82）

4.1引言（82）

4.2材料制备及测试方法（84）

4.2.1原料和样品制备（84）

4.2.2性能测试及表面分析方法（85）

4.2.3复合材料试样制备参数（86）

4.3制备工艺对复合材料干摩擦磨损性能的影响（87）

4.3.1湿法及半干法工艺（87）

4.3.2纤维布的含胶量（87）

4.3.3固化剂（89）

4.4复合材料组分对干摩擦磨损性能的影响（90）

4.4.1MoS2、石墨与PTFE单组分（90）

4.4.2MoS2与石墨组分配比（92）

4.4.3黏结树脂（93）

4.5复合材料干摩擦磨损机理（93）

4.5.1纯CFEP复合材料（93）

4.5.2MoS2、石墨与PTFE单组分改性CFEP复合材料（95）

4.5.3MoS2、石墨与PTFE共同改性的CFEP复合材料（97）

4.5.4含胶量低的CFEP复合材料（99）

4.6CFEP复合材料制备中常见缺陷及防治（99）

4.6.1气泡（99）

4.6.2分层（100）

4.6.3固化不良（100）

第5章油润滑下CFEP复合材料的摩擦磨损性能（101）

5.1无油槽浸油润滑下CFEP复合材料摩擦磨损性能（101）

5.1.1测试条件（101）

5.1.2不同稳态载荷下的摩擦特性（102）

5.1.3启动载荷的影响（103）

5.1.4速度对摩擦因数的影响（104）

5.1.5碳织物的影响（105）

5.2油润滑下CFEP复合材料摩擦磨损机理分析（106）

5.2.1磨损表面形貌分析（106）

5.2.2摩擦接触模型分析（108）

5.3环面油槽设计（109）

5.3.1环面对数螺线油槽结构（110）

5.3.2螺线油槽表面的抽运作用（111）

5.3.3油槽承载能力（113）

5.3.4试环油槽尺寸优化（114）

5.4环面油槽润滑对复合材料摩擦磨损性能的影响（116）

5.4.1斜向直线油槽对摩擦因数的影响（116）

5.4.2对数螺线油槽对摩擦因数的影响（118）

5.4.3对数螺线油槽复合材料摩擦因数与速度的关系（119）

5.4.4摩擦磨损分析（121）

第6章复合材料螺母的制备及性能测试（123）

6.1碳纤维增强复合材料螺母的制备（123）

6.2螺旋传动效率测试系统（126）

6.2.1测试装置设计（126）

6.2.2效率测试原理（127）

6.2.3测试螺纹基本参数（128）

6.2.4测力传感器的选择（129）

6.2.5测试基本参数设定（129）

6.3CFEP复合材料螺母钢质螺杆效率测试（129）

6.3.1四种工况下的Fxt特性（130）

6.3.2螺母力矩随载荷的变化（131）

6.3.3摩擦因数随载荷的变化（133）

6.3.4螺旋副的传动效率（135）

第7章精密螺旋压力机用螺旋副结构设计与优化（136）

7.1螺旋压力机概述（136）

7.1.1螺旋压力机发展简史（137）

7.1.2几种典型的螺旋压力机（137）

7.1.3螺旋压力机的发展（140）

7.2螺旋副结构设计（141）

7.2.1主要工作参数（141）

7.2.2螺旋副设计计算（142）

7.3衬层螺旋副对传动系统的影响（145）

7.3.1传动效率（145）

7.3.2驱动力矩（146）

7.4螺旋副有限元分析（147）

7.4.1模型及网格划分（148）

7.4.2建立接触对（148）

7.4.3施加载荷、边界条件和求解（149）

7.4.4后处理（149）

7.5螺母结构优化（151）

7.5.1等截面铜、钢圆螺母螺纹载荷分布对比（152）

7.5.2钢螺母结构对螺纹载荷分布的影响（154）

7.5.3改善钢基螺母螺纹轴向载荷分布的优化结构（156）

附录A800kNCNC精密螺旋压力机电动机力矩计算（158）

附录B试环油槽尺寸优化分析MATLAB程序（161）

附录C螺旋副效率测试装配设计（164）

参考文献（165）