第12章 滑动轴承教案与讲稿

目的要求
重点
难点
作业布置
本章（节） 参考书
教学方法 主要教具
备注
授 课 过 程 及 内 容
备 注
第十二章 §12－1 概述 12－ 一、特点
工作平稳、可靠无噪声；
滑动轴承
能保证液体润滑，二表面不直接接触，无磨损，油膜有吸振能力； 启动摩擦阻力较大。
二、类型
按承受载荷方向不同分： 按承受载荷方向不同分： 径向（滑动）轴承； 止推（滑动）轴承 按滑动表面润滑状态不同： 按滑动表面润滑状态不同： 液体润滑（摩擦）轴承 不完全液体润滑（摩擦）轴承 无润滑轴承 按液体润滑承载机理不同分： 液体润滑承载机理不同分： 承载机理不同分 液体动力润滑轴承（液体动压轴承） 液体静压润滑轴承（液体静压轴承） ；
·进出口油流量应相等，图中阴影面积为流量。速度三角形底边均为 v，高度不等， 因此进口处速度三角形必内凹；出口处速度三角形外凸；中间必有一处速度呈三 角形分布。
形成液体动力润滑的必要条件是： 形成液体动力润滑的必要条件 （1）相对运动表面形成收敛的楔形间隙； （2）被油膜分开的两表面有一定的相对滑动速度，并带着油由大口向小口 运动； （3）润滑油有一定的粘度，供油充分。
§12－5 滑动轴承润滑剂的选用 12－
（自学为主） 自学为主）
为了保证轴承良好的润滑状态， 除了合理选择润滑剂之外， 合理选择润滑方法和 润滑装置也是十分重要的。 （一）润滑脂及其选择 润滑脂只能间歇供给。常用的装置如图所示的（图 a）旋盖注油油杯和（图 b） 压注油杯。旋盖注油油杯靠旋紧杯盖将杯内润滑脂压入轴承工作面；压注油杯靠油枪 压注润滑脂至轴承工作面。 （二）润滑油及其选择 润滑油的润滑方法有间歇供油和连续供油两种。 间歇供油有手工油壶注油和油杯注油供油。 这种方法只适用于低速不重要的轴承 或间歇工作的轴承。 对于重要的轴承必须采用连续供润滑，连续供油方法及装置主要有以下几种
当
·
∂p ∂x
=0
时
，
h = h0时，p = p max ， 直 角 速 度 三 角
形。
3.润滑油流量 3.润滑油流量
Q = ∫ v ⋅ dy
0
h
Q=
Vh h 3 ∂p − ⋅ 2 12η ∂x
4.无限长动力润滑滑动轴承基本方程 无限长动力润滑滑动轴承基本方程
Q=
Vh h 3 ∂p − ⋅ ， 2 12η ∂x
三、应用
工作转速特高，滚动轴承高速时噪声大，寿命低； 重载，滚动轴承单件生产造价高； 高精度，旋转精度高，误差环节少； 可做成剖分式，便于装拆，调整间隙； 径向尺寸小，多根轴排列省空间； 特殊工作条件（水、腐蚀性介质） 。
§12－2 径向滑动轴承的主要结构型式 12－
1. 整体式径向滑动轴承 p272 图 12-1
常用轴承材料： 见表 12－2 轴承合金（巴氏合金、白合金） 铜合金----锡青铜、铅青铜、铝青铜
铝基轴承合金 灰铸铁、耐磨铸铁 多孔质金属材料（含油轴承）----铁基、青铜基 非金属材料----酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯等工程塑料，碳－石墨， 橡胶、木材
§12－4 轴瓦结构 12－
整体式轴承中与轴颈配合的零件称为轴套，结构如图所示，分为不带挡边和带 挡边的两种结构，其基本尺寸、公差参见 GB2509-81 或 GB2510-81。 对开式轴承的轴瓦由上下两半组成， 为使轴瓦既有一定的强度， 又有良好的减磨 性，常在轴瓦内表面浇铸一层减磨性好的材料（如轴承合金） ，称为轴承衬。轴承衬 应可靠的贴合在轴瓦表面上，为此可以采用如图所示的结合形式（图中涂黑层表示轴 承衬） 为了将润滑油引入轴承，并布满于工作表面，常在其上开有供油孔和油沟；供油 孔和油沟应开在轴瓦的非承载区，否则会降低油膜的承载能力。轴向油沟也不应在轴 瓦全长上开通，以免润滑油自油沟端部大量泄漏。 对于一些重型机器的轴承轴瓦，其上常开设油室。它既可以使润滑空间增大，并 有贮油和保证润滑油稳定应的作用。
（1）油杯滴油润滑 （2）浸油润滑 （3）飞溅润滑和油环润滑 （4）压力循环润滑
§12－6 不完全液体润滑滑动轴承设计计算 12－ 一、径向滑动轴承的设计计算
（重点内容） 重点内容）
用于工作可靠性要求不高的低速、重载、间歇工作的轴承。 轴承可靠的工作条件是：边界膜不破坏。 1. 验算轴承平均压力(保证边界膜不破裂和轴承强度)： p =
3. 验算滑动速度（考虑磨损）：
v ≤ [v ]
H 9 H8 H7 或 、 。 d9 f7 f6
（自学）
（12－3）
选取适当的配合。一般可取：
二、 止推滑动轴承的计算
§12－7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 一、流体动力润滑的基本方程 （重点内容）
流体动力润滑： 流体动力润滑：两个作相对运动的摩擦表面，因相对速度而产生的粘性流体膜将两表 面完全隔开，有流体膜产生的压力来平衡外载荷，称为流体动力润 滑。 ·二板不平行，且板间的间隙沿运动方向 由大到小呈收敛的楔形。 ·板上载荷为 F，若板两端速度呈三角形 （虚线） 分布， 将形成进油多， 出油少， 间隙内“拥挤” ，产生油压，将板托起 （承载） ，形成压力油膜—称为动压油 膜。
2．油层的速度分布（在某一截面内，速度沿 y 方向的分布规律） 油层的速度分布
→
∴
∴
∂p ∂ 2v =η⋅ 2 ∂x ∂y v=
→
∂ 2 v 1 ∂p = ∂y 2 η ∂x
V (h − y ) y (h − y ) ∂p − ； h 2η ∂x
∂p 为常数，h 是常数，y 是变量。 ∂x
式中：在一个截面内 油层的速度分为二部分： 油层的速度分为二部分：
流体动力润滑的基本方程 1. Σx = 0 ， p283
∂p ∂τ pdydz + τdxdz − p + dx dydz − τ + dy dxdz = 0 ∂x ∂y ∂p ∂τ ∂v = − ，又因为 τ = −η ， ∂y ∂y ∂x ∂ 2v ∂p =η⋅ 2 ， 压力沿 x 方向变化与速度 ∂x ∂y ∂ 2v ∂p 沿 y 方向变化的关系。若速度 v 沿 y 呈线性关系 2 = o, 则 =0 ∂x ∂y
hmin 越小，承载能力越大；应满足 hmin ≥ R z1 + R z 2
径向滑动轴承的几何关系和承载量 三、 因数
（不要求掌握推导过程）p286
径向滑动轴承能形成楔形间隙， 产生压力油膜如图 要求掌握径向滑动轴承的几个主要几何关系及油 压分布形态：
1. 几何关系
·轴承直径间隙： ∆ = D − d ； ·半径间隙： δ = R − r = ∆ / 2 ； ∆ δ ·相对间隙：ψ = = ； d r e ·偏心率： χ = ；e 为偏心距
教 案 与 讲 稿
2007 年 9 月 6 日 授课时间 2007 年 9 月 10 日 2007 年 9 月 13 日 星期 一 星期 一 星期 四 第 第 第 1、2 1、2 1、2 节 节 节
授课内容 概要
§12-1 概述 §12-2 径向滑动轴承的主要结构形式 §12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料 §12-4 轴瓦结构 §12-5 滑动轴承润滑剂的选用 §12-6 不完全液体润滑滑动轴承设计计算 §12-7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 §12-８ 其它型式滑动轴承简介 1、了解轴承的分类和用途；了解滑动轴承的结构种类。 2、了解滑动轴承的失效形；轴瓦的材料和结构； 3、熟悉不完全液体润滑滑动轴承（径向滑动轴承；止推滑动轴承）的失效形式和 设计计算； 4、掌握动压液体润滑滑动轴承的设计计算方法。 1、 滑动轴承的失效形式和滑动轴承材料的选择； 2、 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算； 3、 动压液体润滑滑动轴承的设计计算。 1、 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算； 2、 动压液体润滑滑动轴承的设计计算。 选择与填空：12-1～5 分析与思考：12-6～25 设计计算：12-27、28 习题 12-2、3 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] 吴宗泽．机械设计(第一版)．高等教育出版社，2001 年 7 月． 邱宣怀．机械设计(第四版)．高等教育出版社，1997 年 7 月． 彭文生．机械设计(第二版)．华中科技大学出版社，2000 年 3 月． 李育锡主编， 机械设计作业集 （1） （2） (第二版) ． 北京： 高等教育出版社， 2001 彭文生、 黄华梁主编， 机械设计教学指南(第一版)． 北京： 高等教育出版社， 2003 吴宗泽，黄纯颖主编， 机械设计习题集(第三版) ．北京：高等教育出版社， 2002 濮良贵、 纪名刚主编， 机械设计学习指南(第四版)． 北京： 高等教育出版社， 2001 周开勤．机械零件手册(第四版)．高等教育出版社，1994 年． 课堂讲授和多媒体演示 多媒体、机械设计教具
∂p ∂x Vh0 , 2
当 h = h0 时， = 0,∴ Q =
→
Vh0 Vh h 3 ∂p = − ⋅ 2 2 12η ∂x
∂p 6ηv = 3 (h − h0 ) ∂x h
雷诺方程： 雷诺方程：
（12－8）
∂p >0， 沿 x 上升； ，p ∂x ∂p ·当 h = h0时， =0 时， p = p max ； ∂x ∂p ·当 h < h0 时， <0， p 沿 x 下降， ∂x ·收敛的压力油膜：该油膜沿 x 方向各处油压都大于入口和出口的油压，能支 持载荷。
∂p 6ηV = 3 (h − h0 ) ∂x h
∂p 与 v 成正比，v 小，p 小； ∂x ∂p · 与粘度成正比，粘度大，p 大 ∂x
· ·液体动力润滑可以获得足够厚的油膜，保证二表面不直接接触，避免磨 损出现。
二、径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 p285 图 12-13
a） 轴静止； b）n≈0，摩擦力与圆 周速度方向相反， 轴心向右移动； c） n↑，v↑形成油 膜，摩擦系数 f 下 降，轴承向左移 动； d）n↑，v↑，轴颈抬高，oo1 变小，油楔角度也变小，内压又下降， 轴下降； 同时，速度大，油层相对速度变大，内摩擦增大，f↑，发热，油粘 度下降，油压减小，轴下降。达到某种平衡状况。 e） n = ∞ ，孔与轴心重合， 轴心的位置随转速与载荷的不同而不断改变。 当转速高，载荷小时，oo1 最小， hmin 最大； 当转速低，载荷大时，oo1 最大， hmin 最小；