第13章滑动轴承
滑动轴承资料PPT课件
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 铸铁轴瓦上。 锡青铜 中速重载
τ
边当界y=条h时件，u当=0y=0时C，1=u=21-ηvddxphC2+=hv-v
Bp y
z
x p+dp τ+dτ
代入得
1 u= 2η
dp dx(y2- Nhomakorabeahy) +
y-h v
h
任意截面内的流量
依据流体的连续性原理，通过 不同截面的流量是相等的
qx 0 hud y11 2d dp xh3h2v
该处速度呈三角形分布，间隙厚度为h0
取微单元进行受力分析:
pdydz+(τ+dτ)dxdz-(p+dp)dydz –τdxdz=0
整理后得
dp = dτ 任意一点的油膜压力p沿x方向的变化率， dx d y 与该点y向的速度梯度的导数有关。
又有
du τ=η dy
得
dp dx
=η
d2u d y2
A
对y积分得
1 u=
2η
dp dx
y2+C1y+C2
vF
vc b
va
设计：潘存云
h2 h0
h1
c b a
形成动压油膜的必要条件： 1.两工件之间的间隙必须有楔形间隙； 2.两工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体；
第13章 支承(滑动轴承)
(2)对开式径向滑动轴承 (2)对开式径向滑动轴承
结构：由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦和连接螺栓等组成。 结构：由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦和连接螺栓等组成。
其中轴承盖和轴承座的剖分面常做成阶梯形， 其中轴承盖和轴承座的剖分面常做成阶梯形，以便对中 阶梯形 和防止横向错动；剖分式轴瓦由上、下两半组成， 和防止横向错动；剖分式轴瓦由上、下两半组成，通常 是下轴瓦承受载荷，上轴瓦不承受载荷；在轴瓦内壁不 下轴瓦承受载荷，上轴瓦不承受载荷； 承受载荷的表面上开设油槽， 承受载荷的表面上开设油槽，润滑油通过油孔和油槽流 进轴承间隙。 进轴承间隙。
轴瓦内表面结构ຫໍສະໝຸດ 为了把润滑油导入到轴瓦的整个工作摩擦面之间， 为了把润滑油导入到轴瓦的整个工作摩擦面之间，轴瓦上 要制出油孔和油沟以输送润滑油。 要制出油孔和油沟以输送润滑油。
轴瓦结构 —— 油沟与油槽的位置
油槽的尺寸可查相关的手册。 油槽的尺寸可查相关的手册。
主要失效形式：磨损和胶合、疲劳破坏
轴瓦的结构、材料 轴瓦的结构、
一、轴瓦的结构
轴瓦应具有一定的强度和刚度，在轴承中定位可靠， 轴瓦应具有一定的强度和刚度，在轴承中定位可靠， 便于输入润滑剂，容易散热，便于拆装，调整方便。 便于输入润滑剂，容易散热，便于拆装，调整方便。 1. 整体式： 整体式：
在轴瓦上开有油孔和油沟，以便把润滑油导入整个摩擦面。 在轴瓦上开有油孔和油沟，以便把润滑油导入整个摩擦面。
第十三章
支承
§13—1 概述
支撑：支持运动部件，使之按预定方向运动，并将运动部件上 的载荷传至机架的零件。
一、支承的分类：
轴承：支撑旋转轴； 导轨：支撑移动部件。 二、轴承按其承受载荷方向的不同分为： 向心轴承； 推力轴承 向心推力轴承
第十三章 滚动轴承
教学基本要求
1. 了解滚动轴承的组成，各组件的作用，及材料要求；
2. 掌握滚动轴承的基本类型，代号，及工作特点； 3. 了解滚动轴承的失效特点，机理以及预防或减轻失效影响的措 施； 4. 掌握滚动轴承选型设计的基本步骤与基本要点，以及受力分析 方法；
5. 理解滚动轴承当量载荷和其中各参数的含义，并能进行计算；
1. 定义：使轴承的基本额定寿命恰好是106 转时，轴承所能承 受的载荷，用字母C表示，单位：kN
2. 大小：不同类型C的含义不同；不同型号C的大小不同。
向心轴承：为径向基本额定动载荷，用Cr 表示
推力轴承：为轴向基本额定动载荷，用Ca 表示 向心推力轴承：使套圈产生纯径向位移的载荷径向 分量，用Cr 表示
表示角接触球轴承；轻系列；内径为55mm；接触角α=15°； 5级公差；0组游隙
13.3 滚动轴承类型的选择
一、考虑载荷特性
1. 载荷大小：大：滚子；小：球
2. 载荷方向：径向：圆柱滚子、滚针、深沟球； 轴向：推力 径向与不大的轴向：深沟球，α不大的角接触球 与圆锥滚子；
径向与较大的轴向：α较大的角接触球与圆锥滚
基本代号
直径系列代号：指 内径相同，外经与 宽度不同，例：
内径代号，其中：
00~d=10mm 01~d=12mm
02~d=15mm
03~d=17mm 04~96:d=5*代号(mm)
后 置 代 号
用字母和数字等表示轴承的结构、公差 及材料的特殊要求等，其中常用代号有：
内部结构代号： C:表示α=15° AC:表示α=25° B:表示α=40°
故： L h
10
深沟球
角接触球
圆锥滚子正装
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
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
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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。
机械设计基础习题解答第13章
13.1 为保证滑动轴承工作时润滑良好，油孔和油沟应设什么区域？
答：对开式轴瓦有承载区和非承载区，一般载荷向下，上瓦为非承载区，下瓦为承载区，润滑油应由非承载区进入，故上瓦顶部开有进油孔。
在轴瓦内表面，以进油口为对称位置，沿轴向、周向或斜向开有油沟，油经油沟分布到各个轴颈，以保证润滑油能流到轴瓦的整个工作表面。
油沟离轴瓦两端面应有段距离，不能开通，以减少端部泄油。
13.2 说明下列代号的含义：6209、3411、72315、81205。
答：6209：深沟球轴承，内径为45 mm，外径尺寸是02系列。
3411：圆锥滚子轴承，内径为55 mm，外径尺寸是04系列.
72315AC：角接触轴承，接触角25度，内径75 mm，外径尺寸是23系列。
81205：推力圆柱滚子轴承内径25mm，外径尺寸是12系列。
13.3 观察本书附图二、附图三的减速器，它们用到了那种轴承？轴承如何润滑与密封？
答：用到了圆锥滚子轴承。
润滑：。
采用了润滑油润滑。
润滑方式有油浴润滑（大齿轮）或飞溅润滑（其他齿轮，通过油沟收集油，经过轴承盖导入轴承）。
密封：毛毡圈式密封。
252。
滑动轴承
2、径向滑动轴承的计算
已知：轴承所受径向载荷Fr、轴颈转速n及轴颈直径。 设计内容：确定轴承结构、材料等，验算工作能力。
设计步骤
① 根据工作条件和使用要求，确定轴承的结构型式，选择轴 承材料； ② 确定宽径比（B/d，B为轴承宽度）； B/d太小：油易从两端流失，使轴瓦过快磨损； B/d过大：散热差，温升高，易引起轴瓦边缘的局部磨损。 一般取B/d≈0.5～1.5。 根据宽径比B/d和d，可确定轴承宽度B，在确定轴承宽度时， 还应考虑到机器结构尺寸的限制。
轴承模型
（2）剖分式径向滑动轴承 组成、特点与用途
2) 剖分式滑动轴承 图13 - 2所示为典型的剖分式滑动轴 承, 由轴承座、 轴承盖、 对开轴瓦、螺栓 等组成。轴瓦和轴承座均为剖分式结构, 在 轴承盖与轴承座的剖分面上制有阶梯形定 位口, 便于安装时定心。 轴瓦直接支承轴 颈, 因而轴承盖应适度压紧轴瓦, 以使轴瓦 不能在轴承孔中转动。 轴承盖顶端制有螺 纹孔, 以便安装油杯或油管。
6.3
径向滑动轴承形成液体动力润滑的过程
a)静止
b)启动
c)稳定运转
6.4 径向滑动轴承的几何关系和承载量系数
1.几何关系 （1）建立坐标系 o为极点，oo1为极轴 Φa ： Φ1 ：h1 ： Φ2 ：h2 ： Φ0 ：h0 Φ：h
（2）基本概念 ①直径间隙：Δ=D-d ②半径间隙：δ=R-r=Δ/2 ③相对间隙：ψ=Δ/d=δ/r ④偏心距：e ⑤偏心率：χ=e/δ ⑥任意极角φ的油膜厚度h： h=δ+ecosφ=δ(1+χcosφ) ⑦最小油膜厚度： hmin=δ-e=δ(1-χ)=rψ(1-χ) ⑧压力最大处的油膜厚度h0： h0=δ(1+χcosφ0) ⑨包角α：入油口到出油口间所包轴 颈的夹角。
浙江大学《机械设计基础》第十三章概念自测题
基本概念自测题一、 填空题1、按摩擦性质轴承分为 _________和 _________两大类。
2、按滑动表面润滑情况，有 _________、 _________ 和 _________三种摩擦状态，其3 摩擦系 数一般分别为_________、 _________和 _________。
、按承受载荷的方向承受径向载荷的滑动轴承称为滑动轴承，承受轴_________4 向载荷的滑动轴承称为_________滑动轴承。
、抗振性 、噪声、与滚动轴承相比，滑动轴承具有承载能力___________________________、寿命 _________，在液体润滑条件下可 _________速运转。
5 、在一般机器中，摩擦面多处于干摩擦、边界摩擦和液体摩擦的 混合状态，称 为 _________摩擦或 _________ 摩擦。
6、向心滑动轴承的结构形式有 _________式、 _________ 式和 _________式三种，剖分式滑动轴承便于轴 _________和调整磨损后 __________________ ，应用广泛。
7、滑动轴承油沟的作用是使润滑油_________；一般油沟不应开在轴承油膜_________ 区内，油沟应有足够的轴向长度，但绝不能开通轴瓦。
和 ，此外还有_________等。
8、轴瓦的主要失效形式是_________________、_________________9、为保证轴承正常工作，要求轴承材料有足够的_________和_________性，_________ 性 和 _________性 好，耐 _________和抗 _________ 能力 强，导 _________ 性好，容易 _________，且易于加工。
10、轴承材料有 _________、_________和 _________。
金属材料包括 _________、_________和 _________等。
第13章滑动轴承-素材
运动粘度ν：
动力粘度η与同温度 下该液体的密度ρ的
工业上多用运动粘 度标定润滑油的粘 度。
比值，其单位为m2/s， 根据国家标准，润滑
该单位偏大，工程上 油产品油牌号一般按
多 用 mm2/s ， 即 40ºC时的运动粘度平
cSt(厘斯)。
均值来划分，需要时
可以查阅相关手册或
资料。
13.2 滑动轴承的材料与润滑
速重载轴承。
➢ 在一般机械中有50％的滑动轴承采用青铜材料。
13.2 滑动轴承的材料与润滑
13.2.1 滑动轴承的材料
3.多孔质金属材料
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。
这种材料孔隙约占体积的10％～35％。
使用前先把轴瓦在加热的油中浸渍数小时，使孔隙中充满润 滑油，因而通常把这种材料制成的轴承称为含油轴承。它具 有自润滑性。
轴向油沟也不应在轴瓦全长上开通，以免润滑油自油 沟端部大量泄漏。
13.1 滑动轴承的特点、类型和应用
13.1.2周向、斜向、螺旋线等。
13.1 滑动轴承的特点、类型和应用
13.1.2 滑动轴承的类型
轴瓦宽度与轴颈直径之比B/d称为宽径比。 液体摩擦的滑动轴承，常取B/d=0.5~1。 非液体摩擦的滑动轴承，常取
13.2 滑动轴承的材料与润滑
13.2.1 滑动轴承的材料
二、轴承材料
➢轴瓦可以由一种材料制造，也 可以制成双金属轴瓦。
➢为使轴瓦既有一定的强度，又 有良好的减摩性，工程上常用 浇铸或压合的方法在高强度的轴
瓦内表面浇铸一层减摩性好的材料
（如轴承合金），称为轴承衬。
轴承衬
13.2 滑动轴承的材料与润滑
滚动轴承简介PPT课件
硬度和接触疲劳强度↑ 、耐磨性和冲击韧性↑ 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：61~65HRC。 工作表面需经磨削或抛光。 保持架：低碳钢，高速轴承：有色金属或塑料。
滚动轴承的应用：
优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、
和易于互换等。
缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。
一、滚动轴承 选择的一般过程
根据载荷性质选择轴 承的类型和直径系列
按轴径确定轴承内径
有严格要求吗？ N
Y 校核承载能力
不进行承载 能力验算
N 合格吗？
Y END
α= 0˚
→
滚动体为滚子，则只能承受径向载荷； 若滚动体为球，可承受一定的轴向载荷。
0˚ <α<45˚ →承受径向载荷为主； 45˚ <α<90˚ →承受轴向载荷为主； α= 90˚ → 只能承受轴向载荷。
2. 基本代号：表示轴承的基本类型、结构和尺寸。
类型代号 ----左起第一位，为0（双列角接触球轴承） 则省略。
调心球轴承 调心滚子轴承 圆锥滚子轴承
10000
20000C
30000
a)单向 b)双向
推力球轴承 50000
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
4. 推力轴承的极限转速很低，当工作转速高时，若轴向 载荷不是十分大，可以采用角接触球轴承来承受纯轴 向力；
5. 若工作转速超过了轴承样本，可以用提高公差等级、 适当增大游隙、选用循环冷却等方法。
3） 轴承的调心行性能
轴承由于安装误差或轴的变形等都会 引起内外圈中心线发生相对倾斜。其 θ 倾斜角称为角偏差。 角偏差 ↑ → 影响轴承正常运转。
滚动轴承设计
2） 轴承旳转速
滚动体回火
转速过高 → 温度↑ → 润滑失效 → 或胶合破坏。
极限转速----滚动轴承在一定载荷与润滑条件下，允 许旳最高转速。详细可查阅设计手册或轴承样本。
选用原则： 1. 球轴承比滚子轴承旳极限转速高，应优先选用球轴承；
2. 在高速时，以选用超轻、特轻及轻系列旳轴承；内径相同
步，外径越小，滚动体就越轻小，产生旳离心惯性力也小，；
表13-6 轴承后置代号排列顺序
后置代号组 1
2
3 4567 8
含
义
内部 密封与防尘 保持架 轴承 公差 构造 套圈变形 及材料 材料 等级 游隙
配置 其他
青岛科技大学专用
潘存云教授研制
表13-7 轴承内部构造常用代号
轴承类型 角接触球轴承 圆锥滚子轴承
代号
B C AC B
E
含义
α=40˚ α=15˚ α=25˚ 接触角α加大
只能承受轴向载荷，且作用线
必需与轴线重叠。分为单、双
低
不允许
向两种。高速时，因滚动体离 心力大，球与保持架摩擦发烧
严重，寿命较低，可用于轴向
载荷大、转速不高之处。
潘存云教授研制
表13-2 滚动轴承旳主要类型和特征（续）
轴承名称、 类型及代号
构造简图 承载方向 极限转速 允许角偏差
主要特征和应用
推力球轴承 50000
潘存云教授研制
表13-3 滚动轴承代号旳排列顺序
前置代号
基本代号）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注：
代表字母；
代表数字
尺寸系列代号----左起第二、三位。
上交真题99年--13年(机械考研真题)
目录Ⅰ历年真题考点分析Ⅱ 2014年考研专业课试卷结构分析以及复习经验分享Ⅲ各章节复习指南——重难点提炼Ⅳ上海交通大学机械原理与设计1999-2013真题解析上海交通大学1999年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2000年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2001年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2002年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2003年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2004年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2005年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2006年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2007年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2008年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2009年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2010年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2011年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2012年硕士研究生入学考试真题上海交通大学2013年硕士研究生入学考试真题Ⅴ 809专项试题强化模拟Ⅰ历年真题考点分析及试卷结构分析第一章平面机构的结构分析1.1 运动副（自由度数）及其分类1.2 平面机构运动简图的绘制1.3 平面机构自由度的计算及运用公式计算自由度时应注意的问题（复合铰链、局部自由度、虚约束）1.4 机构具有确定运动的条件1.5速度瞬心法及其在机构速度分析中的应用第二章平面连杆机构2.1平面四杆机构的基本型式及其演化2.2 铰链四杆机构的几个基本问题：急回运动、死点位置、压力角和传动角的特性、曲柄存在条件2.3用图解法和解析法对平面四杆机构进行运动设计第三章凸轮机构3.1凸轮机构的分类和应用3.2从动件的常用运动规律（推程运动角、回程运动角、远休止角、近休止角、升程）3.3按给定运动规律绘制凸轮轮廓线的方法3.4设计凸轮机构时应注意的问题（基圆半径、压力角、滚子半径）第四章齿轮机构4.1 齿轮机构的类型和特点4.2 齿廓啮合的基本定律，渐开线的形成、特性及渐开线齿廓的啮合特性4.3 齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸4.4一对渐开线齿轮（直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮）、蜗轮蜗杆的正确啮合条件、连续传动条件、当量齿数、标准渐开线齿廓所在位置、标准模数、标准压力角所在位置等4.5渐开线齿廓的切制原理及根切现象和最少齿数的概念，变位原理4.6斜齿圆柱齿轮机构传动的啮合特点4.7圆锥齿轮机构传动的啮合特点第五章轮系5.1轮系的分类和应用5.2定轴轮系传动比的计算5.3周转轮系和混合轮系传动比的计算5.4几种特殊的行星轮系传动第六章其他常用机构6.1棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等第七章回转件的平衡和调速7.1回转件平衡的目的及静平衡和动平衡的计算7.2平面机构平衡的概念7.3机械运动速度波动和调节的目的和方法7.4飞轮设计的近似方法7.5飞轮主要尺寸的确定第八章机械零件设计概论8.1机械零件设计的基本要求及一般步骤8.2机械零件的体积强度和表面强度8.3机械零件常用材料及其选择8.4机械零件的结构工艺性及机械零部件的标准化、系列化和通用化第九章联接9.1螺纹的主要参数和类型9.2螺旋副的受力分析、效率和自锁9.3螺纹联接的基本类型和螺纹联接件9.4螺纹联接的预紧和防松9.5螺纹联接的强度计算9.6螺栓组联接的受力分析9.7螺旋传动的特点、类型9.8键联接的特点和类型，平键联接的选择原则和强度计算9.9过盈联接第十章齿轮传动和蜗杆传动10.1齿轮轮齿的失效形式和齿轮材料的选择及热处理的方法10.2齿轮传动的受力分析和直齿圆柱齿轮传动的强度计算10.3斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮传动的强度计算10.4齿轮的结构10.5蜗杆传动的特点、类型和应用10.6蜗杆和蜗轮的材料和结构10.7蜗杆传动的受力分析10.8蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算第十一章带传动和链传动11.1带传动的类型、工作原理、特点和应用11.2带传动的几何关系计算11.3带传动的受力分析和应力分析，失效形式和计算准则11.4带的型号和尺寸11.5带传动的主要参数、选择和设计计算11.6带的弹性滑动和打滑11.7链传动的特点和应用11.8链传动的运动分析和力分析11.9滚子链的主要参数及其选择11.10链和链轮的材料和结构11.11滚子链的失效形式及其计算第十二章轴12.1轴的分类和材料12.2轴的初步强度计算12.3轴的结构设计12.4轴的复合强度校验计算12.5轴的刚度和振动稳定性计算第十三章滑动轴承13.1滑动轴承的主要类型、结构和材料13.2滑动轴承的摩擦状态13.3常用的润滑剂和润滑方法13.4不完全液体摩擦滑动轴承的设计13.5动压滑动轴承动压油膜的形成原理和压力分布方程第十四章滚动轴承14.1滚动轴承的主要类型、构造、特点和代号14.2滚动轴承的选择14.3滚动轴承的载荷、应力分析，失效形式和承载能力（寿命）计算14.4滚动轴承组合的结构设计第十五章联轴器和离合器15.1联轴器的主要类型、结构、标准和选用15.2离合器的主要类型、结构、特点和应用第十六章弹簧16.1弹簧的功用、类型、应用和选择16.2圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的主要几何尺寸及参数16.3圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计Ⅱ历年真题考点分析及试卷结构分析2012年之前的真题基本上是选择题+填空题+大题（计算题、作图题和简答题）。
第13章 滑动轴承
机械设计 Machine design
滑动轴承概述
三、滑动轴承的特点 滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，则主要 使用滑动轴承：
１．工作转速很高，如汽轮发电机。
２．要求对轴的支承位臵特别精确，如精密磨床。 ３．承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。
４．特重型的载荷，如水轮发电机。
强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄铜，灰铸铁。
按材料 分 类
轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。
铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。 只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。
按加工 分 类
机械设计 Machine design
滑动轴承的轴瓦结构
单材料、整体式 厚壁铸造轴瓦
多材料、对开式厚壁铸造轴瓦
机械设计 Machine design
混合摩擦滑动轴承的设计计算
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)及轴颈直径d (mm) ◆ 验算及设计 ： １．验算轴承的平均压力p (MPa)
p
F [ p] dB
B—轴承宽度，mm（根据宽径比B/d确定） [p]—轴瓦材料的许用压力，MPa。
（1）轴承合金(常称巴氏合金或白合金)。 轴承合金有锡基、铅基和铝基等。 （2）铜合金。 锡青铜、铅青铜和铝青铜等铜合金是常用的轴瓦材料。 （3）铝合金。 （4）多孔质金属材料。 （5）灰铸铁。 （6）非金属材料。 石墨、橡胶、工程塑料和硬木都可作为轴承材料。 常用滑动轴承材料性能见表13-1
机械设计 Machine design
滑动轴承的轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构 按构造 分 类 整体式 对开式 薄壁 厚壁 单材料 多材料 铸造 轧制
第13章滚动轴承
t
固定套圈
t
转动套圈
滚动轴承
3、轴向载荷对载荷分布的影响 ① 只有一个滚动体受载时
Fa＝Fd＝Frtanα ② 有多个滚动体受载时
Fd Fdi FNi tan Fr tan
滚动轴承
四、滚动轴承的寿命计算
1、失效形式及计算准则 点蚀：滚动体或内外滚道上 产生麻点状剥落坑。 计算准则：寿命计算 塑性变形：在静载荷和冲击载荷作用下，滚 动体或内外滚道上出现不均匀的塑性 变形凹坑。 计算准则：静强度计算。
第十三章 滚动轴承
一、概述
1、组成 内圈（inner race） 外圈（outer race） 滚动体 （rolling element）
保持架（retainer）
滚动轴承
2、工作原理 内圈与轴装配，随 轴转动；外圈固定 在轴承座上；保持 架保证避免滚动体 直接接触；滚动体 在内外圈的滚道内 滚动
滚动轴承
➢ Fae＋Fd2＜Fd1 轴承2被压紧：Fa2＝Fae－Fd1 轴承1被放松：Fa1＝Fd1
➢ 总结
确定哪个轴承被“放松”、哪个轴承被“压紧” 被“放松”轴承：其内部派生轴向力 被“压紧”轴承：
除本身内部派生轴向力以外所有外部轴向力 的代数和。
滚动轴承
6、滚动轴承的静载荷 受载最大滚动体与 基本额定静载荷 用滚C0道（接C0触a或中C心0 r处）引表示
滚动轴承
➢ 轴肩定位 用于轴向力
（2）外圈紧固的 不大且需要
常用方法 减小尺寸的
➢ 弹性挡圈 场用合于带有止动
➢ 用轴用弹性 档圈嵌入பைடு நூலகம் 承外圈的止 动槽内紧固
槽的深沟球轴 承用，于外高壳转不速便及 设很凸大肩轴且向外力壳时 为的剖各分类式向结心构、 推力和向心推
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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。
§13―3 轴瓦及轴承衬材料
v
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
§15-1 摩擦状态
1. 干摩擦
固体表面直接接触，因而
v
→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
v
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。
表13-1 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
30
150 150HBS
铸锡青铜 ZCuSn10P1
第13章 滑动轴承
§13-1 摩擦状态 §13-2 滑动轴承的结构型式 §13-3 轴瓦及轴承衬材料 §13-4 润滑剂和润滑装置 §13-5 非液体摩擦滑动轴承的计算
? 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
?轴承的分类
滑动轴承
轴承
滚动轴承
用于特殊场合，如：高速、高精度、 重载、结构上要求剖分等场合。
二、推力滑动轴承的结构
径向滑动轴承的典型结构 3
推力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：
Fa
Fa
Fa
Fa
空心式
单环式
多环式
◆ 空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。
◆ 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。 由于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%。
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
轴承衬
2）、铅锑轴承合金 性能与锡锑轴承合金相近，但较脆不以承受冲击载荷，一般
用于中速中载轴承衬。
§13―3 轴瓦及轴承衬材料
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
§13―3 轴瓦及轴承衬材料
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。
对开（剖分）式径向滑动轴承
§13—2 滑动轴承的结构形式
轴瓦：
整体轴套
卷制轴套
薄壁轴瓦
厚壁轴瓦
§13—2 滑动轴承的结构形式
油孔及油槽（油沟）
◆ 目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。 ◆ 形式：按油槽数量分——单油槽、多油槽等。 ◆ 位置： 轴瓦非承载区内表面。
§13—2 滑动轴承的结构形式
§13―3 轴瓦及轴承衬材料
一、滑动轴承常见失效形式有： 轴承表面的磨粒磨损、刮伤、咬粘(胶合)、疲劳剥落和腐蚀。 滑动轴承还可能出现气蚀、电侵蚀、流体侵蚀和微动磨损等失
效形式。 二、滑动轴承的材料
轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料，轴 承材料性能应满足以下要求：
◆ 减摩性（材料副具有较低的摩擦系数）
15
15
9Hale Waihona Puke 8028045HBC
铸锡青铜
8
ZCuSn5Pb5Zn5
15
65 60 280
45HBC
铸铝青铜 ZCuAl10Fe3
15
12
110 100 280 45HBC
§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。
液体润滑剂----润滑油
分类 半固体润滑剂----润滑脂 固体润滑剂
? —动力粘度，p—压强 ，n —每秒转数
§13—2 滑动轴承的结构形式
滑动轴承 根据摩擦性质
滚动轴承 根据能承受载荷的方向 向心轴承 (径向轴承)
推力轴承 (止推轴承） 一、向心滑动轴承(整体式、对开式、自动调心式) 组成：轴承座(座体、盖、螺栓或螺柱) 、轴套(或轴瓦)
整体式径向滑动轴承
对开式轴承(整体轴套)
◆ 耐磨、耐蚀性、抗胶合能力强
◆ 导热性好、热膨胀系数小 ◆ 具有足够的机械强度和可塑性
粘附在轴瓦基体上的薄层材料称为轴承衬 对开式轴承(整体轴套)
§13―3 轴瓦及轴承衬材料
1、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。 缺点：价格贵、机械强度较差；
比干摩擦的磨损轻， f ≈ 0.1 ~ 0.3
3. 液体摩擦
v
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
§13-1 摩擦状态
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
无量纲参数 ? n/p称为轴承 特性数。
1. 润滑油 粘度—重要参数
A
y dy
ox
设计：潘存云
du
液体层与层之间摩擦切应力：
B
实验 ? ? ? du —牛顿液体流动定律
y
dy
? ---液体的动力粘度，简称粘度 量纲：力·时间/长度2
§13-4 润滑剂和润滑装置
1. 润滑油 滑动轴承润滑剂的选择2 ◆ 特点： 有良好的流动性，可形成动压、静压或边界润滑膜。
已标准化，优点多，应用广
§13-1 摩擦状态
1. 干摩擦
固体表面直接接触，因而
v
→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
v
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
3. 液体摩擦