机械设计第12章轴系零部件PPT
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机械制图零件工作图 ppt课件
视图方案二:
A－A
将方案一的主视 图和左视图位置对调。
俯视图选用B－B 剖视表达底板与支撑 板断面及肋板断面的 形状。
C向局部视图表达 上面凸台的形状。
B
B
B－B
俯视图前后方向
较长，图纸幅面安排 欠佳。
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C
A
A C
轴承座16
视图方案三:
C A
主视图
A－A
俯视图采用B
－B剖视图，其 B
零件工作图
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1
组成机器的最 小单元称为零件。
根据零件的作 用及其结构, 通常 分为以下几类：
★ 轴类 ★ 盘类 ★ 箱体类 ★ 标准件
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螺栓
箱盖 端盖
齿
轮
齿 轮
箱体
轴
滚动轴承
齿轮减速箱 2
轴类
其他类
盘类
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叉架类
箱体类 3
零件图的作用与内容
一、零件图的作用
注意：
1）所选择的表达方法要恰当，每个视图都有明确的表 达目的。
2）在完整、清晰地表达零件内、外结构形状的前提下， 尽量减少图形个数，以方便画图和看图。
3）对于表达同一内容的视图，应拟出几种方案进行比 较。
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11
三、零件表达方案的选择
择优原则： ① 在零件的结构形状表达清楚的基础上，视
➢ 特征原则——能充分反映零件的结构形状特征。 ➢ 工作位置原则——反映零件在机器或部件中工作时的位置。 ➢ 加工位置原则——零件在主要工序中加工时的位置。
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选择主视图：遵循形状特征原则和加工位置原则或 工作位置原则
机械设计基础课件 第12章 轴和联轴器
1. 拟定轴上零件的装配方案
方 案 一
方 案 二
2．轴上零件的定位
周向定位（键、花键、过盈配合、销和紧定螺钉等）
轴向定位
轴肩、轴环 用于轴向力比较大的场合。
套筒 用于零件之间尺寸较小的场合，与轴间隙配合。
圆螺母 +止动垫片 用于较大轴向力的轴端及不宜用定位套筒的场合。 轴端挡圈 用于轴端。
弹性挡圈 紧定螺钉
3）为便于滚动轴承的拆卸，安装滚动轴承处的定位轴肩高度应低 于轴承内圈端面厚度，具体尺寸可查阅相关滚动轴承标准。
下一页
(2)确定各轴段的长度 各轴段的长度尺寸，主要由轴上零件与轴配合部
分的轴向尺寸、相邻零件之间的距离、轴向定位以 及轴上零件的装配和调整空间等因素决定。
l1＝l2＋（2～3）mm
上一页
1158'8"
求：设计此轴结构，并校核其强度。
解题步骤
解
1.选择轴的材料及热处理方式
45钢，调质，查表13-1
B 640 MPa S 355 MPa 1 275MPa
1 155 MPa [ 1] 60MPa
下一页
2. 最小轴径估算
d C3 P n
P=15 kW, C=115
②按轴线形状可分为曲轴、直轴和钢细软轴。
③按传递载荷分为心轴、传动轴和转轴。
心轴：只承受弯矩 M ；不受转矩 T 。 传动轴：只承受转矩 T；只承受弯矩M 。 转轴：既受弯矩 M 又受转矩 T 。
心轴、光轴
固定心轴
钢细软轴 曲轴
转轴
二、轴设计的主要内容
1.设计内容：结构设计和工作能力计算。 2.设计步骤:
n＝500 r/min
dmin
115 3
机械设计基础 轴系PPT课件
3）连续正反转、载荷不稳定：切应力接近对称循环，r ＝ -1；
[ 1b 第] 2[1页/1共b ]25页1
6）确定危险截面。
7）强度条件：
c
M W
M 2 ( T )2 [ ] MPa
0.1d 3
d 3 M
mm
0.1 [ ]
式中： W —— 轴的抗弯截面系数； [σ] —— 轴的许用弯曲应力，见表 14-1。
四、轴设计的主要问题 失效形式： 1、疲劳破坏 2、变形过大 3、振动折断 4、塑性变形
疲劳强度校核 刚度验算（如机床主轴） 高速轴，自振频率与轴转速接近 短期尖峰载荷 验算屈服强度
第8页/共25页
设计的主要问题： 1、合理的结构设计 —→ 保证轴上零件有可靠的工作位置，装配、拆卸方便，
周向、轴向固定可靠，便于轴上零件的调整； 2、工作能力计算 a、有足够的强度
轴圆角半径 r ＜ 轴上零件倒角尺寸 c ＜ 轴肩高度 h 或：轴圆角半径 r ＜ 轴上零件圆角半径 R ＜ 轴肩高度 h
第13页/共25页
轴肩 定位轴肩： h ＝ ( 0.07 ～ 0.1 ) d ； d ：轴颈尺寸 非定位轴肩： h ＝ ( 1 ～ 2 ) mm
（2）周向固定 键、花键、成形联接、弹性环联接、过盈、销等 —— 轴毂联接
强度条件：
T WT
9.55106 0.2 d 3
P n
MPa
d 3 9.55106 P mm
0.2[ ]n
式中：WT —— 抗扭截面系数，mm3 [τ ] —— 许用切应力，MPa
第17页/共25页
公式应用： a）传动轴精确计算； b）转轴的初估轴径 dmin —— 结构设计，逐步阶梯化 di
α —— 根据转矩性质不同而引入的应力校正系数。 σ —— 一般为对称循环变化（弯矩引起的弯曲应力） 1）单向旋转、载荷稳定：切应力接近不变 r ＝ +1；
[ 1b 第] 2[1页/1共b ]25页1
6）确定危险截面。
7）强度条件：
c
M W
M 2 ( T )2 [ ] MPa
0.1d 3
d 3 M
mm
0.1 [ ]
式中： W —— 轴的抗弯截面系数； [σ] —— 轴的许用弯曲应力，见表 14-1。
四、轴设计的主要问题 失效形式： 1、疲劳破坏 2、变形过大 3、振动折断 4、塑性变形
疲劳强度校核 刚度验算（如机床主轴） 高速轴，自振频率与轴转速接近 短期尖峰载荷 验算屈服强度
第8页/共25页
设计的主要问题： 1、合理的结构设计 —→ 保证轴上零件有可靠的工作位置，装配、拆卸方便，
周向、轴向固定可靠，便于轴上零件的调整； 2、工作能力计算 a、有足够的强度
轴圆角半径 r ＜ 轴上零件倒角尺寸 c ＜ 轴肩高度 h 或：轴圆角半径 r ＜ 轴上零件圆角半径 R ＜ 轴肩高度 h
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轴肩 定位轴肩： h ＝ ( 0.07 ～ 0.1 ) d ； d ：轴颈尺寸 非定位轴肩： h ＝ ( 1 ～ 2 ) mm
（2）周向固定 键、花键、成形联接、弹性环联接、过盈、销等 —— 轴毂联接
强度条件：
T WT
9.55106 0.2 d 3
P n
MPa
d 3 9.55106 P mm
0.2[ ]n
式中：WT —— 抗扭截面系数，mm3 [τ ] —— 许用切应力，MPa
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公式应用： a）传动轴精确计算； b）转轴的初估轴径 dmin —— 结构设计，逐步阶梯化 di
α —— 根据转矩性质不同而引入的应力校正系数。 σ —— 一般为对称循环变化（弯矩引起的弯曲应力） 1）单向旋转、载荷稳定：切应力接近不变 r ＝ +1；
机械基础课件：轴系零件
轴系零件
图12-11 曲轴
轴系零件
图12-12 (a) 光轴； (b) 阶台轴
轴系零件
曲轴是往复式机械， 如内燃机中的专用零件。 直轴按 其外形不同， 分为光轴和阶台轴两种, 如图12-12所示。 光轴 形状简单， 加工方便， 但轴上零件不易定位和装配； 阶台 轴各截面直径不等， 便于零件的安装和固定， 因此应用广 泛。
轴系零件
(4) 用圆螺母固定。 如图12-20所示， 该固定方式常用于 轴的中部或端部， 装拆方便、 固定可靠， 但需要在轴上切 制螺纹， 对轴的强度有一定影响。 为防止圆螺母松脱， 常 采用双螺母或一个螺母加止推垫圈进行防松。
轴系零件
图12-20 用圆螺母固定
轴系零件
议一议： 在使用圆螺母固定时， 一般都是在轴上切制 细牙螺纹，
(5) 用弹性挡圈固定。 如图12-21所示， 该方法主要应用 于需要承受轴向力较小的场合， 固定时需要在轴上切制沟槽， 安装时将弹性挡圈卡入槽内即可。
轴系零件
图12-21 用弹性挡圈固定
轴系零件
2) (1) 用键作周向固定。 键连接用作轴上零件的周向固定形式应用最广。 其中用 平键连接时， 对于同一轴上轴径相差不大的轴颈上的键槽， 应尽可能采用同一规格的键槽尺寸， 并使键槽位于相同的周 向位置上， 以方便加工。
轴系零件
(3) 用圆锥销和紧定螺钉作周向固定， 如图12-22和图1223所示， 该周向固定方式主要应用在传递转矩很小的场合， 在实现周向固定的同时还可实现一定的轴向固定。
轴系零件
图12-22 用圆锥销作周向固定
轴系零件
图12-23 用紧定螺钉作周向固定
轴系零件
3. (1) 阶台轴的直径应该是中间大、 两端小， 由中间向两 端依次减小， 便于轴上零件的装拆。 (2) 轴端、 轴颈与轴肩(或轴环)的过渡部位应有倒角和过 渡圆角， 以便于轴上零件的装配， 避免划伤配合表面， 减 少应力集中。 轴肩(或轴环)的过渡圆角半径应小于轴上安装 零件内孔的倒角高度或圆角半径， 以保证轴上零件端面可靠 贴合轴肩端面。
机械设计基础第12章
601000
12
⒋确定中心距a和带的基准长度Ld 设计时，应用具体情况参照下式初步确定中心距a0
0.7(dd1 dd 2 ) a0 2(dd1 dd 2 )
按下式计算所需要的基准长度Ld0值
Ld 0
2a0
2
(dd1
dd2)
1 4a0
(dd 2
dd1)2
由下式近似计算带传动的实际中心距a
F1 e fV F2
若近似认为带工作时其总长度不变，则圆周力F和紧边拉
力的关系为
F
F1
1
1 e fV
故V带传动不打滑条件下所能传递的最大圆周力为
Fm a x
F1
1
1 e fV
二、带传动的应力分析
⒈拉应力
、
1
2
紧边拉应力 1 F1 / A MPa
Lp
z1
z2 2
Lp
z1
2
z2
2
8
z2 z1
2
2
近似计算
a
a0
Lp
Lp0 2
p
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第九节 链传动的润滑及布置
一、链传动的润滑
良好的润滑有利于缓和冲击、减少磨擦、降低磨损、是 延长链条使用寿命和发挥传动工作能力的最重要因素。
二、带传动的正确使用和维护 Nhomakorabea12
⒈安装时，两轴必须平齐，两轮相对应的V型槽要对齐。 ⒉V带在轮槽中应有一正确位置，带顶面应与带轮外缘相平 ⒊多根V带传动时，带的配组代号应相同 ⒋定期检查V带，发现一根松弛或损坏就应全部更换 ⒌严防转动带与矿务油、酸、碱等介质接触
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⒋确定中心距a和带的基准长度Ld 设计时，应用具体情况参照下式初步确定中心距a0
0.7(dd1 dd 2 ) a0 2(dd1 dd 2 )
按下式计算所需要的基准长度Ld0值
Ld 0
2a0
2
(dd1
dd2)
1 4a0
(dd 2
dd1)2
由下式近似计算带传动的实际中心距a
F1 e fV F2
若近似认为带工作时其总长度不变，则圆周力F和紧边拉
力的关系为
F
F1
1
1 e fV
故V带传动不打滑条件下所能传递的最大圆周力为
Fm a x
F1
1
1 e fV
二、带传动的应力分析
⒈拉应力
、
1
2
紧边拉应力 1 F1 / A MPa
Lp
z1
z2 2
Lp
z1
2
z2
2
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z2 z1
2
2
近似计算
a
a0
Lp
Lp0 2
p
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第九节 链传动的润滑及布置
一、链传动的润滑
良好的润滑有利于缓和冲击、减少磨擦、降低磨损、是 延长链条使用寿命和发挥传动工作能力的最重要因素。
二、带传动的正确使用和维护 Nhomakorabea12
⒈安装时，两轴必须平齐，两轮相对应的V型槽要对齐。 ⒉V带在轮槽中应有一正确位置，带顶面应与带轮外缘相平 ⒊多根V带传动时，带的配组代号应相同 ⒋定期检查V带，发现一根松弛或损坏就应全部更换 ⒌严防转动带与矿务油、酸、碱等介质接触
机械设计基础第12章 轴
13
轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相同。设计时可 拟定几种装配方案，进行分析与选择。
14
三 轴的加工和装配工艺性
轴应便于加工、测量，工作量少、生产效率高
通常情况下轴应设计成阶梯直轴
轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽等 尺寸一致
不同轴段的各键槽应布置在同一直线上
磨削或车螺纹应留有越程槽或退刀槽 轴上零件应装拆方便 轴的配合直径应尽量按标准值选取
初算轴的最细处直径
进行结构设计
进行强度验算 刚度验算
有特殊要求 时才进行
振动稳定性计算
作业
P227 12－15 12－13 12－14
34
29
实际上弯曲应力σb和扭转应力σT的性质γ可能不同
对于转轴和转动的心轴：
F
弯曲应力σb γ = -1
扭剪应力 T
n
n
T 大小和方向不变
γ = +1 a = 0.3
T 大小经常变化，方向不变 γ = 0 a = 0.6
T 大小和方向经常变化
γ = -1 a = 1
不同的γ ，对轴疲劳强度的影响程度也不同
31
弯扭合成法计算流程：
轴的简化受力图
重新设计
垂直面受力 垂直面弯矩
强度不满 足要求
水平面受力 水平面弯矩
ca [ 1]b
合成弯矩 扭矩
轴的当量弯矩
32
§12-4 轴的设计方法及综合示例
轴的设计方法：
轴的设计并无固定不变的步骤，视具体情况而定
对于阶梯直轴，一般流程是： 选择轴的材料
d C3 P n
越程槽
15
轴的标准尺寸系列
16
便于轴承的装拆
17
轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相同。设计时可 拟定几种装配方案，进行分析与选择。
14
三 轴的加工和装配工艺性
轴应便于加工、测量，工作量少、生产效率高
通常情况下轴应设计成阶梯直轴
轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽等 尺寸一致
不同轴段的各键槽应布置在同一直线上
磨削或车螺纹应留有越程槽或退刀槽 轴上零件应装拆方便 轴的配合直径应尽量按标准值选取
初算轴的最细处直径
进行结构设计
进行强度验算 刚度验算
有特殊要求 时才进行
振动稳定性计算
作业
P227 12－15 12－13 12－14
34
29
实际上弯曲应力σb和扭转应力σT的性质γ可能不同
对于转轴和转动的心轴：
F
弯曲应力σb γ = -1
扭剪应力 T
n
n
T 大小和方向不变
γ = +1 a = 0.3
T 大小经常变化，方向不变 γ = 0 a = 0.6
T 大小和方向经常变化
γ = -1 a = 1
不同的γ ，对轴疲劳强度的影响程度也不同
31
弯扭合成法计算流程：
轴的简化受力图
重新设计
垂直面受力 垂直面弯矩
强度不满 足要求
水平面受力 水平面弯矩
ca [ 1]b
合成弯矩 扭矩
轴的当量弯矩
32
§12-4 轴的设计方法及综合示例
轴的设计方法：
轴的设计并无固定不变的步骤，视具体情况而定
对于阶梯直轴，一般流程是： 选择轴的材料
d C3 P n
越程槽
15
轴的标准尺寸系列
16
便于轴承的装拆
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机械基础 第十二章 轴承
滚动轴承
《机械基础》第十二章
轴承
轴承 轴承是机器中用来支承 转动的轴和轴上零件的重要 零部件，它能保持轴的正常 工作位置和旋转精度，减小 转动时轴与支承间的摩擦和 磨损，轴承性能的好坏直接 影响机器的使用性能。因此， 轴承是机器的重要组成部分。
滚动轴承
滚动轴承具有摩擦力矩小，易起动， 载荷，转速及工作温度的适用范围较广， 轴向尺寸小，润滑维修方便等优点，滚动 轴承已标准化，在机械中应用非常广泛。
滚动轴承的结构特点
（4）极限转速 滚动轴承在一定的载荷及润滑条件下，轴承许可的最高转速称为极限转速。转速过高会产生高温，
润滑失效产生破坏。
提高轴承极限转速的措施有：提高轴承精度，选用较大的游隙，改用特殊材料及结构的保持架，采 用循环润滑、油雾润滑或喷射润滑，设置冷却系统等。
滚动轴承的 轴向固定
《机械基础》第十二章
图12-6 滚动轴承的角偏位
滚动轴承的结构及特点
滚动轴承的结构特点
（3）游隙 轴承内、外滚道与滚动体之间的间隙量称为游隙，即为当一个 座圈固定时，另一座圈沿径向或轴向的最大移动量。如图12-7所示 。游隙可影响轴承的运动精度、寿命、噪声、承载能力等。
图12-7 滚动轴承的游隙
滚动轴承的结构及特点
滚动体是滚动轴承形成滚动摩擦不可 缺少的核心元件。保持架的作用是将滚动 体均匀隔开，以减少滚动体之间的相互摩 擦和磨损，常见的保持架结构形式如图 12-4所示。
图12-3 滚动体
图12-4 滚动体保持架
滚动轴承的结构及特点
滚动轴承的结构特点
（1）公称接触角α 滚动轴承的公称接触角 α指轴承的径向平面（垂直 于轴线）与滚动体和滚道接 触点的公法线之间的夹角， 如图12-5所示。
《机械基础》第十二章
轴承
轴承 轴承是机器中用来支承 转动的轴和轴上零件的重要 零部件，它能保持轴的正常 工作位置和旋转精度，减小 转动时轴与支承间的摩擦和 磨损，轴承性能的好坏直接 影响机器的使用性能。因此， 轴承是机器的重要组成部分。
滚动轴承
滚动轴承具有摩擦力矩小，易起动， 载荷，转速及工作温度的适用范围较广， 轴向尺寸小，润滑维修方便等优点，滚动 轴承已标准化，在机械中应用非常广泛。
滚动轴承的结构特点
（4）极限转速 滚动轴承在一定的载荷及润滑条件下，轴承许可的最高转速称为极限转速。转速过高会产生高温，
润滑失效产生破坏。
提高轴承极限转速的措施有：提高轴承精度，选用较大的游隙，改用特殊材料及结构的保持架，采 用循环润滑、油雾润滑或喷射润滑，设置冷却系统等。
滚动轴承的 轴向固定
《机械基础》第十二章
图12-6 滚动轴承的角偏位
滚动轴承的结构及特点
滚动轴承的结构特点
（3）游隙 轴承内、外滚道与滚动体之间的间隙量称为游隙，即为当一个 座圈固定时，另一座圈沿径向或轴向的最大移动量。如图12-7所示 。游隙可影响轴承的运动精度、寿命、噪声、承载能力等。
图12-7 滚动轴承的游隙
滚动轴承的结构及特点
滚动体是滚动轴承形成滚动摩擦不可 缺少的核心元件。保持架的作用是将滚动 体均匀隔开，以减少滚动体之间的相互摩 擦和磨损，常见的保持架结构形式如图 12-4所示。
图12-3 滚动体
图12-4 滚动体保持架
滚动轴承的结构及特点
滚动轴承的结构特点
（1）公称接触角α 滚动轴承的公称接触角 α指轴承的径向平面（垂直 于轴线）与滚动体和滚道接 触点的公法线之间的夹角， 如图12-5所示。
机械设计 第12章 轴系零部件
169第十二章 轴系零部件案例导入：通过观察实物或减速器输出轴，说明轴是组成机器的重要零件之一，各种作回转或摆动的零件（如齿轮、带轮等），都必须安装在用轴承正确支撑的轴上才能正常运动及传递动力，本章主要介绍轴、轴承、键和销的结构特点及设计计算。
轴是机械设备中的重要零件之一，它的主要功能是直接支承回转零件，如齿轮、车轮和带轮等，以实现回转运动并传递动力,轴要由轴承支承以承受作用在轴上的载荷。
这种起支持作用的零部件称为支承零部件。
而且有很多的轴上零件需要彼此联接，它们的性能互相影响，所以将轴及轴上零部件统称为轴系零部件。
如图12-1所示减速器的输出轴由轴1、轴承2、齿轮3、联轴器4、键5等组成。
第一节 滑动轴承一、概述轴承是支承轴的部件，根据轴承工作的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承两大类。
一般情况下，滚动摩擦小于滑动摩擦，因此滚动轴承应用很广泛，但滑动轴承具有工作平稳、无噪声、耐冲击、回转精度高和承载能力大等优点，所以在汽轮机、精密机床和重型机械中被广泛地应用。
滑动轴承按摩擦状态可分为：(1)液体摩擦滑动轴承。
轴承工作时在轴颈和轴承的工作表面之间被一层润滑油膜完全隔开，因而金属工作表面之间无摩擦和磨损。
(2)非液体摩擦滑动轴承。
轴颈和轴承的工作表面之间未形成足够厚的油膜，局部金属直接接触，因而存在着摩擦和磨损。
二、滑动轴承的主要类型和结构按受载荷方向不同，滑动轴承可分为径向轴承和止推轴承。
(1)径向滑动轴承。
用于承受径向载荷，常用滑动轴承的结构形式及其尺寸已经标准化，应尽量选用标准形式。
图12-2所示为整体式滑动轴承。
还可在机架或箱体上直接制图12-1减速器的输出轴图12-2整体式滑动轴承170出轴承孔，如图12-2a)，再装上轴套成为无轴承座的整体式滑动轴承。
整体式滑动轴承结构简单，制造方便，但轴套磨损后轴承间隙无法调整；装拆时轴或轴承需轴向移动，故只适用于低速、轻载和间歇工作的场合。
如小型齿轮油泵、减速箱等。
相关主题
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滑动轴承更有优势。
路漫漫其悠远
二.类型
向心滑动轴承(径向轴承) 按承载分 推力滑动轴承(止推轴承)
按摩擦状态分
动压轴承 液体摩擦滑动轴承 静压轴承 非液体摩擦滑动轴承
§12-2 径向滑动轴承的的主要结构
一.整体式径向滑动轴承 整体式 结构简单
安装困难 间隙不可调
二.剖分式径向滑动轴承 剖分式：结构 较繁、间隙可 调广泛采用
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，摩阻大，有缓冲
、吸振作用、承载能力大，故只适合低速（
）
重载、难以经常供油的场合。
润滑脂：的主要指标是针入度和滴点。
钙基
钠基 锂基 铝基
抗水性好、耐热性差、价廉
润滑脂牌号参
抗水性差、耐热性好、防腐性较好 看P284表12-3
抗水性和耐热性好
抗水性好、有防锈作用、耐热性差
选择原则
1.压力高、速度低时，选针入度小一些的；反之…。 2.轴承的工作温度应低于滴点温度约 2030 ℃ 。 3.钙基耐水不耐高温，工作温度低于60℃，钠基耐温
路漫漫其悠远
§12-1 概述
一. 滑动轴承的特点及其应用场合
由于结构与制造的原因，一般说来：滚动轴承摩阻小、起 动灵敏；标准化程度高，质优价廉；便于使用与维护；故广泛 应用于一般尺寸、中速、中载的一般工作条件下和运动机械中 。
但是，在下列情况： ① 载荷特重； ② 承受巨大冲击载荷和振动载荷； ③ 回转精度要求特高； ④ 转速特大； ⑤ 尺寸很大或很小； ⑥ 结构上要求轴承剖分时； ⑦ 特殊工作条件下（如水、腐蚀介质中）。
油槽的 尺寸可 查相关 的手册
注意： 油沟、油孔：不能开在油膜承载区，否则，承载能力↓ 油槽长度≈0.8B（轴瓦宽度），即不能开通，否则漏油。
对开式径向轴承，常把轴向油槽开在剖分面处（剖分面 与载荷作用线成90度），如果轴颈双向转动，则在剖分 面开双轴向油槽
§12-5 滑动轴承润滑剂的选用
润滑油选择原则
1）外载大 — 难形成油膜 — 选粘度高的油 2）速度高 — 摩擦大 — 选粘度低的油 3）温度高 — 油变稀 — 选粘度高的油 4）比压大 — 油易挤出 — 选粘度高的油
路漫漫其悠远
三. 固体润滑剂 石墨、MoS2 、聚四氟乙烯树脂等。
机械设计第12章轴系零 部件PPT
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2020/7/14
第十二章 滑动轴承
基本要求：
1. 掌握滑动轴承的结构和材料； 2. 掌握非液体润滑滑动轴承的设计计算； 3. 了解液体润滑工作原理； 4. 掌握雷诺方程及其求解结果分析； 5. 掌握轴承参数对轴承静动特性的影响； 6. 理解轴承的设计步骤。
耐腐蚀性 导热性 工艺性 经济性
2.常用材料
轴承合金 (巴氏合金) 综合性能好
锡基 铅基
锑锡、铜锡金属硬晶粒
机械强度较低
价昂
轴承合金浇铸在钢或 锡基体或铅基体
铸铁的轴瓦基体上
应用于重载，中高速场合，作为轴承衬材料
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铜合金
强度高，承载能力大，耐磨性和导热性优于轴承合金
。但其可塑性嵌入性差，不易跑合，与之相配的轴颈须淬
结构上可作成水平剖分、倾斜剖分、可调心的以适合不同 的用途。
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剖分式轴瓦
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三、推力滑动轴承
由轴承座和推力轴颈组成; 空心式，单环式，多环式
1
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§12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料
一.滑动轴承的失效形式 1.磨粒磨损: 硬颗粒进入轴承间隙或嵌入轴承表面…
2.刮伤：轴承间隙中的硬颗粒和表面粗糙的轮廓峰顶… 3.胶合（粘着磨损）：高温和过载使得材料发生粘附和迁移 4.疲劳剥落（疲劳磨损）：产生与滑动方向垂直的不规
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§12-4 轴瓦结构
一.轴瓦的形式和构造： 双金属轴瓦，三金属轴瓦，厚瓦，薄瓦。
结构型式： 整体式 剖分式
整体轴套
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卷制轴套
厚壁轴瓦
薄壁轴瓦
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双金属轴瓦：节省贵重金属 单金属轴瓦：结构简单，成本低
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轴瓦内表面结构
为使轴承合金与轴瓦贴附得好,常在轴瓦表面 加工出各种形式的榫头、凹沟或螺纹等。
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见下表
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剖分式轴瓦 轴承衬
整体式轴瓦
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二.轴瓦的定位及 油孔、油槽
油槽 油孔油室
•凸缘等
•定位唇：防止轴瓦在轴承中移动、转动
•油室：存油
•油孔和油槽：将油引入轴承
壁厚
定位唇
双轴向油槽
油槽的位置（轴向油槽和周向油槽）
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。
针入度：重1.5N的锥体，于25°C恒温下5s后刺入的深度；
表征润滑脂稀稠程度
承载
针入度
润滑脂越稠 流动性差
摩擦阻力
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滴点：在规定的加热条件下，润滑脂从标准测量杯的孔口 滴下第一滴时的温度。表征了润滑脂耐高温的能力。
润滑脂工作温度一般应低于滴点20 30 °C
润滑脂有钙基、钠基和锂基之分，一般说来：
则疲劳裂纹 5.腐蚀（化学磨损）：
润滑剂在使用中不断氧化，生成酸性物质…； 氧对巴氏合金的腐蚀，硫对含银或铜轴承材料的腐蚀、 润滑油中的水分对铜铅合金的腐蚀…。
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二.轴瓦及轴承衬材料 轴瓦和轴承衬材料统称为轴承材料。
1.对轴承材料的要求
基本要求
耐磨性 磨损少 减摩性 摩擦系数小
其他要求： 抗胶合性 顺应性、嵌入性、跑合性 强度
硬。
锡青铜
中速、中载或重载
铅青铜 高速重载
铝青铜 低速重载
粉末冶金 铁或铜粉末混入石墨压制烧结而成多孔质结构 （含油轴承），能存油具有自润滑作用，用于载荷平稳、低
速和加油不便的场合。
铸铁 轻载、低速的轴瓦材料
非金属材料
石墨、塑料、橡胶、尼龙等
摩擦系数小、耐磨、耐腐蚀、承载低、热变形大
常用轴瓦及轴承材料的性能见P280表12-2
不耐水，工作温度低于120℃。锂基最好（耐水且抗 高温），但价格稍贵，工作温度在-20145℃ 。
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二.润滑油的选择 润滑油的物理和化学指标主要有：粘度、油性、凝点
、闪点、酸值和残碳量等。对于大多数滑动轴承来讲，粘 度是最主要的指标，也是选择轴承用油的主要依据；对混 合摩擦状态的滑动轴承来讲，则油性也是很重要的指标。
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二.类型
向心滑动轴承(径向轴承) 按承载分 推力滑动轴承(止推轴承)
按摩擦状态分
动压轴承 液体摩擦滑动轴承 静压轴承 非液体摩擦滑动轴承
§12-2 径向滑动轴承的的主要结构
一.整体式径向滑动轴承 整体式 结构简单
安装困难 间隙不可调
二.剖分式径向滑动轴承 剖分式：结构 较繁、间隙可 调广泛采用
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，摩阻大，有缓冲
、吸振作用、承载能力大，故只适合低速（
）
重载、难以经常供油的场合。
润滑脂：的主要指标是针入度和滴点。
钙基
钠基 锂基 铝基
抗水性好、耐热性差、价廉
润滑脂牌号参
抗水性差、耐热性好、防腐性较好 看P284表12-3
抗水性和耐热性好
抗水性好、有防锈作用、耐热性差
选择原则
1.压力高、速度低时，选针入度小一些的；反之…。 2.轴承的工作温度应低于滴点温度约 2030 ℃ 。 3.钙基耐水不耐高温，工作温度低于60℃，钠基耐温
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§12-1 概述
一. 滑动轴承的特点及其应用场合
由于结构与制造的原因，一般说来：滚动轴承摩阻小、起 动灵敏；标准化程度高，质优价廉；便于使用与维护；故广泛 应用于一般尺寸、中速、中载的一般工作条件下和运动机械中 。
但是，在下列情况： ① 载荷特重； ② 承受巨大冲击载荷和振动载荷； ③ 回转精度要求特高； ④ 转速特大； ⑤ 尺寸很大或很小； ⑥ 结构上要求轴承剖分时； ⑦ 特殊工作条件下（如水、腐蚀介质中）。
油槽的 尺寸可 查相关 的手册
注意： 油沟、油孔：不能开在油膜承载区，否则，承载能力↓ 油槽长度≈0.8B（轴瓦宽度），即不能开通，否则漏油。
对开式径向轴承，常把轴向油槽开在剖分面处（剖分面 与载荷作用线成90度），如果轴颈双向转动，则在剖分 面开双轴向油槽
§12-5 滑动轴承润滑剂的选用
润滑油选择原则
1）外载大 — 难形成油膜 — 选粘度高的油 2）速度高 — 摩擦大 — 选粘度低的油 3）温度高 — 油变稀 — 选粘度高的油 4）比压大 — 油易挤出 — 选粘度高的油
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三. 固体润滑剂 石墨、MoS2 、聚四氟乙烯树脂等。
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第十二章 滑动轴承
基本要求：
1. 掌握滑动轴承的结构和材料； 2. 掌握非液体润滑滑动轴承的设计计算； 3. 了解液体润滑工作原理； 4. 掌握雷诺方程及其求解结果分析； 5. 掌握轴承参数对轴承静动特性的影响； 6. 理解轴承的设计步骤。
耐腐蚀性 导热性 工艺性 经济性
2.常用材料
轴承合金 (巴氏合金) 综合性能好
锡基 铅基
锑锡、铜锡金属硬晶粒
机械强度较低
价昂
轴承合金浇铸在钢或 锡基体或铅基体
铸铁的轴瓦基体上
应用于重载，中高速场合，作为轴承衬材料
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铜合金
强度高，承载能力大，耐磨性和导热性优于轴承合金
。但其可塑性嵌入性差，不易跑合，与之相配的轴颈须淬
结构上可作成水平剖分、倾斜剖分、可调心的以适合不同 的用途。
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剖分式轴瓦
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三、推力滑动轴承
由轴承座和推力轴颈组成; 空心式，单环式，多环式
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§12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料
一.滑动轴承的失效形式 1.磨粒磨损: 硬颗粒进入轴承间隙或嵌入轴承表面…
2.刮伤：轴承间隙中的硬颗粒和表面粗糙的轮廓峰顶… 3.胶合（粘着磨损）：高温和过载使得材料发生粘附和迁移 4.疲劳剥落（疲劳磨损）：产生与滑动方向垂直的不规
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§12-4 轴瓦结构
一.轴瓦的形式和构造： 双金属轴瓦，三金属轴瓦，厚瓦，薄瓦。
结构型式： 整体式 剖分式
整体轴套
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卷制轴套
厚壁轴瓦
薄壁轴瓦
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双金属轴瓦：节省贵重金属 单金属轴瓦：结构简单，成本低
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轴瓦内表面结构
为使轴承合金与轴瓦贴附得好,常在轴瓦表面 加工出各种形式的榫头、凹沟或螺纹等。
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见下表
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剖分式轴瓦 轴承衬
整体式轴瓦
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二.轴瓦的定位及 油孔、油槽
油槽 油孔油室
•凸缘等
•定位唇：防止轴瓦在轴承中移动、转动
•油室：存油
•油孔和油槽：将油引入轴承
壁厚
定位唇
双轴向油槽
油槽的位置（轴向油槽和周向油槽）
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。
针入度：重1.5N的锥体，于25°C恒温下5s后刺入的深度；
表征润滑脂稀稠程度
承载
针入度
润滑脂越稠 流动性差
摩擦阻力
路漫漫其悠远
滴点：在规定的加热条件下，润滑脂从标准测量杯的孔口 滴下第一滴时的温度。表征了润滑脂耐高温的能力。
润滑脂工作温度一般应低于滴点20 30 °C
润滑脂有钙基、钠基和锂基之分，一般说来：
则疲劳裂纹 5.腐蚀（化学磨损）：
润滑剂在使用中不断氧化，生成酸性物质…； 氧对巴氏合金的腐蚀，硫对含银或铜轴承材料的腐蚀、 润滑油中的水分对铜铅合金的腐蚀…。
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二.轴瓦及轴承衬材料 轴瓦和轴承衬材料统称为轴承材料。
1.对轴承材料的要求
基本要求
耐磨性 磨损少 减摩性 摩擦系数小
其他要求： 抗胶合性 顺应性、嵌入性、跑合性 强度
硬。
锡青铜
中速、中载或重载
铅青铜 高速重载
铝青铜 低速重载
粉末冶金 铁或铜粉末混入石墨压制烧结而成多孔质结构 （含油轴承），能存油具有自润滑作用，用于载荷平稳、低
速和加油不便的场合。
铸铁 轻载、低速的轴瓦材料
非金属材料
石墨、塑料、橡胶、尼龙等
摩擦系数小、耐磨、耐腐蚀、承载低、热变形大
常用轴瓦及轴承材料的性能见P280表12-2
不耐水，工作温度低于120℃。锂基最好（耐水且抗 高温），但价格稍贵，工作温度在-20145℃ 。
路漫漫其悠远
二.润滑油的选择 润滑油的物理和化学指标主要有：粘度、油性、凝点
、闪点、酸值和残碳量等。对于大多数滑动轴承来讲，粘 度是最主要的指标，也是选择轴承用油的主要依据；对混 合摩擦状态的滑动轴承来讲，则油性也是很重要的指标。