机械设计滑动轴承.
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
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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
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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。
哈工大宋宝玉机械设计-29滑动轴承实验
三、实验内容及实验步骤
1.利用油膜形成机理演示仪验证动压油膜形成机理：
2.观察滑动轴承动压油膜的形成过程与现象：
利用油膜形成过程电路图观察滑动轴承动压油膜形成
电源
指示灯
轴启动
轴瓦
轴
润滑油
油池
毫安表
开关
轴转数提高 指示灯灭掉 毫安表指针回零 滑动轴承动压油膜形成
* 当轴没转动时，轴和瓦接触，合上开关，较大电流流过指示 灯和毫安表，指示灯很亮，毫安表读数较大。
* 当轴刚启动时，轴与轴瓦之间处于半干摩擦状态，摩擦力矩 很大的，测力杠杆一端的测力计千分表有较大的读数。
* 当轴慢慢转动时，形成部分润滑油膜，使轴与瓦接触面积减 小，电路中电流减小，指示灯亮度减弱。毫安表读数变小。
* 随着轴的转速逐渐提高，形成很薄的油膜将轴与轴瓦分开， 受加工精度的影响，轴与轴瓦表面上的微观不平的尖峰会不断 瞬间接触，电路中产生瞬间电流，瞬间电流很弱不足以使指示 灯发光，指示灯灭掉，此时可观察到毫安表指针有摆动现象。
五、实验报告要求
1. 实验报告内容包括：实验目的、实验台结构简图、 实验台工作原理、实验已知条件及原始数据、思考 题。
2. 两条特性曲线绘制在同一图中，两条径向油膜压力 分布曲线绘制在同一图中，每一条曲线上要标注实 验条件（如载荷），曲线绘制在作标纸上 。
谢谢
5.绘制滑动轴承径向油膜压力分布曲线：
当油膜完全形成时由左向右依次记录油压表压力值，根据 测出的油压值按一定的比例线段绘制出滑动轴承径向油膜 压力分布曲线。
.
四、思考题
1．动压油膜形成的机理（要素）是什么? 2．当滑动轴承转速升高时，径向油膜压力有何
变化？ 3. 当载荷改变时，径向油膜压力有何变化？
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
机械设计滑动轴承习题及答案
1、验算滑动轴承最小油膜厚度hmin的目的是＿＿。
A、确定轴承是否能获得液体摩擦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、巴氏合金用来制造＿＿。
A、单层金属轴瓦B、双层或多层金属轴瓦C、含油轴承轴瓦D、非金属轴瓦3、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4、液体摩擦动压径向轴承的偏心距e随＿B＿而减小。
A、轴颈转速n的增加或载荷F的增大B、轴颈转速n的增加或载荷F的减少C、轴颈转速n的减少或载荷F的减少D、轴颈转速n的减少或载荷F的增加5、非液体摩擦滑动轴承，验算pv<[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6、设计液体动压径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度hmin不够大，在下列改进设计的措施中，最有效的是＿A＿。
A、减少轴承的宽径比B/dB、增加供油量C、减少相对间隙D、增大偏心率7、在＿B＿情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。
A、重载B、高速C、工作温度高D、承受变载荷或振动冲击载荷8、温度升高时，润滑油的粘度＿＿。
A、随之升高B、保持不变C、随之降低D、可能升高也可能降低9、动压滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是＿＿。
A、轴颈和轴承间构成楔形间隙B、充分供应润滑油C、轴颈和轴承表面之间有相对滑动D、润滑油的温度不超过50度10、与滚动轴承相比较，下述各点中，＿＿不能作为滑动轴承的优点。
A、径向尺寸小B、间隙小，旋转精度高C、运转平稳，噪声低D、可用于高速情况下［正确答案］答案：A、B、B、B、B、A、B、C、D、B。
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。
机械设计章节练习题(含答案)——滑动轴承
第16章滑动轴承【思考题】16-1 滑动轴承的性能特点有哪些？主要的应用场合有哪些？16-2 滑动轴承的主要结构型式有哪几种？各有什么特点？16-3 轴承材料应具备哪些性能？是否存在着能同时满足这些性能的材料？16-4 非液体润滑轴承的设计依据是什么？限制p和pv的目的是什么？16-5 液体动压润滑的必要条件是什么？叙述向心滑动轴承形成动压油膜的过程？16-6 找出一滑动轴承应用实例，确定滑动轴承类型，分析其特点和选用的原因。
A级能力训练题1.下述各点中，不能作为优点的滑动轴承是________。
（1）径向尺寸小（2）内部间隙小，旋转精度高（3）运转平稳，噪音小（4）没有极限转速限制，可用于高速2.含油轴承是采用________制成的。
（1）硬木（2）塑料（3）硬橡胶（4）粉末冶金3.在下述材料中，不能作为滑动轴承轴瓦或轴承衬材料的是________。
（1）GCr15 （2）HT250（3）ZQSn10-5 （4）ZChSnSb11-64.在滑动轴承轴瓦或轴承衬的材料中，承载能力最高的是________。
（1）灰铸铁（2）巴氏合金（3）铅锡表青铜（4）铅青铜等铜基轴承合金5.滑动轴承在液体摩擦工况下的摩擦系数很小，约为__________。
（1）0.1～0.8 （2）0.01～0.08（3）0.001～0.008 （4）0.0001～0.00086.滑动轴承校核pv值、蜗杆传动进行温升计算都是为了防止__________出现失效。
（1）胶合（2）点蚀（3）磨损（4）塑性变形7.在非液体摩擦滑动轴承设计中，限制比压p的主要目的是__________。
（1）防止轴承衬的塑性变形（2）防止轴承衬的过度磨损（3）防止轴承因过热而胶合（4）防止轴承因发热而卡死8.验算滑动轴承最小油膜厚度h min的目的是 __________。
（1）确定轴承是否能获得液体摩擦（2）控制轴承的发热量（3）计算轴承内部的摩擦阻力（4）控制轴承的压力p9.下列各类机械设备中，只采用滑动轴承的是________。
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
![机械设计4[1].12#滑动轴承](https://img.taocdn.com/s3/m/fcef3f1ec5da50e2524d7fbc.png)
§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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2) 剖分式向心滑动轴承
将轴承座或轴瓦分离制造，
两部分用联接螺栓。 特点：结构复杂，可以
螺纹孔 榫口
联接螺栓
调整因磨损而造成的间
隙，安装方便。
轴承盖 剖分轴瓦
轴承座
应用场合：
低速、轻载或间歇性工作的机器。
剖分式向心滑动轴承
二、 推力滑动轴承 作用：用来承受轴向载荷 结构形式： F F
1 1
潘存云教授研制
由于巴式合金熔点低
潘存云教授研制
潘存云教授研制
2）铜合金 优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性 都优于轴承合金。工作温度高达250 ℃。
缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。 青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢 或铸铁轴瓦上。 锡青铜 →中速重载 铅青铜 →中速中载 铝青铜 →低速重载 3）铝基合金 铝锡合金： 有相当好的耐腐蚀合和较高的疲劳强度， 摩擦性能也较好。在部分领域取代了较贵的轴承合 金与青铜。 4) 铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。
单材料 按材料 分 类 多材料
均可，适用于厚
壁轴瓦。
铸造轴瓦
只适用于薄壁轴 瓦，具有很高的
卷制轴套
按加工 分 类 轧制
铸造
生产率。
二、轴瓦的定位方法 目的：防止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相 对移动。
轴向 定位
凸缘定位 ----将轴瓦一端或两端做凸缘。
凸耳(定位唇)定位
凸缘
潘存云教授研制
凸耳
周向定位
轴瓦磨损
表面划伤
疲劳点蚀
二、滑动轴承的材料 (一)轴承材料性能的要求
1) 2) 3) 4)
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。
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。 抗胶合----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。 5) 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。 6) 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。
滑动轴承
1 滑动轴承概述 2 滑动轴承的典型结构 3滑动轴承轴瓦结构 4 滑动轴承的失效形式及常用材料 5不完全液体润滑滑动轴承的设计计算 6液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算 7滑动轴承润滑剂的选择 8 其它形式滑动轴承简介
1 滑动轴承概述
轴承的功用：用来支承轴及轴上零件 。 一、轴承的基本要求 1．能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。 2．具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。 3．具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。 二、轴承的分类 优点多，应用广 滚动轴承 按摩擦 用于高速、高精度、重载、 性质分 滑动轴承 结构上要求剖分等场合。 分 按受载 向心(径向)轴承 推力(止推)轴承 方向分 类 向心推力(径向止推)轴承 按润滑 不完全液体润滑滑动轴承 状态分 液体润滑滑动轴承
3 滑动轴承轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型
需从轴端安装和拆
卸，可修复性差。
整体轴套
按尺寸 分 类 按材料 分 类 按加工 分 类
可以直接从轴的中
部安装和拆卸，可
修复。
对开式轴瓦
4 滑动轴承轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型 节省材料，但刚度不
铅青铜
10
3 12
15
15 30
3
5
1
1
ZCuPb30 (30铅青铜) ZCuAl10Fe3 (10-3铝青铜)
25
3
4
4
2
铝青铜
15
4
12
5
5
5
2
最宜用于润滑充分 的低速重载轴承
注：①[pv]为不完全润滑下的许用值
②性能比较：1~5 依次由佳到差
表 常用轴瓦及轴承衬材料的性能 [p] [pv] HBS 最高工作 轴径硬度 材料及其代号 金属型 砂型 温度℃ Mpa Mpa.m/s
紧定螺钉
潘存云教授研制
销钉
潘存云教授研制
三、轴瓦的油孔和油槽 作用：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。
F 进油孔 油槽
开孔原则： 1)尽量开在非承载区，尽量不要降低或少降低承载区 油膜的承载能力； 2)轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的油封面。 双轴向油槽开在 δ 单轴向油槽在最 δ
F
2 1 潘存云教授研制
2
F
1
潘存云教授研制
2 2
空心式---轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比 实心式要好。 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。
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%。
１．验算平均压力 p ≤[p]，以保证强度要求；
是摩擦力，限制pv 即间接限制摩擦 ２．验算摩擦发热pv≤[pv]； fpv 发热。 p，pv的验算都是平均值。考虑到轴瓦不同 ３．验算滑动速度v≤[v]。 心，受载时轴线弯曲及载荷变化等的因素，
局部的p或pv可能不足，故应校核滑动速度v 。
二、径向滑动轴承的设计计算 已知条件：外加径向载荷F (N)、轴颈转速n(r/mm)及 F 轴颈直径d (mm) 验算及设计 ： d １.验算轴承的平均压力p n F p= ≤[p] Bd B----轴瓦宽度， [p]----许用压强。见下页
工程塑料 碳—石墨 橡胶 木材
非金属材料
1) 轴承合金（白合金、巴氏合金） 是锡、铅、锑、铜等金属的合金， 锡或铅为基体。 优点： f 小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀 性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重 载的轴承。 缺点：价格贵、机械强度较差； 只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。 工作温度：t<120℃
大油膜厚度处
F
φa
轴承剖分面上
潘存云教授研制
潘存云教授研制
形式：按油槽走向分——沿轴向、绕周向、斜向、螺 旋线等。
潘存云教授研制 潘存云教授研制
轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图 大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利 于形成动压油膜，又起冷却作用。
45˚
潘存云教授研制
薄壁 按尺寸 分 类 厚壁
单材料 按材料 分 类 多材料
如黄铜，灰铸铁。
单一材料潘存云教授研制 Nhomakorabea轴瓦衬强度不足， 故采用多材料制作 轴瓦。
按加工 分 类
两种材料
4 滑动轴承轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型
铸造工艺性好，
潘存云教授研制
单件、大批生产
薄壁 按尺寸 分 类 厚壁
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。 能同时满足这些要求的材料是难找的， 但应根据具体情况主要的使用要求。 工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组 合在一起，性能上取长补短。 (二)常用轴承材料 滑 动 轴 承 材 料 金属材料
轴承衬
轴承合金 铜合金 铝基轴承合金 铸铁 多孔质金属材料
5 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
一、失效形式与设计准则
工作状态：因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，由于轴 承的不到足够的润滑剂，故无法形成完全的承载油膜， 工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。 失效形式：边界油膜破裂。 设计准则：保证边界膜不破裂。 校核内容：
因边界膜强度与温度、轴承材料、轴 颈和轴承表面粗糙度、润滑油供给等 有关，目前尚无精确的计算方法，但 一般可作条件性计算。
潘存云教授研制
２.验算摩擦热 πdn F pv = · ≤[pv] Bd 60× 1000
v—轴颈圆周速度，m/s； n—轴速度，m/s； [ pv]—轴承材料的许用值。见下页
表 常用轴瓦及轴承衬材料的性能
材料 类别 锡基 轴承 合金 牌号 （名称） ZSnSb11Cu6 ZSnSb8Cu4
最大许用值① [p] [v] Mpa m/s 25 20 80 冲击载荷 60 12 8 15 10 1 5 1 3 5 [pv] MpaXm/s 20 性能比较② 抗咬 顺应性 耐蚀 疲劳 粘性 嵌入性 性 强度 说 明
潘存云教授研制
10
15 15 12
60
100
45HBC
铸铝青铜 ZCuAl10Fe3
45HBC
3.验算滑动速度V
v ≤ [v ]
[v]—材料的许用滑动速度
三、止推滑动轴承的计算 已知条件：外加径向载荷F (N)、轴颈转速n(r/mm) 1)根据轴向载荷和工作要求， F F 选择轴承结构尺寸和材料； 2)验算平均压力； d2 F d1 p ≤[ p ] 2 d1 (d 2 d12 ) z z--轴环数 4 d2 3)验算pv值 nFa n ( d1 d 2 ) pv [ pv] v 30000 z ( d 2 d1 ) 60 1000 2
潘存云教授研制
足，故对轴承座孔的
加工精度要求高 。
薄壁 按尺寸 分 类 厚壁 按材料 分 类 按加工 分 类
薄壁轴瓦
潘存云教授研制
具有足够的强度和刚
度，可降低对轴承座 孔的加工精度要求。
厚壁轴瓦
4 滑动轴承轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型 强度足够的材料可 以直接作成轴瓦，
平稳载荷 1 1 1 5
用于高速、重载 下工作的重要轴 承，变载荷下易 于疲劳，价贵。 用于中速、中等 载荷作的轴承， 不宜受显著冲击。 可作为锡锑轴承 合金的代用品。 用于中速重载及 受变载荷的轴承 用于中速中载的 轴承 用于高速、重载 轴承，承受变载 和冲击