《机械设计》讲义之滑动轴承
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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）
机械设计基础之机械设计滑动轴承课件
图30-7
运动粘度v
动力粘度η
轴承数（索氏数）So
工况条件F、B、D、、
液体动压润滑滑动轴承设计计算的说明（1）
首先根据混合摩擦状态滑动轴承进行估算， 得到设计宽度、初步确定轴承材料。
动压润滑滑动轴承设计计算主要是计算最小 油膜厚度（验算安全性）和验算温升。
液体动压润滑滑动轴承设计计算的说明（2）
滑动轴承的几何参数 非液体摩擦滑动轴承的设计 液体动压润滑滑动轴承的设计
润滑剂选择 润滑油→液体
润滑脂→润滑油＋稠化剂
润滑油的选择 固体润滑剂→石墨、ＭoS2、聚四氟乙稀
⑴ 转速高、压力小——粘度低 ⑵ 转速低、压力大——粘度高 ⑶ 高温度下工作（t＞60℃）——较高粘度
润滑脂的选择
要求不高、难经常供油或低速重载轴承 ⑴ 压力大、速度低——小针入度，反之选针入度大的 ⑵ 润滑脂滴点应高于轴承工作温度20－30℃，以免流失 ⑶ 在有水或潮湿场合，应选防水性的润滑脂
根据轴颈和轴瓦间的摩擦状态，滑动轴承的工 作状态分为非流体润滑状态（混合摩擦状态）和液 体润滑状态。
滑动轴承的特点
主要特点
工作平稳，无噪声；液体润滑时摩擦损失小
应用情况
工作转速特高、对轴的支承位置要求特别精确、 特重型轴承、大冲击和振动载荷、剖分式轴承、 径向尺寸小等
第三节
摩擦学基本知识 滑动轴承的特点
主要进行压强p、压强与速度乘积 pv 的验算
轴承承载面平均压强的验算
限制压力防止油膜破裂
p F p
A
Mpa
p F p
BD
径向轴承
p
4
F (D22 D12)
p
轴向轴承
轴承摩擦热效应的限制性验算
《机械设计基础》第15章 滑动轴承
τ
P＋dp τ＋dτ
雷诺耳实验（1883年）——层流与湍流的现象
雷诺方程：
h0 - h dp = 6ηv dx h3
其中：p——油膜压力 η——润滑油粘度 V——速度 h——间隙厚度（油膜厚度） h0——油膜压力为极限值时的间隙厚度
分析雷诺方程：
（1）当相对运动的两表面 形成收敛油楔时。即能保 证移动件带着油从大口走 u 向小口。 o
形成动压润滑的条件： （1）相对运动的两表面形成收敛油楔时。 （2）两表面必须有一定的相对速度。
（3）润滑油必须有一定的粘度，并供油充分。
（4）油膜的最小厚度应大于两表面不平度之和。
例：试判断下列图形能否建立动压润滑油膜？
v v v v
向心滑动轴承形成动压油膜的过程：
F F FF F
o
o1 o1 o o1 1 o1
润滑脂 （黄油） 固体润滑剂
钙基、钠基、铅基、锂基等。
石墨、二流化钼、聚氟乙烯树脂等 （用于高温下的轴承）。
空气、氢气等（只用于高速、高 温以及原子能工业等特殊场合）
气体润滑剂
●润滑剂的主要指标：
（1） 粘度——是润滑油最重要的物理性能指标，是选择润滑 油的主要依据，它标志着流体流动时内摩擦阻 力的大小。粘度越大，内摩擦阻力越大，即流 动性越差。 （2）凝点——是润滑油冷却到不能流动时的温度。凝点越低越好。 （3） 闪点——是润滑油在靠近试验火焰发生闪燃时的温度。 闪点是鉴定润滑油耐火性能的指标。在工作温度 较高和易燃环境中，应选用闪点高于工作温度 20°~30°C的润滑油。 （4） 油性——是指润滑油湿润或吸附在表面的能力。吸附能力 越强，油性越好。 （5） 滴点——是指润滑脂受热后开始滴落时的温度。润滑脂使 用工作温度应低于滴点20°~30°C，低于40°~ 60°更好。 （6）针入度（稠度）——是表征指润脂稀稠度的指标。针入度越 小，表示润滑脂越稠；反之，流动性越大。
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
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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
第7页/共54页
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。
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。
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
《机械设计基础》第十二章 滑动轴承解析
若板A与板B不平行，板间 的间隙沿运动方向由大到小呈收 敛的楔形，板A上承受载荷F。 板A运动时，两端的速度图形 似乎应如虚线所示的三角形分布。
如果是这样，进油多而出油少，由于液体实际上是不可压缩的，必将 在间隙内“拥挤”而形成压力。将迫使进口端的速度图形向内凹，不会再 是三角形分布。进口端间隙h1大而速度图形内凹，出口端h2小而速度图形 外凸，于是有可能使带进油量等于带出油量。同时，间隙内形成的液体压 力将与外载荷F平衡——说明在间隙内形成了压力油膜。 借助相对运动而在轴承间隙中形成的压力油膜——动压油膜 截面aa到cc之间，各截面的速度图形是各不相同的，但必有一截面bb， 油的速度图形呈三角形分布。
h h0 dp 6v 3 转换为极坐标形式，令dx＝rdφ，v＝rω并将h0代入 将 dx h dp (cos cos 0 ) 6 2 d (1 cos ) 3
将上式从油膜压力起始角φ1倒任意角φ积分，可得极角为φ处的油膜压力
p 6 2
其他条件相同时，工作转速越高，e值越小，即轴颈中心越接近轴承 孔中心。
pmax
§12-6 液体动压润滑的基本方程
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； 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。
三、具有特殊性能的轴承材料
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
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
L.d.601000 L.601000
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）
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）
《机械设计基础》第十二章-滑动轴承解析
三、具有特殊性能的轴承材料
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)。
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)。
机械设计课件-滑动轴承
固定式 ---傾角固定，頂部預留平臺， 類型 可傾式 ---傾角隨載荷、轉速自行 調整，性能好。
巴氏合金
F
浙江大學專用
F
繞此邊線自 行傾斜
§13-3 軸瓦及軸承襯材料
材料要求： 1）摩擦係數小；
軸承襯
2）導熱性好，熱膨脹係數小；
3）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強；
4）有足夠的機械強度和塑性。
工程上常用澆鑄或壓合的方法將兩種不 同的金屬組合在一起，性能上取長補短。
用於潤滑油不能勝任工作的場合：高溫、低速重載。
使用方式： 1.調和在潤滑油中；
2.塗覆、燒結在摩擦表面形成覆蓋膜；
浙江大學專用
3.混入金屬或塑膠粉末中燒結成型。
二、潤滑裝置 1. 油杯
針閥 式油 杯
彈簧 蓋油 杯
壓注式油杯 旋蓋式油杯 脂用
浙江大學專用
2. 油環
浙江大學專用
§13-5 非液體摩擦滑動軸承的計算
F
O2 ω O1
F
O2 O1
ω O3
ω
固定式
可傾式
2、三油楔軸承 特點：形成三個動壓油膜，提高了旋轉精度和穩定性。
摩擦損耗加大、承載能力降低，製造困難。
浙江大學專用
§13-8 靜壓軸承與空氣軸承簡介
一、靜壓軸承
工作原理：依靠供
油裝置，將高壓油
壓入軸承間隙中，
強制形成油膜。 節
特點：靜壓軸承 載任何工況下都
§13-1 §13-2 §13-3 §13-4 §13-5 §13-6 §13-7 §13-8
第13章 滑動軸承
摩擦狀態 滑動軸承的結構型式 軸瓦及軸承襯材料 潤滑劑和潤滑裝置 非液體摩擦滑動軸承的計算 動壓潤滑的基本原理 液體動壓滑動軸承的計算 靜壓軸承與空氣軸承簡介
巴氏合金
F
浙江大學專用
F
繞此邊線自 行傾斜
§13-3 軸瓦及軸承襯材料
材料要求： 1）摩擦係數小；
軸承襯
2）導熱性好，熱膨脹係數小；
3）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強；
4）有足夠的機械強度和塑性。
工程上常用澆鑄或壓合的方法將兩種不 同的金屬組合在一起，性能上取長補短。
用於潤滑油不能勝任工作的場合：高溫、低速重載。
使用方式： 1.調和在潤滑油中；
2.塗覆、燒結在摩擦表面形成覆蓋膜；
浙江大學專用
3.混入金屬或塑膠粉末中燒結成型。
二、潤滑裝置 1. 油杯
針閥 式油 杯
彈簧 蓋油 杯
壓注式油杯 旋蓋式油杯 脂用
浙江大學專用
2. 油環
浙江大學專用
§13-5 非液體摩擦滑動軸承的計算
F
O2 ω O1
F
O2 O1
ω O3
ω
固定式
可傾式
2、三油楔軸承 特點：形成三個動壓油膜，提高了旋轉精度和穩定性。
摩擦損耗加大、承載能力降低，製造困難。
浙江大學專用
§13-8 靜壓軸承與空氣軸承簡介
一、靜壓軸承
工作原理：依靠供
油裝置，將高壓油
壓入軸承間隙中，
強制形成油膜。 節
特點：靜壓軸承 載任何工況下都
§13-1 §13-2 §13-3 §13-4 §13-5 §13-6 §13-7 §13-8
第13章 滑動軸承
摩擦狀態 滑動軸承的結構型式 軸瓦及軸承襯材料 潤滑劑和潤滑裝置 非液體摩擦滑動軸承的計算 動壓潤滑的基本原理 液體動壓滑動軸承的計算 靜壓軸承與空氣軸承簡介
机械设计课件12第十二章滑动轴承
2、相对间隙 /r/d
大→ 温升小 →但承载能力和运转精度低 小→易形成流体膜→承载能力和运转精度↑
3、粘度η
Q1qc(t0ti)
Q 2sd(B t0ti)
所以： fp q v c ( t0 ti)sd( t0 B ti)
( f )p
t t0 ti
c(
q
)S
(C)
Bd v
润滑油平均温度tm
tm
ti
t 2
为保证承载要求tm<75℃
先给定tm，再按上式求出Δt，再求ti=35℃~40℃
a) 若ti>(35~40)℃, 热平衡易建立，则应降低tm，再行计算。
选择润滑脂品种的一般原则
1)当压力高和滑动速度低时，选择针入度 小一些的品种；反之，选择针入度大一 些的品种。
2)所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工 作温度高约20－300C，以免工作时润滑 脂过多地流失。
3)在有水淋或潮湿的环境下，应选择防水 性强的钙基或铝基润滑脂。在温度较高 处应选用钠基或复合钙基润滑脂。
2 0 h0
hA
偏心率： e/
p max e
AOO1
根据余弦定律可得 任意位置的油膜厚度
h(1cos ) r(1cos ) 1）压力最大处油膜厚度
h0(1co0s)
F
极轴
hmax
、、、
a
O1
O
1
rR
hmin
2 0 h0
hA
2）油膜最小厚度hmin
h m in e ( 1 ) r( 1 )
5、良好的工艺性、经济性等；
常用的轴承材料
1、金属材料：轴承合金、铜合金、铝基合 金和铸铁等；
大→ 温升小 →但承载能力和运转精度低 小→易形成流体膜→承载能力和运转精度↑
3、粘度η
Q1qc(t0ti)
Q 2sd(B t0ti)
所以： fp q v c ( t0 ti)sd( t0 B ti)
( f )p
t t0 ti
c(
q
)S
(C)
Bd v
润滑油平均温度tm
tm
ti
t 2
为保证承载要求tm<75℃
先给定tm，再按上式求出Δt，再求ti=35℃~40℃
a) 若ti>(35~40)℃, 热平衡易建立，则应降低tm，再行计算。
选择润滑脂品种的一般原则
1)当压力高和滑动速度低时，选择针入度 小一些的品种；反之，选择针入度大一 些的品种。
2)所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工 作温度高约20－300C，以免工作时润滑 脂过多地流失。
3)在有水淋或潮湿的环境下，应选择防水 性强的钙基或铝基润滑脂。在温度较高 处应选用钠基或复合钙基润滑脂。
2 0 h0
hA
偏心率： e/
p max e
AOO1
根据余弦定律可得 任意位置的油膜厚度
h(1cos ) r(1cos ) 1）压力最大处油膜厚度
h0(1co0s)
F
极轴
hmax
、、、
a
O1
O
1
rR
hmin
2 0 h0
hA
2）油膜最小厚度hmin
h m in e ( 1 ) r( 1 )
5、良好的工艺性、经济性等；
常用的轴承材料
1、金属材料：轴承合金、铜合金、铝基合 金和铸铁等；
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)
15
§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)
§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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第十二章滑动轴承
§１2—1 概述:
一．摩擦的分类(详见： P.4６．第四章）
㈠内摩擦: 发生在物质内部、阻碍分子间相对运动的摩擦。
㈡外摩擦：发生在两接触物体间,阻碍两接触表面相对运动的摩擦。
1．按有无相对运动分：外摩擦可分为:
静摩擦：两接触物体间仅有相对滑动趋势时的摩擦。
动摩擦：两接触物体间有相对运动时的摩擦。
２.按相对运动形式分：外摩擦可分为:
1）滚动摩擦：两接触物体间的相对运动为滚动。
２)滑动摩擦: 两接触物体间的相对运动为滑动。
又可分为四种：
①干摩擦: 两物体接触面内无任何润滑剂的纯金属接触时的摩擦。
②边界摩擦: 两摩擦表面间存在边界膜时的摩擦。
边界膜: 指润油中的极性分子吸附在金属表面（吸附膜）或与金属起化学
反应（反应膜）而形成的一层极薄的分子膜。
③流体摩擦：两摩擦表面完全被润滑油分开时的摩擦。
④混合摩擦：处于边界摩擦与流体摩擦的混合状态时的摩擦。
注：ａ．纯金属极易氧化或被油污，故工程中不存在真正的干摩擦，通常
将未经人为润滑的摩擦叫“干摩擦”
b. 边界膜分吸附膜和反应膜，极薄，厚度约0.002~0.02μm．
ｃ. 干摩擦时,摩擦和磨损最严重;边界摩擦的摩擦系数约为０．1左
右;混合摩擦时的摩擦系数比边界摩擦的要小得多；流体摩擦是
油分子间的内摩擦，f≈0．0０1~0.００8，此时不存在磨损。
二.轴承的类型:
1．按摩擦性质分：分二种
1)滚动摩擦轴承下章介绍
2）滑动摩擦轴承又可分三种
①自润滑轴承：工作时不加润滑剂。
②不完全液体润滑轴承:滑动表面间处于边界润滑或混合润滑状态。
③液体润滑轴承：两滑动表面处于液体润滑状态。
a. 液体动压轴承: 靠两表面间的相对运动来形成压力油膜。
b. 液体静压轴承：靠液压系统供给的压力油形成压力油膜。
2.按承载方向分：三种
１)径向轴承: 承受径向载荷
2）推力轴承: 承受轴向载荷
3）向心推力轴承: 可同时承受径、轴向载荷
三.滑动轴承的主要应用埸合：
1．转速特高此时,滚动轴承的寿命明显↓
2.轴的支承位置要求特高此时,滚动轴承因零件多，精度难保证
3.特重型此时，滚动轴承须单件生产，造价很高４．冲击和振动很大此时,滚动轴承点接触，耐冲击、振动性能差
５.按装配要求必须剖分的轴承
6．特殊工作条件处(如：水中或腐蚀介质中）。