杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(第15章~附录)【圣才出品】

杨可桢《机械设计基础》（第6版）笔记和课后习题（含考研真题）详解
第15章滑动轴承
15.1复习笔记
一、摩擦状态
1．干摩擦
（1）定义
当两摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜时，即出现固体表面间直接接触的摩擦，工程上称为干摩擦。

（2）特点
①有大量的摩擦功损耗和严重的磨损；
②在滑动轴承中表现为强烈的升温，使轴与轴瓦产生胶合。

注：在滑动轴承中不允许出现干摩擦。

2．边界摩擦
（1）定义
金属表面上的边界油膜不足以将两金属表面分割开，所以相互运动时，两金属表面微观的高峰部分仍将互相搓削，这种状态称为边界摩擦。

（2）特点
金属表层覆盖一层边界油膜后，虽不能绝对消除表面的磨损，却可以起减轻磨损的作用。

（3）摩擦系数
摩擦系数。

3．液体摩擦（液体润滑）
（1）定义
若两摩擦表面间有充足的润滑油，而且能满足一定的条件，则在两摩擦面间可形成厚度达几十微米的压力油膜。

它能将相对运动着的两金属表面分隔开，此时，只有液体之间的摩擦，称为液体摩擦，又称液体润滑。

（2）特点
f ，显著地减少了
两摩擦表面被油隔开而不直接接触，摩擦系数很小(0.001~0.01)
摩擦和磨损。

4．混合摩擦（非液体摩擦）
在一般机器中，摩擦表面多处于边界摩擦和液体摩擦的混合状态，称为混合摩擦。

二、滑动轴承的结构形式
1．向心滑动轴承（径向滑动轴承）
（1）向心滑动轴承主要承受径向载荷。

（2）轴瓦是滑动轴承的重要零件，其顶部有进油孔，内表面有油沟。

（3）轴瓦宽度与轴颈直径之比B/d称为宽径比，其大小：
①对于液体摩擦的滑动轴承，常取B/d＝0.5～1；
②对于非液体摩擦的滑动轴承，常取B/d=0.8～1.5。

2．推力滑动轴承
（1）轴所受的轴向力F应采用推力轴承来承受。

（2）常见的有固定式推力轴承和可倾式推力轴承。

三、轴瓦及轴承衬材料
轴瓦材料应具备的性能有：（1）摩擦系数小；（2）导热性好，热膨胀系数小；（3）耐磨、耐蚀、抗胶合能力强；（4）有足够的机械强度和可塑性。

1．轴承合金
轴承合金（又称白合金、巴氏合金）有锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两大类。

（1）锡锑轴承合金
锡锑轴承合金的特点有：
①摩擦系数小，抗胶合性能良好，对油的吸附性强，耐蚀性好，易跑合，是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。

②价格较高且机械强度较差，只能作为轴承衬材料而浇注在钢、铸铁或青铜轴瓦上。

（2）铅锑轴承合金
这种材料较脆，不宜承受较大的冲击载荷。

它一般用于中速、中载的轴承。

2．青铜
青铜的特点有：
（1）强度高，承载能力大，耐磨性与导热性都优于轴承合金。

（2）可以在较高的温度（250℃）下工作。

（3）可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必须淬硬。

（4）可以单独做成轴瓦。

3．具有特殊性能的轴承材料
（1）含油轴承：常用于加油不方便的场合。

（2）橡胶轴承：常用于有泥沙的场合。

（3）塑料轴承：摩擦系数小，可塑性、跑合性良好，耐磨、耐蚀，可以用水、油及化学溶液润滑等优点。

但它的导热性差，膨胀系数较大，容易变形。

四、润滑剂和润滑装置
1．润滑剂
轴承润滑的目的在于降低摩擦功耗，减少磨损，同时还起到冷却、吸振、防锈等作用。

其中，润滑剂分为：
（1）润滑油（液体润滑剂）
①润滑油的粘度随着温度的升高而降低。

②润滑油的粘度随着压力的升高而增大，但压力不太高（如小于10MPa）时，变化极微，可略而不计。

③选用润滑油时，要考虑速度、载荷和工作情况。

a．载荷大、温度高的轴承宜选粘度大的油；
b．载荷小、速度高的轴承宜选粘度较小的油。

（2）润滑脂（半固体润滑剂）
①特点
a．密封简单，不易流失，可用于垂直的摩擦表面，受温度的影响不大；
b．摩擦损耗大，机械效率低，不宜用于高速，且润滑脂易变质。

②常用润滑脂
a．钙基润滑脂：使用最多，具有耐水性。

b．钠基润滑脂：可用于115～145℃以下，不耐水。

c．锂基润滑脂：性能优良、耐水，且可在-20～150℃的范围内广泛适用，可以代替钙
基、钠基润滑脂。

（3）固体润滑剂
固体润滑剂有石墨、二硫化钼（MoS 2）、聚氟乙烯树脂等多种品种。

一般在超出润滑油使用范围之外才考虑使用。

2．润滑装置
（1）油杯润滑：如针阀式油杯、弹簧盖油杯、润滑脂用的油杯；
（2）油环润滑：常用于大型电机的滑动轴承中；
（3）利用油泵循环给油：最完善的给油方法。

五、非液体摩擦滑动轴承的计算
非液体摩擦滑动轴承的设计计算依据是维持边界油膜不遭破裂。

1．向心轴承
（1）轴承的压强p
限制轴承压强p，以保证润滑油不被过大的压力挤出，从而避免轴瓦产生过度的磨损。

即
[]F p p Bd
=≤式中，F ——轴承径向载荷，N ；
B ——轴瓦宽度，mm ；
d ——轴颈直径，mm ；
[]p ——轴瓦材料的许用压强，MPa 。

（2）轴承的pv 值
pv 值越高，轴承温升越高，易引起边界油膜的破裂，pv 值的验算式为
[]π601000
F dn pv pv Bd =⋅≤⨯
n r /min ；
[]pv ——轴瓦材料的许用值，MPa m/s
⋅（3）轴承的速度v
为防止轴承因v 过大而出现早期磨损，有时需校核v，使[]
v v ≤式中，[]v 为轴瓦材料的许用线速度，m/s 2．推力轴承
推力轴承应满足()[]
2221π4F p p d d z =≤-[]
m pv pv ≤式中，m v ——轴环的平均速度，601000
m m d n v π=⨯；m d ——平均直径，122
m d d d +=；
z ——轴环数。

六、动压润滑的基本原理
1．动压润滑的形成条件
形成动压油膜的必要条件：
（1）两工作表面间必须有楔形间隙；。