最新机械设计基础-第15章滑动轴承.教学讲义ppt课件
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机械设计滑动轴承和滚动轴承教学课件PPT
——寿命指数
代入一组数据求解
P=C L10=1（106r）
P—L曲线
∴
或
当工作t>120℃时，因金属组织硬度和润滑条件等的变化，轴承的基本额定动载荷C有所下降
∴引入温度系数 f t
当P、n已知，预期寿命为Lh` ， 则要求选取的轴承的额定动载荷为
——选轴承型号和尺寸
例：圆锥滚子轴承30208的基本额定动载荷C＝34000N，极限转速nlim＝5000r/min，承受当量动载荷P＝3000N，要求预期寿命[Lh]=50000h，求允许的最高转速为多少？
计算轴承应满足的基本额定动载荷
由轴承样本（手册）查取合适的轴承
σH
t
内圈或滚动体上某一点σH的变化规律。
外圈上某一点σH的变化规律。
σH
t
均为脉动循环。
二、应力变化规律
三、角接触轴承同时受 Fr 和 Fa （7000型，3000型）
（1）角接触轴承的附加轴向力FS
FS≈1.25Fr tgα
FS方向——有使内、外圈分 离的趋势。 要成对使用、对称安装
Fr
Fs
F
Fs方向：由轴承外圈的宽边指向窄边，通过内圈作用于轴上。
正装
反装
四、滚动轴承的失效形式和计算准则
主要失效形式：
1）疲劳点蚀
润滑和维护良好
2）塑性变形
转速很低或作间歇摆动
3）磨损
润滑不良、 密封不严、 多尘条件
套圈胶合
滚道磨损
计算准则：
一般轴承——疲劳寿命计算（针对点蚀）静强度计算
由表18.7知，X、Y受e——轴向载荷“判断系数”影响
由
确定
1）当
代入一组数据求解
P=C L10=1（106r）
P—L曲线
∴
或
当工作t>120℃时，因金属组织硬度和润滑条件等的变化，轴承的基本额定动载荷C有所下降
∴引入温度系数 f t
当P、n已知，预期寿命为Lh` ， 则要求选取的轴承的额定动载荷为
——选轴承型号和尺寸
例：圆锥滚子轴承30208的基本额定动载荷C＝34000N，极限转速nlim＝5000r/min，承受当量动载荷P＝3000N，要求预期寿命[Lh]=50000h，求允许的最高转速为多少？
计算轴承应满足的基本额定动载荷
由轴承样本（手册）查取合适的轴承
σH
t
内圈或滚动体上某一点σH的变化规律。
外圈上某一点σH的变化规律。
σH
t
均为脉动循环。
二、应力变化规律
三、角接触轴承同时受 Fr 和 Fa （7000型，3000型）
（1）角接触轴承的附加轴向力FS
FS≈1.25Fr tgα
FS方向——有使内、外圈分 离的趋势。 要成对使用、对称安装
Fr
Fs
F
Fs方向：由轴承外圈的宽边指向窄边，通过内圈作用于轴上。
正装
反装
四、滚动轴承的失效形式和计算准则
主要失效形式：
1）疲劳点蚀
润滑和维护良好
2）塑性变形
转速很低或作间歇摆动
3）磨损
润滑不良、 密封不严、 多尘条件
套圈胶合
滚道磨损
计算准则：
一般轴承——疲劳寿命计算（针对点蚀）静强度计算
由表18.7知，X、Y受e——轴向载荷“判断系数”影响
由
确定
1）当
机械设计--15 滑动轴承
（3）青铜 强度高，承载能力大，耐磨性与导热性都优于 轴承合金。可在较高温度下工作，但可塑性差， 不易跑合。
（4）其他材料 用粉末冶金法制成的轴承，具有多孔性组织， 孔隙内可以贮存润滑油---含油轴承。
非金属材料：石墨、橡胶、塑料、尼龙等。
15.3.2 轴瓦结构 轴承衬与瓦背的结合形式
轴瓦在轴承座中应可靠固定，轴瓦形状和结构 尺寸应保证润滑良好，散热容易，并有一定的 强度和刚度，装拆方便。
边界摩擦
两摩擦面间加入润滑油后， 在金属表面之间会形成一层 边界油膜，它可能是物理吸 附膜，也可能是化学反应膜。 边界油膜很薄（厚度小于 1μm），不足以将两金属表 面分隔开来，在相互运动时 两金属表面微观的凸峰部分 仍将相互接触，这种状态叫 边界摩擦（f=0.1~0.3）
液体摩擦
两摩擦表面被流体（液体或气 体）完全隔开，没有金属表面 间的摩擦，只有流体之间的摩 擦，叫液体摩擦（流体润滑）， 它属于内摩擦。流体摩擦（流 体润滑）摩擦系数最小
1Pa s 1N s / m2
整体式轴瓦
剖分式轴瓦
为了向摩擦表面输送和分布润滑剂，在轴 瓦内表面开有油沟。
注意：轴向油沟不得 在轴承的全长上开通， 以免润滑剂流失过多。 液体摩擦轴承的油沟 应开在非承载区，周 向油沟应开在轴承的 两端，以免影响承载 能力。
对某些承载较大的轴承，为使润滑油沿轴向能较 均匀的分布，在轴瓦内开有油室。
2、外摩擦：当相互接触的两个物体发生相 对滑动或有相对滑动的趋势时，在接触表 面上产生的阻碍相对滑动的摩擦。
根据表面润滑的情况，摩擦状态分：
干摩擦； 边界摩擦； 液体摩擦； 混合摩擦。
干摩擦
干摩擦是指表面间无任何 润滑剂或保护膜的纯金属 接触时的摩擦。此时，摩 擦系数最大，f>0.3，必有 大量的摩擦功损耗和严重 的磨损，在滑动轴承中表 现为强烈的升温，甚至把 轴瓦烧毁。在滑动轴承中 不允许出现干摩擦。
机械设计基础课件-滑动轴承1
（一）金属材料 1.轴承合金（巴氏合金）：
锡锑轴承合金
铅锑轴承合金
2.青铜：广泛应用 3.铸铁：经济、耐磨
对材料性能的要求
摩擦系数小
导热性好，热膨胀系 数低
耐磨、耐蚀、抗胶合 能力强
足够的机械强度和可 塑性
（二）粉末冶金：含油轴承
（三）非金属材料——橡胶、塑料
8
§15.4 润滑及润滑装置
动力粘度 与同温下该流体密度 的比值
国际单位制 m2 / s
单位
物理单位 cm2 / s 称为 St (斯)
常用单位 mm2 / s cSt(厘斯)
1 cSt 10 2 St 10 6 m2 / s
11
运动粘度与动力粘度的换算关系 cSt
温度
粘度
压力
粘度
m2 / s
粘度－温度曲线
0C
温度高 — 油变稀 — 选粘度高的油 比压大 — 油易挤出 — 选粘度高的油
14
四、润滑脂
钙基 抗水性好、耐热性差、价廉
钠基 抗水性差、耐热性好、防腐性较好
锂基 抗水性和耐热性好 铝基 抗水性好、有防锈作用、耐热性差
主要指标
针入度：重1.5N的锥体，于25°C恒温下5s后刺入的深度；
针入性
润滑脂越稠
压力供油装置的组成：
油泵、油箱、过滤器 、冷却 器、压力调节 阀和油量调节阀等。
齿轮减速器的压力供油系统简图
A－油泵 B－复式过滤器 C－冷却器 D－单向阀 E－压力表 F－流量控制阀 G－调压阀 T－油槽
密封
—阻止液体、气体工作介质或润滑剂泄漏，防止 灰尘、 水分进入润滑部位。
20
§15.5 非液体摩擦滑动轴承的计算
减速箱的润滑 18
锡锑轴承合金
铅锑轴承合金
2.青铜：广泛应用 3.铸铁：经济、耐磨
对材料性能的要求
摩擦系数小
导热性好，热膨胀系 数低
耐磨、耐蚀、抗胶合 能力强
足够的机械强度和可 塑性
（二）粉末冶金：含油轴承
（三）非金属材料——橡胶、塑料
8
§15.4 润滑及润滑装置
动力粘度 与同温下该流体密度 的比值
国际单位制 m2 / s
单位
物理单位 cm2 / s 称为 St (斯)
常用单位 mm2 / s cSt(厘斯)
1 cSt 10 2 St 10 6 m2 / s
11
运动粘度与动力粘度的换算关系 cSt
温度
粘度
压力
粘度
m2 / s
粘度－温度曲线
0C
温度高 — 油变稀 — 选粘度高的油 比压大 — 油易挤出 — 选粘度高的油
14
四、润滑脂
钙基 抗水性好、耐热性差、价廉
钠基 抗水性差、耐热性好、防腐性较好
锂基 抗水性和耐热性好 铝基 抗水性好、有防锈作用、耐热性差
主要指标
针入度：重1.5N的锥体，于25°C恒温下5s后刺入的深度；
针入性
润滑脂越稠
压力供油装置的组成：
油泵、油箱、过滤器 、冷却 器、压力调节 阀和油量调节阀等。
齿轮减速器的压力供油系统简图
A－油泵 B－复式过滤器 C－冷却器 D－单向阀 E－压力表 F－流量控制阀 G－调压阀 T－油槽
密封
—阻止液体、气体工作介质或润滑剂泄漏，防止 灰尘、 水分进入润滑部位。
20
§15.5 非液体摩擦滑动轴承的计算
减速箱的润滑 18
《滑动轴承》PPT课件
聚四氟乙烯
4、气体润滑剂——空气
ppt课件
25
1、润滑油
用作润滑剂的油类有三类：①有机油， 通常是动植物油；②矿物油，主要是石油产 品；③化学合成油。
（1）粘度——表征润滑油的内摩擦特性。
1）动力粘度 牛顿粘性液体摩擦定律（简称粘性定律）： 在流体中任意点处的切应力均与该处流体的 速度梯度成正比。
➢ 滑动轴承具有一些独特的优点，在某些不 能、不便或使用滚动轴承没有优势的场合， 如工作转速特高、特大冲击与振动、径向 空间尺寸受到限制或必须剖分安装(如曲轴 的轴承)、以及需在水或腐蚀性介质中工作 等条件下，占有重要地位。在轧钢机、汽 轮机、内燃机、铁路机车及车辆、金属刨 削机床中应用广泛。
ppt课件
3
§01 摩擦状态
干摩擦
摩擦
静摩擦 动摩擦
滑动摩擦 滚动摩擦
边界摩擦（润滑） 流体摩擦（润滑） 混合摩擦（润滑）
ppt课件
4
干摩擦
边界摩擦
流体摩擦
ppt课件
5
➢ 干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的
纯金属接触时的摩擦。 ➢ 当运动副的摩擦表面被吸附在表面的边界膜
隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附
单位换算：
1St（斯）=1cm2/s=100cSt（厘斯）=10-4m2/s
3）条件粘度
条件粘度是在一定条件下，利用某种规格的粘度
计，通过测定润滑油穿过规定孔道的时间来进行计量
的粘度。我国常用恩氏度（0Et）作为条件粘度单位。
ppt课件
28
➢ 流体的粘度，特别是
润滑油的粘度，随温
度而变化的情况十分
可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必须淬硬。
➢青铜可以单独做成轴瓦。为节省有色金属，也可将
机械设计-滑动轴承PPT课件精选全文
第6页/共54页
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
第18页/共54页
§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。
第3页/共54页
§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
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
第18页/共54页
§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。
第3页/共54页
§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。
第十五章 滑动轴承PPT课件
1. 金属材料 •轴承合金 •铜合金 •铝基轴承合金
•铸铁
2. 多孔质金属材料 多孔质金属材料由铜、铁、石墨等粉末压制、烧
结而成。 具有多孔结构，在使用前先把轴瓦在热油中浸渍
数小时，使孔隙内充满润滑油，因此这种材料的轴承 常称为含油轴承。
3. 非金属材料 用于轴承的非金属材料有塑料、橡胶、碳-石墨
二、液体动压径向滑动轴承的承载量系数
承载量系数
C 3 B/2 2
p
B/2 1
1
1cos coLeabharlann sos30dcosadC12z2dz
B
有限宽轴承油膜的总承载能力
Bd
F
2
Cp
承载量系数为由一组有量纲数组成的无量纲数!
Cp
F2 Bd
F2 2vB
承载量系数 C p 与偏心率 和宽径比 B / d 的关系曲线
得积分常数为
C1
h
2
p x
v h
C2 v
uvhh yyh 2 y p x
两相对运动平板间油膜中的速度分布和压力分布
2. 求润滑油流量 （取单位宽度）
q hudyvhh3 p
0
2 12 x
设在p=pmax处，油膜厚度为h0，即：
p x0时 ,hh0,此q处 v20h,
3. 导出一维雷诺方程 （各截面流量相等）
分类方式
类型及特点
按
➢液体动压轴承(以一定的相对
滑 动 表
液体润滑轴承 运动速度将润滑油带入两摩擦 (轴颈和轴瓦表面 表面间收敛间隙，形成动压油
面
间无微凸体接触) 膜把两摩擦表面分开)
间 润 滑
➢液体静压轴承(用足以平衡外 载的压力将润滑油输入两滑动
第15章滑动轴承48学时PPT课件
静止 来自爬升 →将轴起抬转速继续升高
→质心左移 →稳定运转达到工作转速 e ----偏心距
∑ Fy =F ∑ Fx = 0
F
设计：潘存云
e
设计：潘存云
∑ Fy =F ∑ Fx ≠ 0
.
13
§15-7 液体动压多油楔轴承简介
将轴瓦内孔做成特殊形状，以产生多个动压油膜，提
高轴承的工作稳定性和旋转精度。
摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.001. ~ 0.01
vv
设计：潘存云
v
设计：潘存云
v
设计：潘存云
3
在一般机器中，处于以上三种情况的混合状态。
边界摩擦 f
混合摩擦 液体摩擦
o ηn/p
摩擦特性曲线
称无量纲参数ηn/p为轴承特性数。 η-动力粘度，p-压强 ，n-每秒转数
.
4
§15-2 滑动轴承的结构型式
45˚
设计：潘存云
宽径比B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数
液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.5~1
非液体润滑摩擦的滑动轴承. : B/d=0.8~1.5
7
二、 推力滑动轴承
作用：用来承受轴向载荷 结构特点： 在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。
在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量
一般为6~12。
固定式
---倾角固定，顶部预留平台，
用来承受停 车后的载荷。
类型 可倾式 ---倾角随载荷、转速自行 调整，性能好。
设计：潘存云
巴氏合金
F
F
设计：潘存云
绕此边线自
.
行倾斜8
§15-3 轴瓦及轴承衬材料
材料要求： 1）摩擦系数小；
→质心左移 →稳定运转达到工作转速 e ----偏心距
∑ Fy =F ∑ Fx = 0
F
设计：潘存云
e
设计：潘存云
∑ Fy =F ∑ Fx ≠ 0
.
13
§15-7 液体动压多油楔轴承简介
将轴瓦内孔做成特殊形状，以产生多个动压油膜，提
高轴承的工作稳定性和旋转精度。
摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.001. ~ 0.01
vv
设计：潘存云
v
设计：潘存云
v
设计：潘存云
3
在一般机器中，处于以上三种情况的混合状态。
边界摩擦 f
混合摩擦 液体摩擦
o ηn/p
摩擦特性曲线
称无量纲参数ηn/p为轴承特性数。 η-动力粘度，p-压强 ，n-每秒转数
.
4
§15-2 滑动轴承的结构型式
45˚
设计：潘存云
宽径比B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数
液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.5~1
非液体润滑摩擦的滑动轴承. : B/d=0.8~1.5
7
二、 推力滑动轴承
作用：用来承受轴向载荷 结构特点： 在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。
在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量
一般为6~12。
固定式
---倾角固定，顶部预留平台，
用来承受停 车后的载荷。
类型 可倾式 ---倾角随载荷、转速自行 调整，性能好。
设计：潘存云
巴氏合金
F
F
设计：潘存云
绕此边线自
.
行倾斜8
§15-3 轴瓦及轴承衬材料
材料要求： 1）摩擦系数小；
15机械设计基础第十五章 滑动轴承
第三节 轴瓦及轴承衬材料
运转时，轴瓦温度升高，由于油的膨胀系数比金属大， 因而自动进入摩擦表面起到润滑作用。含油轴承加一次油可 以使用较长时间，常用于加油不方便的场合。 在不重要的或低速轻载的轴承中，也常采用灰铸铁或耐 磨铸铁作为轴瓦材料。
此外，还有橡胶轴承、塑料轴承等。
表15-1中给出常用轴瓦及轴承村材料的[p]、[pv]等数据。
第三节 轴瓦及轴承衬材料
第四节 润滑剂和润滑装置
一、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。轴承能否正常工作，和选用润滑剂正 确与否有很大关系。 润滑剂分为：
1)液体润滑剂——润滑油；
2)半固体润滑剂——润滑脂； 3)固体润滑剂等。 在润滑性能上润滑油一般比润滑脂好，应用最广。但润滑脂 具有不易流失等优点，也常用。固体润滑剂除在特殊场合下使用 外，目前正在逐步扩大使用范围
第四节 润滑剂和润滑装置
1．润滑油
润滑油最重要的物理性能是粘度，它也是选择润滑油的主要 依据。润滑油的粘度是指润滑油抵抗变形的能力，它标志着 液体内部产生相对运动时内摩擦阻力的大小。 如右图所示，有两块平板A及B，两 板之间充满着液体。若板A以速度v沿x 轴运动，由于液体与金属表面的吸附作 用，板A表层的液体随板A以同样的速度 v一起运动，静止板B表层的液体静止不 动。若润滑油作层流流动，则沿y 坐标 的油层将以不同速度u 移动，于是形成 各油层间的相对滑移，在各层的界面上 就存在相应的切应力τ 。
一、向心（径向）滑动轴承
右图所示是一种 普通的剖分式轴承。 它是由轴承盖1、轴 承座2、剖分轴瓦3和 联接螺栓4等所组成。
第二节 滑动轴承的结构型式
轴承中直接支承轴颈的零件是轴瓦。为了安装时容易对心，在轴 承盖与轴承座的中分面上做出阶梯形的榫口。轴承盖应当适度压 紧轴瓦，使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖上制有螺纹孔，以 便安装油杯或油管。 向心滑动轴承还有轴承间隙可调节的滑动轴承、轴瓦外表面为球 面的自位轴承等很多类型。
滑动轴承详细PPT课件
第19页/共45页
粘度——衡量润滑油内部摩擦力大小的最重要的性能指标。
（1）动力粘度
du
dy
——流体单位面积上的剪切阻力，
即切应力；
du——流体沿垂直于运动方向(即沿图中y轴方向或流体膜厚度 dy 方向)的速度梯度；“－”号表示u 随y 的增大而减小；
η——比例常数，即流体的动力粘度。
牛顿粘性流体摩擦定律(简称粘性定律)；凡是服从这个粘性定律的流体 都叫牛顿流体。 国际单位制(SI)中，动力粘度单位为1N.s／m2或1Pa.s(帕.秒)。
第16页/共45页
2、常用轴承材料及其性质 轴承材料可分为三类：金属材料、粉末冶金材料和 非金属材料。
金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁 （1）轴承合金： 轴承合金又称白金或巴氏合金
锡基轴承合金，如ZChSnSb10-6，ZChSnSb8-4 铅基轴承合金，如ZChPbSb16-16-2，ZChPbSb15-15-3
对于载荷大、速度小的轴承宜选粘度大的润滑油。
对于载荷小、速度大的轴承宜选粘度小的润滑油。
第21页/共45页
2.润滑脂(半固体润滑剂) 是在液体润滑剂(常用矿物油)中加入增稠剂而成。
(1)钙基润滑脂 这种润滑脂具有良好的抗水性，但耐热能力差，工作温度不宜超过55～65℃。 (2)钠基润滑脂 这种润滑脂有较高的耐热性，工作温度可达120℃，但抗水性差。由于它能
一、轴瓦结构 整体式轴瓦
剖分式轴瓦
轴瓦和轴承座一般采用过盈配合。 为了向摩擦表面间加注润滑剂,在轴承上方开设注油孔。
第12页/共45页
双金属轴瓦：节省贵重金属 单金属轴瓦：结构简单，成本低
第13页/共45页
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见下表
粘度——衡量润滑油内部摩擦力大小的最重要的性能指标。
（1）动力粘度
du
dy
——流体单位面积上的剪切阻力，
即切应力；
du——流体沿垂直于运动方向(即沿图中y轴方向或流体膜厚度 dy 方向)的速度梯度；“－”号表示u 随y 的增大而减小；
η——比例常数，即流体的动力粘度。
牛顿粘性流体摩擦定律(简称粘性定律)；凡是服从这个粘性定律的流体 都叫牛顿流体。 国际单位制(SI)中，动力粘度单位为1N.s／m2或1Pa.s(帕.秒)。
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2、常用轴承材料及其性质 轴承材料可分为三类：金属材料、粉末冶金材料和 非金属材料。
金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁 （1）轴承合金： 轴承合金又称白金或巴氏合金
锡基轴承合金，如ZChSnSb10-6，ZChSnSb8-4 铅基轴承合金，如ZChPbSb16-16-2，ZChPbSb15-15-3
对于载荷大、速度小的轴承宜选粘度大的润滑油。
对于载荷小、速度大的轴承宜选粘度小的润滑油。
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2.润滑脂(半固体润滑剂) 是在液体润滑剂(常用矿物油)中加入增稠剂而成。
(1)钙基润滑脂 这种润滑脂具有良好的抗水性，但耐热能力差，工作温度不宜超过55～65℃。 (2)钠基润滑脂 这种润滑脂有较高的耐热性，工作温度可达120℃，但抗水性差。由于它能
一、轴瓦结构 整体式轴瓦
剖分式轴瓦
轴瓦和轴承座一般采用过盈配合。 为了向摩擦表面间加注润滑剂,在轴承上方开设注油孔。
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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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双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见下表
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一般为6~12。
固定式
---倾角固定，顶部预留平台，
用来承受停 车后的载荷。
类型 可倾式 ---倾角随载荷、转速自行 调整，性能好。
F
宁夏大学专用
设计：潘存云
F
设计：潘存云
巴氏合金
绕此边线自 行倾斜
作者： 潘存云教授
§15-3 轴瓦及轴承衬材料
材料要求： 1）摩擦系数小；
轴承衬
2）导热性好，热膨胀系数小；
3）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；
4）有足够的机械强度和塑性。
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。
一、轴承合金（白合金、巴氏合金）
1）锡锑轴承合金
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。
可使用较长时间。
橡胶轴承：具有较大的弹性，能减轻振动使运转平 稳，可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻 机等有泥沙的场合。
塑料轴承：具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、 耐磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。
缺点：导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此 缺陷，可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。
铸铁轴瓦上。 锡青铜 →中速重载
铅青铜 →中速中载
宁夏大学专用
铝青铜 →低速重载
作者： 潘存云教授
3）具有特殊性能的轴承材料
含油轴承： 用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组 织，可存储润滑油。可用于加油不方便的场合。
运转时轴瓦温度升高，由于油的膨胀
铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。系 面数起比到金润滑属作大用，。油含自油动轴进承入加摩一擦次表油，
运动粘度： ν =
η ρ
单位： m2 / s 或斯St：cm2 /s 或厘斯cSt：1St=100 cSt
宁夏大学专用
我国石油产品是用运动粘度标定的
作者： 潘存云教授
表15-2 常用常用润滑油的主要性质
) mm2/s ≤ C ≥ C
主要用途
L-AN7 6.12~7.48 -10 110 L-AN10 9.0~11.0 -10 125
45˚
设计：潘存云
宽径比B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数 液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.5~1
非液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.8~1.5
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
二、 推力滑动轴承
作用：用来承受轴向载荷 结构特点： 在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。
在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
表15-1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能
材料及其代号
铸锡锑轴承合金 ZSnSb11Cu6
[p] Mpa
平稳 25 冲击 20
[pv] Mpa.m/s
HBS 最高工作 金属型 砂型 温度℃
轴径硬度
20 15
27
150 150HBS
铸铅锑轴承合金
15
10
ZPbSb16Sn16Cu2
粘度----重要参数是粘度，它是选择润滑油的主要依据。 粘度表征液体流动的内摩擦特性。
y
ox
dy
设计：潘存云
du
实液验体结层果与：层之τ=间η 摩dd擦uy 切--应---力牛分：析顿位置液y处体薄层流的受动力 定B 律
y
η----液体的动力粘度，简称粘度 量纲：力·时间/长度2
单位：N · s /m2 (Pa ·s或) 泊：1P=1 dyn · s /cm2
3. 液体摩擦 有一层压力油膜将两金属表面隔开， 彼此不直接接触。
摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.001 ~ 0.01
宁夏大学专用
vv
设计：潘存云
v
设计：潘存云
v
设计：潘存云
作者： 潘存云教授
油沟形式
d
B
设计：潘存云
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。
全损耗 系统用油 L-AN15 13.5~16.5 -10 165 GB443-89 L-AN32 28.8~32.2 -10 170
L-AN46 41.4~50.6 -10 180
用于高速底负荷机械、 精密机床、纺织纱锭的 润滑和冷却。
普通机床的液压油。 用于一般滑动轴承、 齿轮、蜗轮的润滑
L-AN68 61.2~74.8 -10 190
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
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℃ 由于巴式合金熔点低
2）青铜
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
30
150 150HBS
铸锡青铜
15
ZCuSn10P1
15
90 80
280
45HBC
铸锡青铜
8
ZCuSn5Pb5Zn5
15
65 60 280
45HBC
铸铝青铜 ZCuAl10Fe3
15
12
110 100 280 45HBC
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
§15-4 润滑剂和润滑装置
一、 润滑剂
作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
§15-1 摩擦状态
1. 干摩擦 固体表面直接接触，因而
→功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →烧毁轴瓦 不用许出现干摩擦！
2. 边界摩擦 运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油 膜，不足以将两金属表面分开，其表 面微观高峰部分仍将相互搓削。
比干摩擦的磨损轻，f ≈ 0.1 ~ 0.3
机械设计基础-第15章滑动轴 承.
轴承的功用：
1）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；
2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损
滚动轴承 分类：
滑动轴承
优点多，应用广
用于高速、高精度、重载、结 构上要求剖分等场合。
应用实例：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电 机、水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用 滑动轴承。
液体润滑剂----润滑油
A、B两板之间充满了液体，B板静止，A板水 平移动速度为v。由于液体与金属表面的吸附
分类
半固体润滑剂----润滑脂 作用，A板表面的液体速度为v，而B板表面的 液体速度为0。两板之间的速度呈线性分布。
固体润滑剂
A
1. 润滑油 在用的大部分润滑油为矿物油（石油） 在轴承中，润滑油最重要的物理参数