机械设计基础支承
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一、非液体摩擦（混合摩擦）滑动轴承失效形式 主要失效形式：胶合、磨损等
支 承
12
§3 非液体摩擦滑动轴承的设计计算
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）
复杂 无完善的计算方法
失效形式图例
磨损及胶合
点蚀及金属剥落
工业设计机械基础
二、径向轴承条件性计算 1、限制轴承平均压强
支 承
径向（向心）轴承
17
球轴承
按滚动体形状 滚子轴承 按承载方向
推力轴承
主要掌握： 1、60000型：深沟球轴承 70000C：α= 15° 2、70000型：角接触球轴承 70000AC：α= 25° 70000B：α= 40° 3、30000型：圆锥滚子轴承 4、N0000型：圆柱滚子轴承：内外圈间可自由移动
工业设计机械基础
2、油孔、油沟和油室 油孔：供应润滑油； 油沟：输送和分布润滑油； 油室：贮油和稳定供油。
支 承
8
润滑油应自油膜压力最小的地方输入
轴瓦上开设油孔和油沟
其余
25
6.3
6.3
6.3
3.2
3.2 3.2
3.2
D( H8 )
D0 ( K6)
工业设计机械基础
支 承
9
注意： 油沟、油孔：不能开在油膜承载区，否则，承载能力↓ 油沟长度≈0.8B（轴瓦宽度），即不能开通，否则漏油。
滚动（摩擦）导轨
干摩擦： 两表面直接接触；
边界摩擦： 极限状态、边界膜作用； 液体摩擦： 两表面被完全隔开；
非液体摩擦（混合摩擦）： 部分固体凸峰接触。
工业设计机械基础
支 承
3
摩擦：一物体与另一物体直接接触，当两者间有运动或运动趋势时，
接触表面要产生切向阻力（即摩擦力），这种现象称为摩擦。 磨损：使摩擦表面物质不断损失的现象。—→ 用磨损率衡量 对于要求低摩擦的摩擦副，液体摩擦是比较理想的的状态，维持边界 摩擦或混合摩擦是最低要求；
工业设计机械基础
5、50000型：推力球轴承
单向：单向 Fa 双向：双向 Fa
支 承
18
6、调心功能
10000型：调心球 20000型：调心滚子
外圈滚道为 内球面
公称接触角α：套圈与滚动体接触处的法线和垂直于
轴承轴心线间夹角。
α↑ —— 承受轴向载荷能力↑ 按载荷方向、α 的不同分为： 向心轴承 —— α ＝ 0°～ 45°，主要承受径向载荷。
周向油槽演示 轴向油槽演示
工业设计机械基础
三、轴承材料 轴承材料 —— 轴瓦和轴承衬材料
支 承
10
主要失效：磨损和胶合，其次强度不足引起的疲劳破坏等。 1、对材料的要求 1）良好耐磨性、减摩性及磨合性（跑合性）；
2）足够的强度、塑性、嵌藏性、顺应性；
3）耐腐蚀性； 4）导热性好、线膨胀系数小； 5）工艺性好； 6）经济性。
支 承
13
p
F p Bd
B —— 轴瓦有效宽度，mm；
F —— 径向载荷, N；
d —— 轴颈直径，mm； [ p ] —— 许用压强，MPa。
目的：防止 p 过高，油被挤出，产生 “过度磨损”。 2、限制 pv 值 ∵ 轴承发热量 ∝ 单位面积摩擦功耗μpv ∴ pv ↑ —→ 摩擦功耗↑ —→ 发热量↑ —→ 易胶合
一、滚动轴承的构造
支 承
15
§4 滚动轴承的结构、类型和代号
工业设计机械基础
内圈
支 承
16
有时无 外圈 核心元件： 滑动 —→ 滚动 滚动体 球轴承：球 —— 点接触 滚子轴承： 圆柱、圆锥、
球面滚子、滚针
—— 线接触 保持架
使滚动体等距离分布，
↓ 滚动体间的摩擦、磨损。
工业设计机械基础
二、滚动轴承的主要类型及性能
工业设计机械基础
一、滑动轴承的结构 1、径向滑动轴承 1）整体式
支 承
5
§2 滑动轴承的结构和材料
结构简单、磨损后无法调整轴承间隙，装拆不便。 用于低速、轻载的间歇工作场合，无法用于曲轴。 2）剖分式
特点：与整体式相反。
3）自动调心滑动轴承 宽径比（B /d ）> 1.5 时，采用。 轴变形 —→ 轴承能自动调位
工业设计机械基础
支 承
1
支承
§1 §2 §3 §4 §5 §6 §7 §8 概述 滑动轴承的结构和材料 非液体摩擦滑动轴承的设计计算 滚动轴承的结构、类型和代号 滚动轴承的选择计算 滚动轴承组合设计 轴承的润滑和润滑装置 滚动轴承与滑动轴承的比较
工业设计机械基础
§1 概 述
一、支承
支 承
2
支承：支持运动部件，使之按预定的方向运动，并将运动部件上的 载荷传至机架。 滑动（摩擦）轴承 轴承：支承旋转部件； 分类 导轨：支承移动部件。 摩擦（润滑）状态分类 ： 滚动（摩擦）轴承 滑动（摩擦）导轨
工业设计机械基础
2、推力滑动轴承 结构：空心、实心、单环、多环
支 承
6
实心式：
空心式：
工业设计机械基础
二、轴瓦和轴承衬 轴瓦：轴承中直接与轴颈接触的零件。 轴承衬：为改善轴瓦表面的摩擦性质而在 其内表面上浇注的减摩材料。
支 承
7
轴承衬
1、轴瓦结构
按构造分 整体式 剖分式 铸造 按加工分 轧制 按材料分 单金属 多金属
工业设计机械基础
2、常用材料
支 承
11
Βιβλιοθήκη Baidu
1）金属材料 —— 轴承合金（巴氏合金）、青铜、铸铁等；
强度低，仅用作轴承衬 2）粉末冶金材料 —— 含油轴承，低速重载，具有自润滑性能。 （多孔结构） 3）非金属材料 —— 塑料、石墨、橡胶等。 常用的轴瓦材料及性能见 219 表 13-1。
工业设计机械基础
对于要求高摩擦的摩擦副，则希望处于干摩擦状态或边界摩擦状态。
工业设计机械基础
二、轴承
支 承
4
轴承：支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的回转零件。 1、分类
滑动（摩擦）轴承
1）根据轴承工作的摩擦性质分 滚动（摩擦）轴承
径向轴承 —→ 承受径向载荷
2）根据承载方向分 推力轴承 —→ 承受轴向载荷
3）液体润滑滑动轴承按油膜形成原理分 静压轴承：外部一定压力的流体进入摩擦面，建立压力油膜。 流体动压润滑轴承： 无外部压力源，靠摩擦面间的相对运动而 自动形成压力油膜。
pv
dn Fn F [ pv ] MPa m/s B d 601000 20000 B
目的：限制 pv 值是为了限制轴承温升、防止胶合。
工业设计机械基础
3、限制滑动速度 v
支 承
14
v
dn
60 1000
[ v ] m/s
目的：防止 v 过高而加速磨损。
综合应用：
工业设计机械基础
支 承
12
§3 非液体摩擦滑动轴承的设计计算
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）
复杂 无完善的计算方法
失效形式图例
磨损及胶合
点蚀及金属剥落
工业设计机械基础
二、径向轴承条件性计算 1、限制轴承平均压强
支 承
径向（向心）轴承
17
球轴承
按滚动体形状 滚子轴承 按承载方向
推力轴承
主要掌握： 1、60000型：深沟球轴承 70000C：α= 15° 2、70000型：角接触球轴承 70000AC：α= 25° 70000B：α= 40° 3、30000型：圆锥滚子轴承 4、N0000型：圆柱滚子轴承：内外圈间可自由移动
工业设计机械基础
2、油孔、油沟和油室 油孔：供应润滑油； 油沟：输送和分布润滑油； 油室：贮油和稳定供油。
支 承
8
润滑油应自油膜压力最小的地方输入
轴瓦上开设油孔和油沟
其余
25
6.3
6.3
6.3
3.2
3.2 3.2
3.2
D( H8 )
D0 ( K6)
工业设计机械基础
支 承
9
注意： 油沟、油孔：不能开在油膜承载区，否则，承载能力↓ 油沟长度≈0.8B（轴瓦宽度），即不能开通，否则漏油。
滚动（摩擦）导轨
干摩擦： 两表面直接接触；
边界摩擦： 极限状态、边界膜作用； 液体摩擦： 两表面被完全隔开；
非液体摩擦（混合摩擦）： 部分固体凸峰接触。
工业设计机械基础
支 承
3
摩擦：一物体与另一物体直接接触，当两者间有运动或运动趋势时，
接触表面要产生切向阻力（即摩擦力），这种现象称为摩擦。 磨损：使摩擦表面物质不断损失的现象。—→ 用磨损率衡量 对于要求低摩擦的摩擦副，液体摩擦是比较理想的的状态，维持边界 摩擦或混合摩擦是最低要求；
工业设计机械基础
5、50000型：推力球轴承
单向：单向 Fa 双向：双向 Fa
支 承
18
6、调心功能
10000型：调心球 20000型：调心滚子
外圈滚道为 内球面
公称接触角α：套圈与滚动体接触处的法线和垂直于
轴承轴心线间夹角。
α↑ —— 承受轴向载荷能力↑ 按载荷方向、α 的不同分为： 向心轴承 —— α ＝ 0°～ 45°，主要承受径向载荷。
周向油槽演示 轴向油槽演示
工业设计机械基础
三、轴承材料 轴承材料 —— 轴瓦和轴承衬材料
支 承
10
主要失效：磨损和胶合，其次强度不足引起的疲劳破坏等。 1、对材料的要求 1）良好耐磨性、减摩性及磨合性（跑合性）；
2）足够的强度、塑性、嵌藏性、顺应性；
3）耐腐蚀性； 4）导热性好、线膨胀系数小； 5）工艺性好； 6）经济性。
支 承
13
p
F p Bd
B —— 轴瓦有效宽度，mm；
F —— 径向载荷, N；
d —— 轴颈直径，mm； [ p ] —— 许用压强，MPa。
目的：防止 p 过高，油被挤出，产生 “过度磨损”。 2、限制 pv 值 ∵ 轴承发热量 ∝ 单位面积摩擦功耗μpv ∴ pv ↑ —→ 摩擦功耗↑ —→ 发热量↑ —→ 易胶合
一、滚动轴承的构造
支 承
15
§4 滚动轴承的结构、类型和代号
工业设计机械基础
内圈
支 承
16
有时无 外圈 核心元件： 滑动 —→ 滚动 滚动体 球轴承：球 —— 点接触 滚子轴承： 圆柱、圆锥、
球面滚子、滚针
—— 线接触 保持架
使滚动体等距离分布，
↓ 滚动体间的摩擦、磨损。
工业设计机械基础
二、滚动轴承的主要类型及性能
工业设计机械基础
一、滑动轴承的结构 1、径向滑动轴承 1）整体式
支 承
5
§2 滑动轴承的结构和材料
结构简单、磨损后无法调整轴承间隙，装拆不便。 用于低速、轻载的间歇工作场合，无法用于曲轴。 2）剖分式
特点：与整体式相反。
3）自动调心滑动轴承 宽径比（B /d ）> 1.5 时，采用。 轴变形 —→ 轴承能自动调位
工业设计机械基础
支 承
1
支承
§1 §2 §3 §4 §5 §6 §7 §8 概述 滑动轴承的结构和材料 非液体摩擦滑动轴承的设计计算 滚动轴承的结构、类型和代号 滚动轴承的选择计算 滚动轴承组合设计 轴承的润滑和润滑装置 滚动轴承与滑动轴承的比较
工业设计机械基础
§1 概 述
一、支承
支 承
2
支承：支持运动部件，使之按预定的方向运动，并将运动部件上的 载荷传至机架。 滑动（摩擦）轴承 轴承：支承旋转部件； 分类 导轨：支承移动部件。 摩擦（润滑）状态分类 ： 滚动（摩擦）轴承 滑动（摩擦）导轨
工业设计机械基础
2、推力滑动轴承 结构：空心、实心、单环、多环
支 承
6
实心式：
空心式：
工业设计机械基础
二、轴瓦和轴承衬 轴瓦：轴承中直接与轴颈接触的零件。 轴承衬：为改善轴瓦表面的摩擦性质而在 其内表面上浇注的减摩材料。
支 承
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轴承衬
1、轴瓦结构
按构造分 整体式 剖分式 铸造 按加工分 轧制 按材料分 单金属 多金属
工业设计机械基础
2、常用材料
支 承
11
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1）金属材料 —— 轴承合金（巴氏合金）、青铜、铸铁等；
强度低，仅用作轴承衬 2）粉末冶金材料 —— 含油轴承，低速重载，具有自润滑性能。 （多孔结构） 3）非金属材料 —— 塑料、石墨、橡胶等。 常用的轴瓦材料及性能见 219 表 13-1。
工业设计机械基础
对于要求高摩擦的摩擦副，则希望处于干摩擦状态或边界摩擦状态。
工业设计机械基础
二、轴承
支 承
4
轴承：支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的回转零件。 1、分类
滑动（摩擦）轴承
1）根据轴承工作的摩擦性质分 滚动（摩擦）轴承
径向轴承 —→ 承受径向载荷
2）根据承载方向分 推力轴承 —→ 承受轴向载荷
3）液体润滑滑动轴承按油膜形成原理分 静压轴承：外部一定压力的流体进入摩擦面，建立压力油膜。 流体动压润滑轴承： 无外部压力源，靠摩擦面间的相对运动而 自动形成压力油膜。
pv
dn Fn F [ pv ] MPa m/s B d 601000 20000 B
目的：限制 pv 值是为了限制轴承温升、防止胶合。
工业设计机械基础
3、限制滑动速度 v
支 承
14
v
dn
60 1000
[ v ] m/s
目的：防止 v 过高而加速磨损。
综合应用：
工业设计机械基础