机械设计之滑动轴承
机械设计第十二章滑动轴承
流体是连续的
一维雷诺方程
讨论 1）油膜压力沿 x 方向变化规律 由
• 对平行板 平行板间油膜压力沿 x 方向无 变化，等于入口处压力( )
（ ）成正比，因此限制 值也就是限制轴承的温升，
从而避免温度过高使润滑失效。对于连续运转轴承，通常
都应进行这项计算。
轴颈的转速，r/min
轴颈的圆周速度，m/s 轴承材料的 许用
3. 限制速度 ：
值，见P280表12-2
当 过大，即使 和 值都在允许的范围内，轴
承也可能很快磨损，故还必须限制滑动速度。
。
油槽的 尺寸可 查相关 的手册
§12-5 滑动轴承润滑剂的选用
润滑目的：减小摩擦，降低磨损，冷却，防锈，防尘和吸振。 润滑剂分类：流体（液体为主），脂，固体。润滑油为常用。
一.润滑脂的选择
润滑脂是润滑油与金属皂的混合物，呈半固体形态
。其稠度大，不易流失，无冷却效果，物化稳定性差，
摩阻大，有缓冲、吸振作用、承载能力大，故只适合低
3）润滑油油性良好，与固 6）润滑油不可压缩。
体表面吸附牢固。 取截面x处的一个单元体分
移动板A 0
h
析，存在如下静力平衡条件：
静止板B y
化简后得： 考虑到假设 4）有： 于是： 积分得： 1.油层的速度分布
带入边界条件： 解得：
即：
移动板A 0
静止板B b y
h
2.润滑油的流量 假设：无侧漏，z方向尺寸无限大，则通过间隙高度为 的
层与层间靠内摩擦阻 力(粘性)带动前进 沿 方向按线性变化
油层间压力无变化，平行板间润滑油不产生压力
轴颈和轴瓦偏心时 两倾斜板的摩擦状况
机械设计基础--第十一章(轴 承)
（第十一章）
第十二章 轴 承
一、基本内容及学习要求 二、学习指导 三、典型实例分析 四、复习题 五、复习题参考答案
回目录
一、基本内容及学习要求
1．基本内容 ⑴ 滑动轴承的结构类型及特点； ⑵ 轴瓦的材料与结构； ⑶ 滑动轴承的润滑； ⑷ 非液体摩擦滑动轴承的计算； ⑸ 滚动轴承的类型及特点，滚动轴承的代号； ⑹ 滚动轴承的类型选择； ⑺ 滚动轴承的失效形式； ⑻ 滚动轴承的疲劳寿命计算和静强度计算。
二、学习指导
4. 轴瓦。 轴瓦是滑动轴承中的关键零件，其工作表面既是承载表面， 又是摩擦表面。因此，轴瓦的材料选取是否适当以及结构是否 合理，对滑动轴承的性能将产生很大的影响。
⑴ 轴瓦和轴承衬的材料
① 对轴承材料的基本要求是：要有足够的强度；良好的减 摩性和耐磨性；良好的塑性、顺应性和嵌入性；良好的导热性 和抗胶合性。
b) 钠基润滑脂：有较好的耐热性（使用温度可达 140oC ），但耐水性较差；
c) 锂基润滑脂：其耐热性和耐水性都较好，使用温 度在－20oC~150oC 。
二、学习指导
润滑脂常用于低速、重载和为避免润滑油流失或不易 加润滑油的场合。
润滑脂的主要性能指标是针入度和滴点。针入度表示 润滑脂的粘稠程度，它是用150g的标准圆锥体放于25oC的 润滑脂中，经5s后沉入的深度（单位为 0.1mm）表示。针 入度愈小，则润滑脂越粘稠。滴点是指润滑脂在滴点计中 受热后滴下第一点油时的温度，滴点标志润滑脂的耐高温 能力。选用时应使润滑脂的滴点高于工作温度20oC以上。
二、学习指导
③ 固体润滑剂。固体润滑剂有石墨、二硫化钼（MoS2）、 聚四氟乙烯等。它通常与润滑油或润滑脂混合使用，也可以单 独涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜，或者混入金属或塑料粉 末中烧结成形，制成各种耐磨零件。石墨性能稳定，在 350oC 以上才开始氧化 ，并可在水中工作。聚四氟乙烯摩擦因数低， 只有石墨的一半。二硫化钼吸附性强，摩擦因数低，适用温度 范围广（－60oC~300oC ），但遇水后性能会下降。
机械设计8—滑动轴承
3. 许用油膜厚度[h] ] 在其他条件不变的情况下， 在其他条件不变的情况下，外载荷 F↑，动压润滑轴承的 ↑ hmin↓ ，轴承、轴颈表面的微观凸峰可能直接接触，而不能实现 轴承、轴颈表面的微观凸峰可能直接接触， 液体润滑。 液体润滑。 显然，要想实现液体润滑，应满足如下条件： 显然，要想实现液体润滑，应满足如下条件： hmin ≥ [h]= S ( Rz1 + Rz2 ) ] 式中： 式中： S — 安全因数 ， S ≥2，一般可取 S=2 一般可取 RZ1，RZ2 —轴颈和轴承孔表面粗糙度，µm 轴颈和轴承孔表面粗糙度， 轴颈和轴承孔表面粗糙度
特点
应用
2．极大型的、极微型的、极简单的场合；如自动化办公设备等。 极大型的、极微型的、极简单的场合；如自动化办公设备等。 极大型的 3．结构上要求剖分的场合；如曲轴用轴承。 结构上要求剖分的场合； 结构上要求剖分的场合 如曲轴用轴承。 4．受冲击与振动的场合；如轧钢机。 受冲击与振动的场合；如轧钢机。 受冲击与振动的场合
ψ = δ /r → δ = ψ . r =0.001x60 = 0.06mm x χ = 1-[h]/δ = 1 -9.6x10-3/0.06 = 0.84 - ] x
查表12-7，B/d = 108/120=0.9 得到 ， / 查表 /
χ
Cp
0.80 3.067
0.85 4.459
插值计算：Cp = 4.181
§8-2 径向滑动轴承的主要类型
一、整体式 结构简单，成本低， 间隙无法 结构简单，成本低，但间隙无法 补偿，且只能从轴端装入， 补偿，且只能从轴端装入，适用 低速、轻载或间歇工作的场合。 低速、轻载或间歇工作的场合。 无法用于曲轴。 无法用于曲轴。 二、对开式（剖分式） 对开式（剖分式）
机械设计复习题解答-滑动轴承
机械设计基础复习题滑动轴承基本要求：了解滑动轴承的构造特点和轴承材料，掌握滑动轴承的条件性计算的方法，了解液体动力润滑形成的条件，了解润滑的基本知识。
1．与滚动轴承相比，滑动轴承有哪些特点？在哪些具体情况下，需要使用滑动轴承？与滚动轴承相比，滑动轴承的特点：1．承载能力大，耐冲击；2．工作平稳，噪音低；3．结构简单（非液体摩擦滑动轴承），径向尺寸小。
滑动轴承的应用场合：１．高速、高精度、重载的场合；如汽轮发电机、水轮发电机、机床等。
２．大型的、微型的、简单、要求不高的场合；如自动化办公设备等。
3．结构上要求剖分的场合；如曲轴轴承；4．受冲击与振动载荷的场合；如轧钢机。
2．滑动轴承常见结构型式有哪些？各有何特点？剖分式（对开式）滑动轴承一般由哪些零件组成？其剖分面为什么通常设计成阶梯形？常用的轴承材料指的是什么？应满足什么要求？滑动轴承常见结构型式有：一、径向滑动轴承的结构１．整体式径向滑动轴承特点：结构简单，成本低廉。
磨损后轴颈与轴承孔之间的间隙无法调整；只能沿轴向装拆。
２．剖分式（对开式）径向滑动轴承 特点：便于轴的安装，间隙可调整，但结构复杂。
轴承盖和轴承座的剖分面常作成阶梯形，以便定位和防止工作时错动。
3．调隙式径向滑动轴承特点：便于调整间隙，但结构复杂。
4．调心式径向滑动轴承（自位轴承）特点：轴瓦能自动调整位置，以适应轴的偏斜。
当轴倾斜时，可保证轴颈与轴承配合表面接触良好，从而避免产生偏载。
调心式轴承必须成对使用。
二、止推滑动轴承的结构止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。
常用的轴颈结构形式有：环形轴端：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比实心式好。
单止推环式：利用轴颈的环形端面作为止推面，结构简单，润滑方便，可承受双向轴向载荷。
广泛用于低速、轻载的场合。
多止推环式：承载能力大，可承受双向轴向载荷。
但各环间载荷分布不均匀。
剖分式（对开式）滑动轴承一般由以下零件组成：题4轴承盖和轴承座的剖分面常作成阶梯形，以便定位和防止工作时错动。
机械设计课件 滑动轴承学习课件
偏心距：e OO
偏心率：
e e Rr
表示偏心程度0 1
最小油膜厚度：
hmin e r r (1 )（χ↑→hmin↓）
保证流体动力润滑：
hmin Rz1 Rz2 [hmin ]
S hmin 2 ~ 3 Rz1 Rz2
Rz1、Rz2— 轴颈、轴瓦表面微观不平度的十点高度，m
2. 剖分式轴承 剖分式轴承由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦、轴承盖
螺柱等组成。
轴瓦是轴承直接和轴颈相接触的零件，常在轴瓦内表面 上贴附一层轴承衬。在轴瓦内壁不承担载荷的表面上开设油 沟，润滑油通过油孔和油沟流进轴承间隙。
R(球)
3.调心式滑动轴承
特点：轴瓦外表面做成球面形状，与轴承盖及轴承座的 球状内表面相配合，轴瓦可以自动调位以适应轴颈在轴弯 曲时所产生的偏斜。
X 0:
pdydz ( p p dx )dydz dxdz ( dy )dxdz 0
x
y
p
x y
由于：
u y
p x
2u y 2
二次积分
u
1
2
p x
y
2
C1y
C2
代入边界条件：y=0，u=v；y=h，u=0
流速方程：u v (h y ) 1 p (y h)y
h
2 x
pmax
盖
杯体 接头 油芯
20°
§5 非液体摩擦滑动轴承的计算
一、混合摩擦滑动轴承失效形式 胶合、磨损等 设计准则：至少保持在边界润滑状态， 即维持边界油膜不破裂。
计算方法：简化计算（条件性计算）
磨损
点蚀及金属剥落
二、向心轴承
1、限制轴承平均压强
p F p
机械设计-滑动轴承PPT课件精选全文
4．调心式径向滑动轴承（自位轴承）
特点：轴瓦能自动调整位置，以适应轴的偏斜。
注：调心式轴承必须成对使用。
当轴倾斜时，可保证轴颈与轴承配合表面接触良好，从而避免产生偏载。
主要用于轴的刚度较小，轴承宽度较大的场合。
滑动轴承的结构
观看动画
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二、止推滑动轴承的结构
止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：
◆设计准则 ：维持边界膜不破裂。
◆条件性计算内容：限制压强 p 、pv 值、滑动速度v不超过许用值
失效形式：
磨损胶合
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§12-6 滑动轴承的条件性计算
一、径向滑动轴承的计算
已知条件：径向载荷F (N)、 轴颈转速n (r/mm)轴颈直径d (mm)
１．限制轴承的平均压强 p
2．工作平稳，噪音低；
3．结构简单，径向尺寸小。
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§12-2 滑动轴承的主要结构形式
一、径向滑动轴承的结构
１．整体式径向滑动轴承
特点：结构简单，成本低廉。
应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中
磨损后间隙无法调整；只能沿轴向装拆。
常用的滑动轴承已经标准化，可根据使用要求从有关手册中合理选用。
－考虑油槽使承载面积减小的系数，其值＝0.85～0.95。
Z－止推环数。
滑动轴承的条件性计算
第21页/共54页
注意：设计时液体动压润滑轴承，常按上述条件性计算进行初步计算。（动压润滑轴承在起动和停车阶段，往往也处于混合润滑状态）
2．限制 值
vm－止推环平均直径dm=(d2+d1)/2 处的圆周速度。
1）油槽沿轴向不能开通，以防止润滑油从端部大量流失。
机械设计滑动轴承
3）铝基合金 —— 耐腐蚀性好，疲劳强度较高摩擦性较好 4）灰铸铁及耐磨铸铁 —— 具有减磨性、耐磨性，性脆、磨合性差， 轻载、低速 5）多孔质金属材料 —— 不同金属粉末压制、烧结而成 —— 吸油 （自润滑性）——含油轴承 韧性小，平稳、无冲击 中低速 6）非金属材料 塑料、碳— 石墨、橡胶、木材等
p 6ηV = 3 (h h0 ) x h
A< 0
不能承载
4、形成流体动力润滑的必要条件 1）两运动表面间具有楔形间隙； 2）两表面应有相对速度，速度的方向是将油 由大口带向小口； 3）润滑油应有一定的粘度，且要充分
二、径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 F F F n n
n=0
n≈0 Ff与 n反相
4、润滑油的粘－温特性
粘 -温 曲 线
5、零件润滑方法 旋 套 式
油 环 润 滑
油 芯 油 杯 旋 盖 式 油 脂 杯
针 阀 油 杯
§2 滑动轴承类型、轴瓦结构及材料
一、 滑动轴承类型
承载形式: 径向轴承(承受径向载荷)
止推轴承(承受轴向载荷)
滑 动 轴 承
润滑状态：不完全液体润滑轴承（不许干摩擦）
2、失效形式与设计准则 失效形式： 承载油膜破裂。 设计准则： 保证液体润滑，hmin≥[h] 同时，因Δt↑→η↓→油膜破裂：限制Δt 3、承载能力计算 推导思路 1）将直角坐标系的雷诺方程转换极坐标系 2）求任意位置的油膜压力 3）pφ 在 F 方向上的分量 pφy 4）求单位宽度上的油膜承载能力 5）考虑轴承端泄，进行修正 承载能力
y
η——动力粘度 y 长、宽、高各1米的液体，上下板相对滑动速度 1 m/s ，需要的切向力为 1 N 时，即 η=1 Ns/m2 （1Pa s — 帕 秒） 动力粘度国际制单位（SI）：
机械设计课件-滑动轴承
橡胶 多孔铁 (Fe 95%, Cu 2%,石墨和其 多孔质 它 3%） 金属材 料 多孔青铜
0．34 55（低速，间歇） 21（0.013m/s 4.8(0.51~0.76m/s) 2.1(0.76~1m/s) 27（低速，间歇） 14（0.013m/s 3.4(0.51~0.76m/s) 1.8(0.76~1m/s)
电侵蚀
气蚀
二、轴承材料 对 材 料 性 能 要 求 常 用 轴 承 材 料 良好的减摩性、耐磨性和咬粘性。 良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性。 足够的强度和抗腐蚀的能力。 良好的导热性、工艺性、经济性等。 金属材料 多孔质金属材料 非金属材料 特 点 应 用
轴承合金、铜合金、铸铁、铝基合金。 多孔铁、多孔质青铜。 酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯。
150 5 15 280 15 30 12 280 280
00
300 300
3
5
1
3 5
4 5
4 5
用于中速、中等载 荷的轴承，不易受显著 5 冲击。可作为锡锑轴承 合金的代替品。 用于中速、重载及 受变载荷的轴承 。 1 用于中速、中载的 轴承。 用于高速、重载轴 2 承，能承受变载荷冲击。 2 最宜用于润滑充分 的低速重载轴承。
酚醛树脂
非金属 材料
尼龙
14
3
90
碳-石墨
4
13
400
由棉织物、石棉等填料经酚醛树脂粘结而成。 抗咬合性好，强度、抗振性也极好，能耐酸碱， 导热性差，重载时需用水或油充分润滑，易膨胀， 轴承间隙宜取大些。 摩擦系数低，耐磨性好，无噪声。金属瓦上 覆以尼龙薄层，能受中等载荷。加入石墨、二硫 化钼等填料可提高其力学性能、刚性和耐磨性。 加入耐热成分的尼龙可提高工作温度。 有自润滑性及高的导磁性和导电性，耐蚀能 力强，常用于水泵和风动设备中的轴套。 橡胶能隔振、降低噪声、减小动载、补偿误 差。导热性差，需加强冷却，温度高易老化。常 用于有水、泥浆等的工业设备中。 具有成本低、含油量多、耐磨性好、强度高 等特点，应用很广。
考研备考期末复习 机械设计题库 滑动轴承
考研备考期末复习机械设计题库滑动轴承考研备考和期末复习对于很多同学来说，那可真是一场“硬仗”啊！就拿机械设计这门课来说，其中的滑动轴承知识点，真是让人又爱又恨。
我记得有一次，我在课堂上给学生们讲滑动轴承的时候，有个学生一脸迷茫地看着我，问：“老师，这玩意儿到底咋用啊？”我笑着回答他：“这就好比你的自行车轮子，中间那个轴和套的关系，滑动轴承就是让轴能在套里顺利转动，还能承受各种力。
”咱们先来说说考研备考这一块儿。
考研那可是千军万马过独木桥，机械设计作为重要的专业课，更是不能马虎。
对于滑动轴承的考点，那是得一个一个地攻克。
比如说滑动轴承的类型，什么是整体式滑动轴承，什么是剖分式滑动轴承，它们各自的特点和适用场合，这都得弄得清清楚楚。
再看看期末复习，这可关系到一学期的成绩。
有些同学平时可能没太用心，到了期末才临时抱佛脚。
就像有个同学，期末前一周才开始着急，天天泡在图书馆，拿着教材和笔记，对着滑动轴承的知识点死磕。
滑动轴承的工作原理，其实不难理解。
想象一下，轴在轴承里转动，润滑油就像是“润滑剂”，让它们之间的摩擦减小。
但是，如果润滑油不够或者选择不当，那可就麻烦了，摩擦增大，磨损加剧，甚至可能导致整个机器出问题。
在机械设计的题库里，关于滑动轴承的题目也是五花八门。
有计算承载能力的，有分析结构优缺点的，还有让你设计一个简单滑动轴承的。
做这些题目的时候，一定要认真审题，看清题目要求，千万别粗心大意。
我曾经遇到过一个学生，在做滑动轴承的设计题时，把尺寸都算错了，结果整个设计都没法用。
这就像是盖房子，地基没打好，上面盖得再漂亮也没用。
还有啊，滑动轴承的材料选择也很重要。
不同的工作条件需要不同的材料，这就像是给人穿衣服，得根据场合和天气来选。
总之，无论是考研备考还是期末复习，对于机械设计中的滑动轴承这部分内容，都要下足功夫。
认真看书，多做题目，多思考，相信大家都能攻克这个难关。
就像我之前说的那个在期末前拼命复习的同学，最后他也在考试中取得了不错的成绩。
机械设计-滑动轴承概述
轴瓦结构与轴瓦材料
轴承材料 1、对材料性能要求
轴瓦和轴承衬与轴颈直接接触，承受载荷，产生摩 擦和磨损，因此材料应具有以下性能：
（1） 足够的强度 （2）良好的耐磨性、减磨性和耐腐蚀性 （3）良好的导热性和抗胶合能力
轴瓦结构与轴瓦材料
2、常用的材料
总结
1.滑动轴承的结构 2.轴瓦结构与轴瓦材料
谢谢观看
轴瓦结构与轴瓦材料
轴瓦结构
2、油沟、油孔
为了使将润滑油能够很好地分布到轴瓦的整个工 作表面，在轴瓦的非承载区上要开出油沟和油孔。
轴瓦结构与轴瓦材料
轴瓦结构
3、轴承衬
为了节省金属材料（如轴承合金）及提高轴承工作能力，在强度 较高、价格较廉的轴瓦内表面上浇注一层减摩性更好的，但价格较 贵的合金材料。其厚度在0.5~6mm内。
3）应用：适于低速、轻载或间隙工作的机器。
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
当轴承受到的径向力有较大偏斜时，可采用斜开式向 心滑动轴承，剖分角一般为45°。
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
3、自动调心式滑动轴承 为防止轴承与轴颈的“边缘接触”，以避免轴承端部局部迅 速磨损。
特点轴：瓦外表面做成球面，与轴承盖和轴座的内表面相 配合，适应轴颈在轴弯曲时产生偏斜，减小磨损。
滑动轴承概述
1 滑动轴承的结构
CONTENTS
目
2 轴瓦结构与轴瓦材料
录
滑动轴承的结构
滑动轴承
径向滑动轴承（承受径向载荷） 按承载方向的不同 止推滑动轴承（承受轴向载荷）
径向止滑推动轴承（承受径向、轴向载荷）
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
（1）整体式 1）构成： 轴承座、轴瓦
机械设计(9.5.2)--滑动轴承的结构类型思考题
10-5 第十章 滑动轴承的结构类型
1、滑动轴承又哪些常见的结构形式？各有何特点？
整体式滑动轴承：结构简单，成本低廉，但是间隙不能调整。
对开式滑动轴承：结构复杂，但是间隙能调整。
2、滑动轴承中为什么要设置轴瓦？轴承合金能否制成轴瓦？为什么？
滑动轴承中要设置轴瓦的原因：要求轴瓦与轴配合时减摩性好、摩擦系数小，轴瓦材料硬度低于轴颈硬度，使磨损主要发生在轴瓦上。
因此磨损报废后，更换轴瓦比更换轴的成本低，而轴承座扔可继续使用。
轴承合金包括锡锑和铅锑轴承合金。
这类材料的机械强度低，不能直接制成轴瓦只能作为轴承衬使用。
3、轴瓦的材料有哪些？
轴瓦的材料有轴承合金、青铜、铸铁、粉末冶金和非金属材料。
4、滑动轴承轴瓦上浇铸轴承衬的目的是什么？
改善轴瓦的摩擦性
5、剖分式滑动轴承一般由哪些零件组成？其剖分面为什么通常设计成阶梯形？由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦和联接螺栓组成。
为了安装时容易对中和防止横向错动，在轴承盖和轴承座的剖分面上做成阶梯形。
6、为了保证滑动轴承获得较高的承载能力，油沟应做在什么位置？
油沟应做在上轴瓦（上轴瓦不承受载荷，下轴瓦承受载荷，开油沟、油孔、油室会降低油膜的承载能力），油沟的轴向长度应比轴瓦宽度短，以免油从两端大量流失。
机械设计中的滑动轴承设计部分完整全解
三、滑动轴承特点 滑动轴承特点 工作平稳，可靠，无噪音，如能保证液体摩擦可大大减少摩 工作平稳，可靠，无噪音， 擦损失和表面磨损，有一定的吸振能力，但起动摩擦阻力大。 擦损失和表面磨损，有一定的吸振能力，但起动摩擦阻力大。 四、轴承设计应解决的问题 决定轴承的结构和型式； 决定轴承的结构和型式； 选择轴瓦和轴承衬的结构和材料； 选择轴瓦和轴承衬的结构和材料； 轴承强度和刚度的计算； 轴承强度和刚度的计算； 润滑剂和润滑方式的选择； 润滑剂和润滑方式的选择； 保证润滑而考虑的温度、压力分布、轴承间隙； 保证润滑而考虑的温度、压力分布、轴承间隙； 轴承的热平衡计算。 轴承的热平衡计算。
2、刮伤 、 进入轴承间隙中的硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓峰顶， 进入轴承间隙中的硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓峰顶，在 轴承上划出线状伤痕，导致轴承因刮伤失效。 轴承上划出线状伤痕，导致轴承因刮伤失效。 3、咬粘（胶合） 、咬粘（胶合） 当轴承温升过高，载荷过大，油膜破裂时， 当轴承温升过高，载荷过大，油膜破裂时，或在润滑油 供应不足条件下， 供应不足条件下，轴颈和轴承的相对运动表面材料发生粘 附和迁移，从而造成轴承损坏。 附和迁移，从而造成轴承损坏。咬粘有时甚至可能导致相 对运动终止。 对运动终止。
二、轴承材料
P↑、n↑、间隙小、表面 、 、间隙小、 硬度低、 尘土、 硬度低、塑性好和 、金属磨屑能 尘土 粗糙、 粗糙 ㈠、轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。 轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料 、 ㈠、轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。 润滑不良等容易发 弹性系数低的材料 嵌入轴瓦材料中而 生粘着 具有良好的顺应性 不外露的性能 轴承材料性能应满足以下主要要求： 轴承材料性能应满足以下主要要求： 1、良好的减摩性，耐磨性和抗咬粘性 、良好的减摩性，
机械设计第十二章滑动轴承
摩擦：滚动摩擦滚动摩擦轴承滚动轴承滑动摩擦滑动摩擦轴承滑动轴承第十二章滑动轴承第一节概述1、滑动轴承应用场合：1）工作转速特高轴承，如汽轮发电机；2）要求对轴的支撑位置特别精确的轴承，如精密磨床；3）特重型的轴承，如水轮发电机；4）承受巨大的冲击和振动，如轧钢机；5）根据工作要求必须做成剖分式的轴承，如曲轴轴承；6）在特殊的工作条件下（如在水中或腐蚀性介质中）工作的轴承，如军舰推进器的轴承；7）在安装轴承处的径向空间尺寸受到限制时，也常采用滑动轴承，如多辊轧钢机。
2、分类①按载荷方向：径向（向心）轴承、止推轴承、向心止推②按接触表面之间润滑情况：液体滑动轴承、非液体滑动轴承液体滑动轴承：完全是液体非液体滑动轴承：不完全液体润滑轴承、无润滑轴承不完全液体润滑轴承（表面间处于边界润滑或混合润滑状态）无润滑轴承（工作前和工作时不加润滑剂）③液体润滑承载机理：液体动力润滑轴承（即动压轴承）液体静压润滑轴承（即液体静压轴承）3、如何设计滑动轴承（设计内容）1）轴承的型式和结构2）轴瓦的结构和材料选择3）轴承的结构参数4）润滑剂的选择和供应5）轴承的工作能力及热平衡计算4.特点：承载能力大，工作平稳可靠，噪声小，耐冲击，吸振，可剖分等特点。
第二节滑动轴承的典型结构一、整体式径向滑动轴承：特点：结构简单，易于制造，端部装入，装拆不便，轴承磨损后无法调整。
应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。
二、对开式径向滑动轴承：装拆方便，间隙可调，应用广泛。
特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。
应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。
三、止推式滑动轴承：多环式结构，可承受双向轴向载荷。
第三节滑动轴承的失效形式及常用材料一、失效形式1、磨粒磨损：硬颗粒对轴颈和轴承表面起研磨作用。
2、刮伤：硬颗粒划出伤痕。
3、胶合：轴承温度过高，载荷过大，油膜破裂或供油不足时，轴颈和轴承相对运动表面材料发生粘附和迁移，从而造成轴承损坏。
机械设计--15 滑动轴承
3 验算速度v .d.n []
60 1000
各许用值查表15-1
二、推力滑动轴承的计算
1 验算压强
p
Z
4
Fa (d 2 d02 ).k
[ p]
k—由于止推面上有油 沟使止推的面积减 小的系数
Z---轴环数
2 验算pvm值 pm [ pm ]
υm——环形推力面的平均线速度m/s
2 低速、有冲击、恶劣环境中的机器。 (如
水泥搅拌机，破碎机)
15.1 摩擦状态
在正压力作用下相互接触的两个物体 受切向外力的影响而发生相对滑动，或有 相对滑动的趋势时，在接触表面上就会产 生抵抗滑动的阻力，这一自然现象称作摩 擦，这时所产生的阻力叫作摩擦阻力。
摩擦的分类
1、内摩擦：发生在物质内部，阻碍分子间 相对运动的摩擦；
二 液体动压润滑的基本方程
基本假设: 1)z向无限长，润滑油在z向
没有流动； 2)压力p不随y值的大小而变
化，即同一油膜截面上压力 为常数(由于油膜很薄，故 这样假设是合理的)； 3）润滑油粘度η不随压力而 变化，并且忽略油层的重力 和惯性； 4）润滑油处于层流状态。
根据平衡条件，X轴向得：
第十五章 滑动轴承
轴承的功用：支承轴及轴上零件，保持轴 的旋转精度；减少转轴和支承之间的摩擦 和磨损。
滑动轴承的特点
优点：结构简单，制造、装拆方便；具有良好的耐
冲击性和吸振性能，运转平稳，旋转精度高；寿命 长，可做成剖分式。
缺点：维护复杂；对润滑条件要求高；边界润滑轴 承的摩擦损耗较大。
应用：1 高速、高精度、重载、结构上要求剖分的 场合。（航空发电机附件、仪表、雷达）
机械设计第十二章滑动轴承
• 校核 p; • 校核 pv; • 校核 v; • 确定配合： H9/d9、H8/f7、H7/f6
机械设计
第十二章 滑动轴承
47
滑动轴承的常用配合及其应用
机械设计
第十二章 滑动轴承
48
12.5 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算
1. 流体动力润滑
1) 概念
两个作相对运动物体的摩擦表面，用借助 于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面 完全隔开，由液体膜产生的压力来平衡外载荷， 称为流体动力润滑。
hmin[h], [h]=(2~3)(Rz1+Rz2)
机械设计
第十二章 滑动轴承
69
4. 承载能力
F 2B 2
Cp
v, ，B， F
Cp —— 承载量系数 Cp (, B/d) 见表 12-6
机械设计
第十二章 滑动轴承
70
5. 参数的选择
1) 宽径比 B/d
B/d , F ; B/d =0.3~1.5
形成液体润滑。一般值主要根据载荷和速度 选取。速度越高， 值应越大；载荷越大， 值应越小。
n 60
4
31
9
10 9
机械设计
第十二章 滑动轴承
72
3) 动力粘度 F
n 60
1
3
7
Pas
10 6
运动粘度:
v
机械设计
第十二章 滑动轴承
73
滑动轴承常用润滑油牌号
机械设计
第十二章 滑动轴承
74
液体动力润滑径向滑动轴承设计计算总结
机械设计
第十二章 滑动轴承
49
机械设计
第十二章 滑动轴承
机械设计-滑动轴承习题与参考答案
习题与参考答案、选择题（从给出的A、B、C D中选一个答案）1验算滑动轴承最小油膜厚度h min的目的是______A. 确定轴承是否能获得液体润滑B. 控制轴承的发热量C•计算轴承内部的摩擦阻力D.控制轴承的压强P2在题2图所示的下列几种情况下，可能形成流体动力润滑的有3巴氏合金是用来制造_________A. 单层金属轴瓦C. 含油轴承轴瓦4在滑动轴承材料中，_________ 通常只用作双金属轴瓦的表层材料。
A. 铸铁B.巴氏合金C.铸造锡磷青铜D.铸造黄铜5液体润滑动压径向轴承的偏心距e随______ 而减小。
A.轴颈转速n的增加或载何F的增大B.轴颈转速n的增加或载何F的减少C.轴颈转速n的减少或载何F的减少D.轴颈转速n的减少或载何F的增大6不完全液体润滑滑动轴承，验算pv乞［pv］是为了防止轴承_____ 。
A.过度磨损B.过热产生胶合C.产生塑性变形D.发生疲劳点蚀7设计液体动力润滑径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度h min不够大，在下列改进设计的措Fj=OC)(珂V对D)E)B.双层或多层金属轴瓦D.非金属轴瓦施中，最有效的是两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为 A.液体摩擦 B.半液体摩擦D.边界摩擦液体动力润滑径向滑动轴承最小油膜厚度的计算公式是 ___________ 。
A. J ：d(1 - ) B.品」d(1 ) C.讯」d(1 - )/2D. h min ・「d(1)/2在滑动轴承中，相对间隙是一个重要的参数，它是 ____________ 与公称直径之比。
A.半径间隙二R - rB.直径间隙厶二D - dD. 偏心率 在径向滑动轴承中，采用可倾瓦的目的在于 A.便于装配采用三油楔或多油楔滑动轴承的目的在于B. 增加润滑油油量C. 提高轴承的稳定性在不完全液体润滑滑动轴承中，限制pv 值的主要目的是防止轴承8910111213141516 1718 19 C.提高轴承的稳定性D •增加润滑油流量，降低温升 A.减少轴承的宽径比l/dC.减少相对间隙'■ B.增加供油量D.增大偏心率在 _____ 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。
《机械设计基础》第十二章-滑动轴承解析
1、含油轴承 用粉末冶金法制得，具有多孔性组织，空隙内可贮存润滑 油，加一次油可使用较长时间，用于加油不方便的场合
2、灰铸铁、耐磨铸铁 低速轻载场合 3、橡胶轴承 具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳 4、塑料轴承 摩擦系数低，可塑性、跑合性能良好，耐磨，耐蚀
导热性差，膨胀系数大，容易变形，一般作轴承衬使用
上轴瓦为非承载区。
F
润滑油应由非承载区引入，所以在顶部
开进油孔。
在轴瓦内表面，以进油口为中心沿纵向、 斜向或横向开有油沟，以利于润滑油均匀分布 在整个轴颈上。
油沟的形式
B
一般油沟离轴瓦端面保持一定距离，以防止漏油。
当载荷垂直向下或略有偏斜时，轴承中分面常为水平方向。 当载荷方向有较大偏斜时，则轴承中分面斜着布置（通常倾斜45º）。
跑合，常用于高速、重载的轴承。
价格较贵，机械强 度较差，只能作为轴承 衬材料浇铸在钢、铸铁 或青铜轴瓦上。青铜的 导热性良好。
这种合金在110 ℃左右开始软化，为了安全，在设计、运行中常 将温度控制在70℃～80℃。
2、铅锑轴承合金
各方面性能与锡锑轴承合金相近，但这种材料较脆，不宜承受较 大的冲击载荷。一般用于中速、中载的轴承。
§12-1 滑动轴承的特点、应用
一、滑动轴承的特点
优点：1）普通滑动轴承结构简单，制造、拆装方便； 2）具有良好的耐冲击性和吸振性； 3）运转平稳，旋转精度高； 4）高速时比滚动轴承的寿命长； 5）可做成剖分式。
缺点：1）维护复杂； 2）润滑条件高； 3）边界润滑时轴承的摩擦损耗较大。
二、滑动轴承的应用
根据上述计算，可知选用铸锡锌铅青铜（ZQSn6-3-3）作为轴瓦材 料是足够的，其[p]＝8N/mm2，[pv]＝10N·m/(mm2·s)。
机械设计4[1].12#滑动轴承
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§4-4 流体润滑原理简介
(一)流体动力润滑:两相对运动的摩擦表面借助 流体动力润滑: 于相对速度而产生的粘性流体膜来平衡外载荷; 于相对速度而产生的粘性流体膜来平衡外载荷; (二)弹性流体动力润滑:高副接触中,接触应力 弹性流体动力润滑: 使表面产生局部弹性变形,在接触区形成弹性流 体动力润滑状态; (三)流体静力润滑:将加压后的流体送入摩擦表 流体静力润滑: 面之间,利用流体静压力来平衡外载荷;
du 即 : τ = η ( 4 6) dy
剪切 应力 动力 粘度 速度 梯度
Uh h u
x
y
u=0
13
b)运动粘度与动力粘度的换算关系: η 2 ν= m / s 粘—温曲线见 图4-9 密度 ρ
动力粘度η:主要用于流体动力计算.Pas 动力粘度 运动粘度ν:使用中便于测量.m2/s 运动粘度 2.油性(润滑性):润滑油在摩擦表面形成各种吸附膜 油性
23
径向轴承, 滑动轴承 :径向轴承,止推轴承
24
§12-2 径向滑动轴承的结构
整体式径向滑动轴承
对开式径向滑动轴承 对开式径向滑动轴承 径向
图15-18 斜剖 分式径向 径向滑动 分式径向滑动 轴承
25
26
27
28
29
§12-2 径向滑动轴承的结构
调心滑动轴承
可调间隙的滑动轴承
30
滑动轴承
MPa m / s
v=
πn ( d1 + d 2 )
60 × 1000 × 2
≤ [v ]
m/s
44
(上式中各参数见表12-6) 上式中各参数见表 )
中南大学考研试题
设计计算非液体滑动轴承时要验算: 设计计算非液体滑动轴承时要验算 1) ; 其目的是 p ≤ [ p] 2) 3)
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在跑合阶段结束后应清洗零件，更换润滑油。
磨损分类
按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同把磨损分 为： 1.磨粒磨损 由于摩擦表面上的硬质突出物或从外部进入摩擦表面的硬 质颗粒，对摩擦表面起到切削或刮擦作用，从而引起表层材 料脱落的现象，称为磨粒磨损。
减轻磨粒磨损：满足润滑条件，合理地选择摩擦副的材料、 降低表面粗糙度值以及加装防护密封装置等。
8.64 8 .0 E E
当E>3.2时
7.6E -
4.0 E
2）油性：在金属摩擦表面形成吸附膜的性能 3）凝点:冷却到不能流动的温度 4）闪点：润滑油蒸气在火焰下闪烁的温度
2.润滑脂 润滑脂是在润滑油中加入稠化剂(如钙、钠、锂等金属 皂基）而形成的脂状润滑剂，又称为黄油或干油。 润滑脂的流动性小，不易流失，所以密封简单，不需 经常补充。润滑脂对载荷和速度变化不是很敏感，有较大 的适应范围，但因其摩擦损耗较大，机械效率较低，故不 宜用于高速传动的场合。
2、轴瓦结构
●整体式轴瓦：整体、单层、双层、多层卷制轴瓦
（可在内表面镶嵌金属或非金属的轴承衬）
●剖分式轴瓦：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。
（1）动力粘度η 长宽高各1米的液体,若 使上下面发生1m/s的相对 滑动所加的力为1N时,液 体的粘度为 1个国际单位 制的动力粘度 国际单位 1帕．秒(Pa ．S) 粘度愈大，内摩擦阻力就愈大，液 体的流动性就愈差。
（2 ）运动粘度
(工业用)
动力粘度与同温度下液体的密度的比值
国际单位：m2/s 液体的温度升高，粘度下降 液体的压力增大，粘度增大
铜合金
它是铜与锡、铅、锌、铝的合金，是广泛使用的 轴承材料。铜合金分青铜和黄铜两类。 铜合金具有较高的强度和较好的减摩性和耐磨性， 但顺应性、嵌入性和跑合性不如轴承合金。 青铜的减摩性和耐磨性比黄铜好，故是最常用的 轴承材料。 青铜有锡青铜、铅青铜和铝青铜等几种，其中锡 青铜的减摩性、耐磨性和抗腐蚀性能最好，适用 于中速、重载的场合。铅青铜具有较高的抗胶合 能力和冲击强度，适用于高速、重载的场合。铝 青铜的强度和硬度都较高，适用于低速、重载的 场合。黄铜适用于低速、中载的场合。
8．2．2 轴承材料和轴瓦结构
滑动轴承的失效形式
磨粒磨损 胶合：重载、油膜破裂或润滑不良，产生 粘附和迁移； 点蚀（疲劳剥落） 腐蚀
磨 粒 磨 损
咬粘（胶合）
疲劳剥落
腐蚀
气蚀、流体侵蚀、电侵蚀和微动磨损
轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材 料，如轴瓦和轴承衬的材料。轴承材料性能应满足以 下要求：
润滑的主要作用是: 减小摩擦系数,提高机械效率;
减轻磨损,延长机械的使用寿命。还可起到冷却、防 尘以及吸振等作用。
一.润滑剂 1.润滑油 主要有矿物油、合成油、动植物油等，其中应用最 广泛的为矿物油。 粘度的大小表示了液体流动时其内摩擦阻力的大小， 粘度愈大，内摩擦阻力就愈大，液体的流动性就愈差。
非金属材料
非金属材料主要有塑料、石墨、陶瓷、木材 和橡胶等。塑料轴承的塑性、跑合性、耐腐 蚀性、耐磨性好，具有一定的自润滑作用； 但其导热性差，所以要注意冷却，可用于不 宜使用润滑油的机器中。 橡胶轴承是用硬化橡胶制成，由于橡胶弹性 大，所以可用于有振动的机器，也用于水润 滑且有灰尘或泥沙的场合。
1、常用轴承材料
金属材料
—轴承合金（巴氏合金、白合金）是由锡、铅、锑、铜等组成的合金
—铜合金 分为青铜和黄铜两类。
—铸铁 有普通灰铸铁、球墨铸铁等。 粉末冶金材料 —由铜、铁、石墨等粉末经压制、烧结而成的多孔隙轴瓦材料。 非金属材料 —有塑料、硬木、橡胶和石磨等，其中塑料用的最多
轴承合金
主要是锡、铅、锑、铜的合金，具有良好的减摩性和抗 胶合能力，顺应性、嵌入性和跑合性也很好，但强度低、 硬度低、价格高，不能单独制成轴瓦，只能作为轴承衬 材料使用。主要用于重载和中、高速的工作场合。 铜合金。它是铜与锡、铅、锌、铝的合金，是广泛使用 的轴承材料。铜合金分青铜和黄铜两类。铜合金具有较 高的强度和较好的减摩性和耐磨性，但顺应性、嵌入性 和跑合性不如轴承合金。青铜的减摩性和耐磨性比黄铜 好，故是最常用的轴承材料。青铜有锡青铜、铅青铜和 铝青铜等几种，其中锡青铜的减摩性、耐磨性和抗腐蚀 性能最好，适用于中速、重载的场合。铅青铜具有较高 的抗胶合能力和冲击强度，适用于高速、重载的场合。 铝青铜的强度和硬度都较高，适用于低速、重载的场合。 黄铜适用于低速、中载的场合。
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. ●剖分式：油槽开在剖分面处.
非承载区
承载区
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
油沟与油槽的形状与位置
在轴瓦剖分面处开有较大的油沟（油 室）以便稳定供油容纳污物
8．2．3润滑方式及润滑装置
3 调心滑动轴承
二、推力滑动轴承的结构型式
普通推力轴承
Fa Fa Fa Fa
空心式
单环式
多环式
空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。
单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用 于低速、轻载的场合。 多环式：不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向轴向载荷。 由于各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力比单环式低50%。
减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。 耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。 抗咬粘性：材料的耐热性与抗粘附性。 摩擦顺应性：材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不 良的能力。 嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨 粒磨损的性能。 磨合性：轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后，形成相互吻合的表面形状 和粗糙度的能力（或性质）。 此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。
铸铁
铸铁包括普通灰铸铁或加有镍、铬、钛等合 金成分的耐磨铸铁和球墨铸铁，铸铁具有一 定的减摩性和耐磨性，价格低廉，易于加工； 但塑性、顺应性、嵌入性差，故适用于轻载、 低速和不受冲击的场合。
粉末冶金材料
粉末冶金材料是指金属粉末经压制和烧结而成的 多孔结构材料，该材料制成的轴承工作前经热油 浸泡，使孔隙内充满润滑油，又称含油轴承，具 有自润滑作用。工作时由于热膨胀以及轴颈转动 的抽吸作用，使油自动进入润滑表面；不工作时 因毛细管作用，油被吸回轴承内部，若能定期浸 油，效果更佳。这种材料耐磨性好，价格比青铜 低，但强度较差，故适用于不便加油的中低速、 平稳无冲击载荷的场合。
(但当压强小于20MPa时，其影响 甚小，可不予考虑。)
一般润滑油的牌号就是该润滑油在40C（或100C）时 2 mm s 运动粘度（以 为单位）的平均值。 （3）相对粘度：用润滑油与水做比较所测得的粘度 以
0
E t 表示恩氏粘度（即为相对粘度）。
运动粘度和恩氏粘度之间可通过下式进行换算：
当1.35≤E≤3.2时
2.粘着磨损
粘着作用引起的磨损，称为粘着磨损。 粘着磨损按程度不同可分为五级：轻微磨损、涂抹、擦 伤、撕脱、咬死。 涂抹、擦伤、撕脱又称为胶合，往往发生于高速、重载的 场合。 合理地选择配对材料，采用表面处理，限制摩擦表面的 温度，控制压强及采用含有油性极压添加剂的润滑剂等， 都可减轻粘着磨损。
3.疲劳磨损（点蚀） 两摩擦表面为点或线接触时，由于局部的弹性变形形成 了小的接触区。这些小的接触区形成的摩擦副如果受变化 接触应力的作用，则在其反复作用下，表层将产生裂纹。 合理地选择材料及材料的硬度，选择粘度高的润滑油， 加入极压添加剂或及减小摩擦面的粗糙度值等，可以提抗 疲劳磨损的能力。 4.腐蚀磨损 在摩擦过程中，摩擦面与周围介质发生化学或电化学反 应而产生物质损失的现象，称为腐蚀磨损。
滑动轴承的特点
滑动轴承面 接触，承载 能力高，零 件数少制造 更精确
径向尺寸小
滑动轴承的特点
对于大型 轴，滚动 轴承不好 装拆，可 采用滑动 轴承剖分 结构
滑动轴承的特点
径向尺寸小。 在特殊无润 滑介质下也 能胜任
各类滑动轴承
8．2滑动轴承的结构、材料和润滑
8．2. 1滑动轴承的结构
一、向心滑动轴承的结构类型
(1)滴点 是指润滑脂受热后从标准测量杯的孔口滴下 第一滴油时的温度。
(2)锥入度 即润滑脂的稠度。 目前使用最多的是钙基润滑脂，其耐水性强，但耐 热性差。
实际上大多数磨损是以上述四种磨损形式的复合形式出 现的。
8.1.2 滑动轴承的特点、应用及分类
在以下场合，则主要使用滑动轴承：
１．工作转速很高，如汽轮发电机。 ２．要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。 ３．承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。 ４．特重型的载荷，如水轮发电机。 ５．根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。 ６．径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。
8．1．1 摩擦与磨损
一、 摩擦
根据摩擦副表面间的润滑状态将摩擦状态分为四种：
1.干摩擦
如果两物体的滑动表面为无任何润滑剂或保护膜的纯金属。
2. 液体摩擦
两摩擦表面不直接接触，被油膜隔开。
3.边界摩擦 两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开。
4.混合摩擦 处于摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态。
二、磨损及其过程
轴瓦结构：由1~3层材料制成(轴瓦内表面结构 )
整体式轴瓦
轴瓦的固定
剖 分 式
整 体 式
单 金 属
双 金 属