《机械设计基础》第十二章-滑动轴承解析学习资料
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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
《机械基础》第十二章轴承教案
《机械基础》教案课题第十二章轴承课型理论课课时2授课班级授课时间授课教师教材分析本节课的内容是关于《机械基础》中的第十二章。
要求学生理解机械基础的功用、结构，课标要求是掌握机械基础的作用。
选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《机械基础》（第七版），学习内容是机械基础的内容和各项方法。
学情分析知识储备：对机械有着初步的了解。
能力水平：熟悉机械基础的发展史。
学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。
学习目标知识目标：理解滚动轴承的基本知识。
能力目标：能够掌握滑动轴承的基本内容。
素质目标：1.认识到机械的重要性。
2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。
学习重难点教学重点：1. 滚动轴承的基本知识。
2.滑动轴承的基本内容。
教学方法讲授法、讨论法、演示法、实物教学法课前准备教师准备：教学课件学生准备：课前预习教学媒体多媒体教室、多媒体课件教学过程教学环节教师活动设计学生活动设计设计意图活动一：创设情境生成问题1.情境导入让学生阅读教材导入情景，引导学生思考：轴承基本知识。
2.展示学习目标认识到轴承的重要性。
掌握轴承基本知识的具体内容。
1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。
2.查看并记住本节任务的学习目标。
1.通过情景问话，引出本课主题。
同时激发学习兴趣。
2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。
活动二：调动思维探究新知一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。
二.1.新课讲解:借助PPT讲授机械基础基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图，对轴承基本知识有一个初步的了解。
轴承支承转动的轴及轴上零件，以保证轴的旋转精度，减少轴与轴座之间的摩擦和磨损滚动轴承滑动轴承12—1 滚动轴承一、滚动轴承的结构和类型1．滚动轴承的结构学习机械基础基本知识的总体认知(1)听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。
机械设计基础-12.2径向滑动轴承的主要结构型式
第二节径向滑动轴承的主要结构型式
一、整体式径向滑动轴承
图是常见的整体式滑动轴承结构。
套筒式轴瓦(或轴套)压装在轴承座中(对某些机器，也可直接压装在机体孔中)。
润滑油通过轴套上的油孔和内表面上的油沟进入摩擦面。
这种轴承结构简单、制造方便，刚度较大。
缺点是轴瓦磨损后间隙无法调整和轴颈只能从端部装入。
因此，它仅适用于轴颈不大，低速轻载或间隙工作的机械。
对整体式滑动轴承，有JB/T2560-91标准，设计时可参考选用。
二、剖分式径向滑动轴
普通剖分式轴承结构由轴承盖、轴承座、剖分轴瓦和螺栓组成。
轴瓦是直接和轴颈相接触的重要零件。
为了安装时易对中，轴承盖和轴承座的剖分面常作出阶梯形的榫口。
润滑油通过轴承盖上的油孔和轴瓦上的油沟流入轴承间隙润滑摩擦面。
轴承剖分面最好与载荷方向近于垂直，以防剖分面位于承载区出现泄漏，降低承载能力。
通常，多数轴承剖面为水平剖分，也称正剖分，也有斜剖分的。
水平剖分斜剖分
剖分式滑动轴承装拆比较方便，轴承间隙调整也可通过在剖分面上增减薄垫片实现。
对于正、斜剖分滑动轴承，已分别制定了JB/T2561-91、JB/T2562-91标准。
设计时可参考选用。
机械设计第讲义12章
三、滑动轴承的特点及应用
潜水排污泵用于输送含有 坚硬固体、纤维的液体， 以及特别脏、粘滑动轴和承概述滑2 的液 体。
(7)在特殊条件下(水、腐蚀性介质）工作的轴承，如军舰推 进器的轴承。
12-1 概述
2、滑动轴承的分类
径向轴承
a.根据承受载荷的方向分为:
推力轴承
动压滑动轴承 液体润滑滑动轴承
b.根据润滑状态，
三、滑动轴承的特点及应用
(５)根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴
轴承。
滑动轴承概述2
这是什么 轴？
三、滑动轴承的特点及应用 (6)径向尺寸受限制时。
观察纺纱机纱锭 之间排列有何特 点？
滑动轴承概述2
三、滑动轴承的特点及应用
(7)在特殊条件下(水、腐蚀性介质）工作的轴承。
滑动轴承概述2
工程机械的特点是， 在定期润滑的条件 下在脏的环境下可 靠运行
机械设计第12章
教学目标与教学重点
1、了解摩擦、磨损、润滑的基本知识；
教 2、熟悉滑动轴承的分类、特点及应用；
学 目
3、熟悉滑动轴承的主要失效形式及材料选择，轴瓦结构；
标 4、掌握不完全液体摩擦滑动轴承的条件性计算方法;
5、熟悉流体动压方程的基本假设以及方程的推导过程；
6、掌握动压油膜形成原理及必要条件。
多材料、对开式薄壁轧制轴瓦
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 凸缘定位 ----将轴瓦一端或两端做凸缘。 定位 凸耳(定位唇)定位
油杯座孔
螺栓
螺母
套管 上轴瓦
轴承盖 下轴瓦 轴承座
对开式轴承(剖分轴套)
对开式轴承(整体轴套)
机械设计PL12
二. 止推滑动轴承的计算
1.验算轴承的平均压力p
p
Fa
p
Z4(d22 d12 )
Mpa
2. 验算轴承的ｐv值
平均速度 v nd1 d2
6010002
m/S
ｐv值
p
v
nFa
30000zd2
d1
pv
Mpa·m/S
Z—环的数目
Fa—轴向载荷
d2 —轴环直径 d1—轴承孔径 n—轴颈的转速
一. 润滑油固及体其润选滑择剂→石墨、ＭoS2、聚四氟乙稀 润滑油——液体动压轴承 表12—4 选择原则： 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 二. 润滑脂及其选择
润滑脂——要求不高、难经常供油或低速重载轴承
选择原则： 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、 三. 固体润滑剂 ——用于特殊场合
表面完全隔开，由油膜产生的压力来平衡外载荷
楔效应承载机理 平行板—相对运动—流速直线分布—油无内压力 不平行板—相对运动—流速变化—油有内压力
三.流体动力润滑基本方程
假设：牛顿流体（ v ）
y
层流流动、不计重力、
大气压影响、油不可压缩
平衡方程：
pd zp d p x y d d xz d y ydy d zyd d yz0 d
§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 硬质颗粒→磨料→研磨轴和轴承表面
2.刮 伤
轴表面硬轮廓峰顶刮削轴承
《机械设计基础》 滑 动 轴 承
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。
轴承衬
滑动轴承的材料
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
滑动轴承的 轴瓦结构
1
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。
2、启动 (不稳定运转阶段 )
3、运转 (稳定阶段)
(c)
转速稳定以后,转速越高轴颈中心越靠近轴孔中心。当两心 重合时油楔消失，但n不可能到达∞，故两心不会重合。
五、径向滑动轴承的几何关系和承载能力
1、几何关系 Ｏ —轴颈中心，外载F作用处。 Ｏ1—轴承中心。 d—轴颈直径。 D—轴承孔直径。 直径间隙： 半径间隙：
F
B/2
B / 2
py dZ
6r B / 2 2 2 f1d f 2d f 3dZ B / 2 1 1 3 B / 2 2 令： C F f1d f 2d f 3dZ B B / 2 1 1
油膜承载能力：
锡青铜 铅青铜 铝青铜
→中速重载 →中速中载 →低速重载
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。 铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。 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。
轴承衬
滑动轴承的材料
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
滑动轴承的 轴瓦结构
1
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。
2、启动 (不稳定运转阶段 )
3、运转 (稳定阶段)
(c)
转速稳定以后,转速越高轴颈中心越靠近轴孔中心。当两心 重合时油楔消失，但n不可能到达∞，故两心不会重合。
五、径向滑动轴承的几何关系和承载能力
1、几何关系 Ｏ —轴颈中心，外载F作用处。 Ｏ1—轴承中心。 d—轴颈直径。 D—轴承孔直径。 直径间隙： 半径间隙：
F
B/2
B / 2
py dZ
6r B / 2 2 2 f1d f 2d f 3dZ B / 2 1 1 3 B / 2 2 令： C F f1d f 2d f 3dZ B B / 2 1 1
油膜承载能力：
锡青铜 铅青铜 铝青铜
→中速重载 →中速中载 →低速重载
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。 铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。 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。
机械设计(第八版)课后答案 濮良贵 纪名刚第12章滑动轴承
112.1.2 摩擦与润滑种类与特点. （1）干摩擦--表面间无任何润滑剂(或保护膜)的纯金属接触时的摩擦.*（2）①边界摩擦(⑤边界润滑) ②作图 ---③两表面上的极薄的吸附油膜之间的摩擦** （3）①流体摩擦(④流体润滑) ③作图 ②--摩擦发生在润滑内部***（4）混合磨擦----处于 (1)、(2)、(3) 、三者的混合状态. 常见：（3）、（4）*接触峰点之间发生粘接、挤压、剪切、塑性流动 摩擦磨损最严重，f =0.15~0.5**④能降低摩擦阻力，减轻磨损，但膜厚小于粗糙度，强度不高，磨损不可避免。
***摩擦阻力最小，磨损最轻（几乎不发生摩损）212.1.3 磨损（滑动轴承主要失效形式）--摩擦表面的物质不断损失的现象（1）磨损类型：磨粒磨损、疲劳剥落（点蚀）、粘着磨损（胶合）、腐蚀磨损（2）磨损过程（3）不同因素对磨损的影响.1）材料、2）载荷、3）润滑、4）工作温度312.2 径向滑动轴承的结构及组成 (1)轴承座整体式（图11-1） 结构简单剖分式（图11-2） 间隙可调、装拆方便 调心式（图17-3） 顺应轴挠度 （2）轴套与轴瓦（实物）作用： 便于更换节约贵重金属结构： 整体式----轴套实物剖分式---轴瓦(3) 瓦上开油孔、油沟.输送、分布、存储润滑液最简结构：(4) 轴承衬----在钢质轴瓦上贴附一层减摩材料.节约贵重金属结构上需要*衬一定有瓦,瓦不一定有衬.412.4 润滑剂.P279（1）流体润滑剂—油、水润滑油（机油）主要指标：粘度、油性（边界膜性能）（2）润滑脂（黄油）主要指标：锥入度（稠度）、滴点（最高使用温度）（3）固体、气体润滑剂（特殊或专门用途）612.5径向滑动轴承(混合润滑)的条件性计算（1）计算项目(准则)① p= F/dB≤[p] 防止过度磨损② pv≤[pv] 限制轴承温升③ v≤[v] 控制磨损速度(2)设计步骤①选择结构类型②确定宽径比B/d, 一般B/d=0.5～1.5,多数取B/d=1.③按计算准则计算，查表11-2选取材料.④选定配合及表面粗糙度⑤选择润滑剂、润滑方式712.6 液体动压润滑的基本原理。
第12章滑动轴承PPT课件
邓 召
错动。
义
轴承盖上部开有螺纹孔，用以安装油杯。
轴瓦也是剖分式的，通常由下轴瓦承受载荷。
为了节省贵重金属或其它需要，常在轴瓦内 表面上浇注一层轴承衬。
在轴瓦内壁非承载区开设油槽，润滑油通过 油孔和油槽流进轴承间隙。
轴承剖分面最好与载荷方向近似垂直，多数 * 轴承的剖分面是第12水章滑平动轴承的(也有做成6倾斜的)。
用的结构形式有空心式，单环式和多环式， 下
其结构及尺寸见下图。通常不用实心式轴径，
邓 召
因其端面上的压力分布极不均匀，靠近中心 义
处的压力很高，对润滑极为不利。
空心式轴径接触面上压力分布较均匀，润滑条 件较实心式有所改善。
单环式是利用轴颈的环形端面止推，而且可以 利用纵向油槽输入润滑油，结构简单，润滑方 便，广泛用于低速，轻载的场合。
学习目标
滑动轴承的特点和应用场合；对滑动轴承的典型结 构、轴瓦材料及其选用原则有一较全面的认识；掌 握不完全液体润滑滑动轴承和液体动力润滑径向滑 动轴承的设计原理及设计方法 。
*
第12章滑动轴承
1
§12-1 概述
机
根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为滑动轴承和滚动轴
械 设
承两大类。
计
滚动轴承由于摩擦系数低，起动阻力小，且已标准化，对设计、下
另外，只能从轴颈端部装拆，对于重型机器的 轴或具有中间轴颈的轴，装拆很不方便，甚至 无法实现
所以这种轴承多用在低速、轻载或间歇性工作的 机器中。
*
第12章滑动轴承
5
(二)对开式径向滑动轴承
机 械
设
对开式滑动轴承由轴承座、轴承盖、剖分式 计
轴瓦和双头螺柱等组成。
下
《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
《机械设计基础》 课件 第12章轴承
3、校核轴承的工作能力
轴承工作能力计算主要包括:
(1)验算轴承的平均压强p
(2)验算轴承的pv值
4、确定轴承与轴颈之间的间隙
例12-1
返回本节
表12-1 常用轴承材料的性能及应用
机械设计基础
返回
验算轴承的平均压强p
机械设计基础
为了防止轴承产生过度磨损，应限制轴承的平均压强，即：
p F p
bd
由径向滑动轴承的结构知，轴瓦是轴承与轴颈直接接触的零件， 有整体式与剖分式，如图所示，分别用于整体式轴承与剖分式轴承。
二、推力滑动轴承的结构
工作时承受轴向载荷的滑动轴承称为止推滑动轴承，其结构如图。
三、轴承的材料
轴承材料是指与轴颈直接接触的轴瓦或轴承衬的材料。由滑动轴 承的失效形式可知，轴承材料应具有的性能。
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调心式
机械设计基础
调心式滑动轴承利用轴瓦与轴承座间的球面配合使轴瓦可在一定 角度范围内摆动，以适应轴受力后产生的弯曲变形，从而避免轴与 轴承两端的局部接触和局部磨损。但球面不易加工，故只用于轴承 的宽径比b/d>1.5～1.75的轴承。
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轴瓦
机械设计基础
为了便于给轴承加注润滑油，在轴瓦上做出油孔与油沟，使摩擦表 面得到润滑。剖分式轴瓦常用的油沟形式如图所示。
本讲小结
一、轴承的分类、结构和材料（熟悉）
机械设计基础
二、滑动轴承的润滑（润滑剂与润滑装置）（熟练掌握）
三、非液体摩擦滑动轴承的设计计算（熟练掌握）
四、液体摩擦滑动轴承的工作原理（了解）
第一节 概述
根据工作时的摩擦性质，可把轴承分为 滑动摩擦轴承(简称滑动轴承)
滚动摩擦轴承(简称滚动轴承）
《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；
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二、青铜
青铜的强度高，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（250℃）下工作。但可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必 须脆硬。
青铜可单独做成轴瓦。为了节约有色金属，可将青铜浇铸在钢或铸铁 轴瓦内壁上。
用作轴瓦材料的青铜，主要有锡磷青铜、锡锌青铜、铝铁青铜 。
一般用于中速重载、中速中载合低速重载的轴承上 。
轴的转速，r/min
轴瓦材料的许用值，N∙m/(mm2∙s)
pv F dn Fn ≤[ pv]
Bd 60100019100B
二、推力轴承
轴环数
F
p
4
F (d22
d12
)z
≤[
p]
d2
推力环的平均速度
vm
dmn
601000
pvm≤[ pv]
d1 d2
d1
平均直径，（d1＋d2）/2
例12－1 试按非液体摩擦状态设计电动绞车中卷筒两端的滑动轴承。钢绳 拉力W为20kN，卷筒转速为25r/min，结构尺寸如图所示，其中 轴颈直径d＝60mm。
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)。
§12-5 动压润滑的形成原理
B板静止不动，A板以速度v向左运动，板间充满润滑油。 当板上无载荷时两平行板之间液体的速度呈三角形分布，板A、B之间 带进的油量等于带出的油量，因此两板间油量保持不变，即板A不会下沉。 若板A上承受载荷F时，油向两侧挤出，于是板A逐渐下沉，直到与B 板接触。
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。
《机械设计基础》第十二章-滑 动轴承解析
§12-2 滑动轴承的结构形式
滑动轴承按照承受载荷的方向主要分为
一、向心滑动轴承
径向滑动轴承 主要承受径向载荷
阶梯型剖分 轴承座
轴承盖 剖分轴瓦
联接螺栓
轴承盖应适当压紧轴瓦，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
轴瓦是滑动轴承中的重要零件 向心滑动轴承的轴瓦内孔为圆柱形
两平行板之间是不可能形成压力油膜的
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。
二、推力滑动轴承
承受轴向载荷 两平行平面之间是不能形成动压油膜，因此需沿轴承止推面按一块 块扇形面积开出楔形 1）固定式推力轴承 2）可倾式推力轴承
巴氏合金
F
F
绕此边线自
行倾斜
扇数一般为6～12
§12-3 轴瓦及轴承衬材料
轴瓦承受载荷，并与轴有相对滑动，产生摩擦、磨损，并引发热和温升。
要求轴瓦材料具备下述性能
解： 1）求滑动轴承上的径向载荷 当 钢绳绕在卷筒的边缘时，一侧滑动轴 承上受力最大，为
700 FRBW80 0175N 00
2）取宽径比B/d＝1.2，则 B＝1.2×60＝72mm
3）验算压强p pF175 040.0M 5 Pa Bd7260
4）验算pv值
p vFn 17 2 5 5 0 0 .3N 0 2 m /m (2s m ) 19 B 1 10 9 7 0 12 00
§12-4 非液体摩擦滑动轴承的计算
非液体摩擦滑动轴承可用润滑油润滑，也可用润滑脂润滑。在润滑油、 润滑脂中加入少量石墨或二硫化钼粉末，有助于形成更坚韧的边界油膜， 且可填平粗糙表面而减少磨损。
维持边界油膜不遭破裂，是非液体摩擦滑动轴承的设计依据。 实践证明，若能限制压强p≤[p]，压强与轴颈线速度的乘积pv≤ [pv]， 那么轴承是能够很好地工作的。
一、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所挤出，轴瓦不致产生
过度的磨损。即
轴承径向载荷，N
p F [p] Bd
轴瓦材料的许用压强，MPa
轴瓦宽度，mm
轴颈直径，mm
2、轴承的pv值
pv值简略地表征轴承的发热因素，它与摩擦功率损耗成正比。Pv值越 高，轴承温升越高，容滑动轴承） 一侧油进入后被旋转着的轴颈带入楔形间隙中形成动压油膜，另一侧油 进入后覆盖在轴颈上半部，起着冷却作用，最后从轴的两端泄出。 轴瓦宽度与轴颈直径之比B/d——宽径比，向心滑动轴承的重要参数之一 液体摩擦的滑动润滑，B/d＝0.5～1； 非液体润滑的滑动轴承，B/d＝0.8～1.5
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
双层金属的轴瓦，在性能上取长补短
轴承衬
工艺上：浇注、压合，将薄层材料粘附在轴瓦基体上。
粘附上去的薄层材料——轴承衬
一、轴承合金
白合金、巴氏合金
1、锡锑轴承合金 摩擦系数小，抗胶合性能良好，对油的吸附性强，耐蚀性好，易
若载荷方向向下，则下轴瓦为承载区，
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）。
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