江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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•• 四个无量纲量
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•三．承载量系数Cp •用极坐标来积分
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•★Pφ为对应任意φ角任意位置的压力（从φ1到φ
进行积分）
•★Pφy为Pφ在外载荷方向上的分量（力的分解） •★Py为轴承在单位宽度上的油膜承载力（从φ1到φ2 进行积分）（P’y为考虑端泄的影响对Py进行修正） •★F为油膜的总的承载能力（从-B/2到+B/2进行积
分）
•积分一次
•积分二次
•积分三次
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•★Cp求取 ①计算机数值分析（数值积分 ）
•B•－－轴承宽度②m实验（F－表－12外～载8） N
•V－－圆周速度 m/s
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η－－动力粘度 Ns/m2 江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•四．膜厚条件
•式中：S —— 安全系数 通常 S≥2
江苏大学机械设计第12 章_滑动轴承
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2020/11/22
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
第十二章 滑动轴承
•§12-1 概 述 •§12-2 滑动轴承的典型结构
•§12-3 滑动轴承的失效形式
•§12-4 轴瓦的材料和结构
•§12-5 不完全液体润滑滑动轴承设计计 算•§12-6 液体动力润滑基本理论
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•分析 •取微元体
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•x
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•F 油压p分布曲线
•V
•h
0
•v
•y
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•• 油层速度分布
•• 单位宽流量 •设在p=pmax处的油膜厚度为h0，即该截 面处的流量为Q=Vh0/2
• a)实心式 PPT文档演模板
b)空心式
c)单环式江苏大学机械设计第12d章)滑多动轴环承 式
§12-3 滑动轴承的失效形式
•一．磨粒磨损 •二．刮伤 •三．胶合 •四．疲劳剥落 •五．腐蚀
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
§12-4 轴瓦的材料和结构
•一．对轴瓦材料的要求
•1．良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性 •2．良好的顺应性、嵌入性和磨合性 •3．足够的强度和抗腐蚀性
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
§12-5 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
•A．失效形式: 边界油膜破裂，引起过度磨损（胶合） •B．设计准则: 耐磨性条件（边界油膜不破裂）
•由于这类轴承的承载能力不仅与边界膜的强度及破 裂温度有关，而且与轴承的材料、轴颈及轴承表面粗 糙度、润滑油的供给量等因素有密切的关系，因此在 工程上常以维持边界膜不遭破坏为最低设计要求，采 用简化的条件性计算方法，该方法只适用与一般对工 作可靠性要求不高的低速、重载或间隙工作的滑动轴 承。
•§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
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
§12-1 概 述
•一．工作特点
•1．工作平稳、噪音小，承受冲击与振动载荷 •2．径向尺寸小（可用在径向尺寸受限制的场合） •3．轴承特大特重型且需单件生产时 •4．工作转速特高的轴承 •5．特殊工作条件 •下6．可制成剖分式
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•几何参数与油 压分布曲线
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•二．几何参数
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•• 影响承载能力的七个因素
•外载F、宽度B、轴径 d®、间隙Δ(δ)、偏心 e •速度V、粘度η。
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•剖分式滑动轴承结构
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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•调心滑动轴承
•可调间隙的滑动轴 承
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•二．止推轴承
•实心式 •空心式 •单环式 •多环式
•承载区
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•油沟与油槽的位置；
•不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低 轴承的承载能力
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•油沟与油槽的形状与位置
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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衡计算。
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
§12-2 滑动轴承的典型结构
•一．径向轴承
•1．整体式
•缺点：①磨损后间隙不能调整
•
②安装时需作轴向移动，装拆不方便
•2．剖分式
•3．自动调心式
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•径向滑动轴承的结构
•整体式滑动轴承结构
•斜剖分式滑动轴承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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整体式轴 瓦
轴瓦的固江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•四．油孔和油槽 •油孔和油槽应开在非承载区
•对于液体动压径向轴承油槽有周向和轴向两 种•●整体轴套：油槽开在油膜厚度最大位置. •●对开式：油槽开在剖分面处.
•非承载区
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•二．类型
•1．按受载方向分 •径向轴承：受径向载荷
•止推轴承：受轴向载荷
•2．按润滑状态分 •液体动力润滑轴承 •液体润滑轴承 •液体静压润滑轴承
•不完全液体润滑轴承
•三．主要设计内容
•轴承的型式与结构、轴瓦的结构与材料、轴承的结
构参数、润滑剂选择与供应、轴承的工作能力及热平
•二．止推滑动轴承
•式中
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
§12-6 液体动力润滑基本理论
•一．液体动力润滑的基本方程
•假设 •① 忽略压力对粘度的影响 •② 沿 x 向作层流 Re ≥ 2000 •③ 沿 z 向无流动 •④ 油不可压缩 •⑤ 油具有油性 •⑥ 油的重力、惯性力不计 •⑦ y 向油压不变
•●对开式轴瓦：厚壁与薄壁
• 厚壁用铸造方法制造，将轴承合金用离心铸造法浇铸
在其表面，轴瓦内表面制出各种形式的榫头、沟槽。
• 薄壁用双金属板轧制方法制造，用于汽车发动机，轴
瓦刚性小，受力后形状取决于轴承座的形状，轴瓦与轴承
座需精密加工。
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•轴瓦结构：由1~3层材料制成(轴瓦内表面结构 )
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•多油楔轴承
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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•可倾瓦式多油楔轴承
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•○推力滑动轴承
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•V •动压推力滑动轴承
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•
•
• a单向旋转
b双向旋转
c可倾瓦推力轴承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•③铝基合金（略）
•④灰铸铁、耐磨铸铁 （略） PPT文档演模板
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•2．粉末冶金材料（多孔金属材料）烧结而成
•铁粉+石墨 •铜粉+石墨
•含油轴承：使用前浸油
•3．非金属材料（塑料、橡胶、碳-石墨、木材等）
•三．轴瓦结构
•●整体式轴瓦：整体、单层、双层、多层卷制轴瓦
•
Hale Waihona Puke Baidu
（可在内表面镶嵌金属或非金属的轴承衬）
•
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推荐 B/d =1
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•2．相对间隙ψ（根据载荷与速度来选取） •速度高，ψ选大些 •旋转精度高，ψ选小些 •载荷大， ψ选小值
•3．粘度η
•☆☆计算过程参见例题
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
§12-8 其它型式滑动轴承简介
•○径向滑动轴承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•一．径向轴承
•验算p是为了防止工作压力过大，引起剧烈磨 损 •验算pv是为了控制温升、防止胶合。 •验算v是为了防止滑动速度过高而加速磨损， PPT文档而•演选模板且取也滑可动轴防承止的局配部合p：v值H9过/d高9、，H江引8苏/大f7起学机、械局设H计第7部1/2f章6胶滑动轴合承 。
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•f
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•问题：如何理解
•●若ti＞35～40℃，易于建立热平衡 •●若ti＜35～40℃，不易于建立热平衡
•六．参数选择
•1．宽径比 B/d
•B/d 小→结构紧凑
•B/d 过小→端泄严重
•
→承载能力低
•B/d 大→①承载能力大
•
②端泄少
•
→易发热
•一般 B/d =0.3~1.5
•本章结束
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/22
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•
Rz1、Rz2—— 轴颈、轴瓦的粗糙度十点高度
•分析
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•总结 •①相似条件 B/d、ψ、 相同→Cp 相等
•②
•分析
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•五．热平衡计算
•目的 •控制油温，保证液体润滑 •条件 •发热量 H= 散热量(H1+H2)
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•式中
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•设计时，先假设一个平均温度tm（≤75℃）
•假设 tm
•查η
•其它参 数
•校核hmin≥[h]
•查 χ ， •求 hmin
•校核入口温度ti
•求 Δt
•●若ti＞35～40℃，易于建立热平衡 PPT文档•演●模板 若ti＜35～40℃，不易于建立热平衡江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•二．常用的轴瓦材料
•1．金属材料 •①轴承合金(巴氏合金或白合金)：嵌入性与顺
应性最好，磨合性良好，但强度低只作为轴承衬使 用。用于重载、中高速场合、价格较贵
•轴承合金：锡基轴承合金、铝基轴承合金
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•②铜合金
•青铜：•锡青铜、铅青铜、铝青铜 •黄铜
•铜合金有较高的强度、较好的减摩性和耐磨性，青 铜比黄铜好。其中锡青铜减摩性和耐磨性最好，但锡 青铜嵌入性、顺应性、磨合性比轴承合金差，用于重 载及中速场合，价格较贵；铅青铜抗粘附能力强，用 于重载及高速场合；铝青铜的强度与硬度较高，抗粘 附能力差，用于重载及低速场合。应用广泛
§12-7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算
•一．建立液体动力润滑的过程（分三个阶段）
•准备起动阶段 •不稳定润滑阶段（在摩擦力作用下沿孔壁爬行） •液体动力润滑运行阶段
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•
a)静止
b)启动
c)稳定运转
•注意转向与轴颈在轴承中的位置关系
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•一维雷诺方程
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•二．形成液体动压润滑的必要条件
•1．两相对运动表面必须形成收敛油楔
•2．两表面有一定的相对运动速度，
•
大口进，小口出
•3．油有一定粘度，且供油充分
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•三．承载量系数Cp •用极坐标来积分
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•★Pφ为对应任意φ角任意位置的压力（从φ1到φ
进行积分）
•★Pφy为Pφ在外载荷方向上的分量（力的分解） •★Py为轴承在单位宽度上的油膜承载力（从φ1到φ2 进行积分）（P’y为考虑端泄的影响对Py进行修正） •★F为油膜的总的承载能力（从-B/2到+B/2进行积
分）
•积分一次
•积分二次
•积分三次
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•★Cp求取 ①计算机数值分析（数值积分 ）
•B•－－轴承宽度②m实验（F－表－12外～载8） N
•V－－圆周速度 m/s
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η－－动力粘度 Ns/m2 江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•四．膜厚条件
•式中：S —— 安全系数 通常 S≥2
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
第十二章 滑动轴承
•§12-1 概 述 •§12-2 滑动轴承的典型结构
•§12-3 滑动轴承的失效形式
•§12-4 轴瓦的材料和结构
•§12-5 不完全液体润滑滑动轴承设计计 算•§12-6 液体动力润滑基本理论
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•分析 •取微元体
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•x
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•F 油压p分布曲线
•V
•h
0
•v
•y
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•• 油层速度分布
•• 单位宽流量 •设在p=pmax处的油膜厚度为h0，即该截 面处的流量为Q=Vh0/2
• a)实心式 PPT文档演模板
b)空心式
c)单环式江苏大学机械设计第12d章)滑多动轴环承 式
§12-3 滑动轴承的失效形式
•一．磨粒磨损 •二．刮伤 •三．胶合 •四．疲劳剥落 •五．腐蚀
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
§12-4 轴瓦的材料和结构
•一．对轴瓦材料的要求
•1．良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性 •2．良好的顺应性、嵌入性和磨合性 •3．足够的强度和抗腐蚀性
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
§12-5 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
•A．失效形式: 边界油膜破裂，引起过度磨损（胶合） •B．设计准则: 耐磨性条件（边界油膜不破裂）
•由于这类轴承的承载能力不仅与边界膜的强度及破 裂温度有关，而且与轴承的材料、轴颈及轴承表面粗 糙度、润滑油的供给量等因素有密切的关系，因此在 工程上常以维持边界膜不遭破坏为最低设计要求，采 用简化的条件性计算方法，该方法只适用与一般对工 作可靠性要求不高的低速、重载或间隙工作的滑动轴 承。
•§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
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
§12-1 概 述
•一．工作特点
•1．工作平稳、噪音小，承受冲击与振动载荷 •2．径向尺寸小（可用在径向尺寸受限制的场合） •3．轴承特大特重型且需单件生产时 •4．工作转速特高的轴承 •5．特殊工作条件 •下6．可制成剖分式
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•几何参数与油 压分布曲线
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•二．几何参数
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•• 影响承载能力的七个因素
•外载F、宽度B、轴径 d®、间隙Δ(δ)、偏心 e •速度V、粘度η。
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•剖分式滑动轴承结构
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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•调心滑动轴承
•可调间隙的滑动轴 承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•二．止推轴承
•实心式 •空心式 •单环式 •多环式
•承载区
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•油沟与油槽的位置；
•不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低 轴承的承载能力
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•油沟与油槽的形状与位置
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衡计算。
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
§12-2 滑动轴承的典型结构
•一．径向轴承
•1．整体式
•缺点：①磨损后间隙不能调整
•
②安装时需作轴向移动，装拆不方便
•2．剖分式
•3．自动调心式
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•径向滑动轴承的结构
•整体式滑动轴承结构
•斜剖分式滑动轴承
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整体式轴 瓦
轴瓦的固江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•四．油孔和油槽 •油孔和油槽应开在非承载区
•对于液体动压径向轴承油槽有周向和轴向两 种•●整体轴套：油槽开在油膜厚度最大位置. •●对开式：油槽开在剖分面处.
•非承载区
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•二．类型
•1．按受载方向分 •径向轴承：受径向载荷
•止推轴承：受轴向载荷
•2．按润滑状态分 •液体动力润滑轴承 •液体润滑轴承 •液体静压润滑轴承
•不完全液体润滑轴承
•三．主要设计内容
•轴承的型式与结构、轴瓦的结构与材料、轴承的结
构参数、润滑剂选择与供应、轴承的工作能力及热平
•二．止推滑动轴承
•式中
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§12-6 液体动力润滑基本理论
•一．液体动力润滑的基本方程
•假设 •① 忽略压力对粘度的影响 •② 沿 x 向作层流 Re ≥ 2000 •③ 沿 z 向无流动 •④ 油不可压缩 •⑤ 油具有油性 •⑥ 油的重力、惯性力不计 •⑦ y 向油压不变
•●对开式轴瓦：厚壁与薄壁
• 厚壁用铸造方法制造，将轴承合金用离心铸造法浇铸
在其表面，轴瓦内表面制出各种形式的榫头、沟槽。
• 薄壁用双金属板轧制方法制造，用于汽车发动机，轴
瓦刚性小，受力后形状取决于轴承座的形状，轴瓦与轴承
座需精密加工。
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•轴瓦结构：由1~3层材料制成(轴瓦内表面结构 )
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•多油楔轴承
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•可倾瓦式多油楔轴承
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•○推力滑动轴承
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•V •动压推力滑动轴承
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•
•
• a单向旋转
b双向旋转
c可倾瓦推力轴承
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•③铝基合金（略）
•④灰铸铁、耐磨铸铁 （略） PPT文档演模板
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•2．粉末冶金材料（多孔金属材料）烧结而成
•铁粉+石墨 •铜粉+石墨
•含油轴承：使用前浸油
•3．非金属材料（塑料、橡胶、碳-石墨、木材等）
•三．轴瓦结构
•●整体式轴瓦：整体、单层、双层、多层卷制轴瓦
•
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（可在内表面镶嵌金属或非金属的轴承衬）
•
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推荐 B/d =1
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•2．相对间隙ψ（根据载荷与速度来选取） •速度高，ψ选大些 •旋转精度高，ψ选小些 •载荷大， ψ选小值
•3．粘度η
•☆☆计算过程参见例题
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§12-8 其它型式滑动轴承简介
•○径向滑动轴承
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•一．径向轴承
•验算p是为了防止工作压力过大，引起剧烈磨 损 •验算pv是为了控制温升、防止胶合。 •验算v是为了防止滑动速度过高而加速磨损， PPT文档而•演选模板且取也滑可动轴防承止的局配部合p：v值H9过/d高9、，H江引8苏/大f7起学机、械局设H计第7部1/2f章6胶滑动轴合承 。
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•f
江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•问题：如何理解
•●若ti＞35～40℃，易于建立热平衡 •●若ti＜35～40℃，不易于建立热平衡
•六．参数选择
•1．宽径比 B/d
•B/d 小→结构紧凑
•B/d 过小→端泄严重
•
→承载能力低
•B/d 大→①承载能力大
•
②端泄少
•
→易发热
•一般 B/d =0.3~1.5
•本章结束
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演讲完毕，谢谢听讲!
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•
Rz1、Rz2—— 轴颈、轴瓦的粗糙度十点高度
•分析
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•总结 •①相似条件 B/d、ψ、 相同→Cp 相等
•②
•分析
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•五．热平衡计算
•目的 •控制油温，保证液体润滑 •条件 •发热量 H= 散热量(H1+H2)
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•式中
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•设计时，先假设一个平均温度tm（≤75℃）
•假设 tm
•查η
•其它参 数
•校核hmin≥[h]
•查 χ ， •求 hmin
•校核入口温度ti
•求 Δt
•●若ti＞35～40℃，易于建立热平衡 PPT文档•演●模板 若ti＜35～40℃，不易于建立热平衡江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•二．常用的轴瓦材料
•1．金属材料 •①轴承合金(巴氏合金或白合金)：嵌入性与顺
应性最好，磨合性良好，但强度低只作为轴承衬使 用。用于重载、中高速场合、价格较贵
•轴承合金：锡基轴承合金、铝基轴承合金
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•②铜合金
•青铜：•锡青铜、铅青铜、铝青铜 •黄铜
•铜合金有较高的强度、较好的减摩性和耐磨性，青 铜比黄铜好。其中锡青铜减摩性和耐磨性最好，但锡 青铜嵌入性、顺应性、磨合性比轴承合金差，用于重 载及中速场合，价格较贵；铅青铜抗粘附能力强，用 于重载及高速场合；铝青铜的强度与硬度较高，抗粘 附能力差，用于重载及低速场合。应用广泛
§12-7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算
•一．建立液体动力润滑的过程（分三个阶段）
•准备起动阶段 •不稳定润滑阶段（在摩擦力作用下沿孔壁爬行） •液体动力润滑运行阶段
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•
a)静止
b)启动
c)稳定运转
•注意转向与轴颈在轴承中的位置关系
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•一维雷诺方程
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江苏大学机械设计第12章滑动轴承
•二．形成液体动压润滑的必要条件
•1．两相对运动表面必须形成收敛油楔
•2．两表面有一定的相对运动速度，
•
大口进，小口出
•3．油有一定粘度，且供油充分
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