机械设计第十二章(2)
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《机械设计》第12章 蜗杆传动
阿基米德蜗杆：αx=20°
标准值
法向直廓蜗杆、渐开线蜗杆：αn=20°
s
pz=zpx1 px1
2.蜗杆导程角γ和分度圆直径d1 螺纹
蜗杆
ψ πd1
tanψ =
s πd1
=
np πd1
∴ d1
=
Z1 tanγ
m
=
qm
γ πd1
tanγ
=
pZ πd1
=
πmZ πd1
1
=
mZ 1 d1
q
=
Z1 tanγ
具有良好的减摩性、耐磨性、跑合性和抗胶合能力
特点：软硬搭配
蜗杆硬：优质碳素钢、合金结构钢 经表面硬化及调制处理
蜗轮软：铸锡青铜、无锡青铜、灰铸铁
1、蜗杆材料
蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造。 对于高速重载的传动，蜗杆常用低碳合金钢， 如20Cr，20CrMnTi等，经渗碳淬火，表面硬度 HRC56～62，并应磨削。
MPa
= 12.86MPa < [σ F ]
齿根的弯曲疲劳强度校核合格。
（5）验算传动效率h
蜗杆分度圆速度为
v1
=
π d1n1
60×1000
=
3.14×112×1450 60×1000
m/
s
=
8.54m /
s
vs
= v1
cosλ
8.54
=
m / s = 8.59m / s
cos6.412°
查表4.9得
ρ v = 1°09′(1.15°)
h
(0.95
~
0.97)
tan tan( v)
H
480 d2
机械设计_答案_彭文生第十二章__带传动设计
V= πd 1 n1 = 6.28m / s ，符合 5-25m/s 要求。 60 × 1000
（3）确定基准带长 Ld 根据 0.7(d1+d2)＜a0＜2（d1+d2）及设计要求初选中心距 a0=500mm，
Lc ≈ 2 a 0 +
π
z
(d 1 + d 2 ) +
(d 2 − d 1 )2
4a 0
题 12-5 一 带 传 动 的 大 、 小 带 轮 的 基 准 直 径 d1=100mm ， d2=400mm ， 小 带 轮 转 速 n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率 P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速 各为多少？ 解答： 1、带速
V=
πd 1 n1 π × 100 × 1460 = = 7 .6 m / s ； 60 ×1000 60 × 1000 1000P 1000 ×10 = = 1316 N ； V 7 .6
d1 n1 100 × 1460 = (1 − 0.02) = 358r 轮实际转速
n 2 = (1 − ε )
12-2
题 12-6 测得一普通 V 带传动的数据如下：n1=1460r/min，中心距 a=400mm，小带轮 直径 d1=140mm，大带轮直径 d2=400mm，B 型带共 3 根，传动水平布置，张紧力按标准规 定，采用电动机传动，一班制工作，工作平稳，试求允许传递的最大功率。 解答： 查表得单根 B 型带所能传递的功率 P0=2.83KW； 传动比 i=d2/d1=2.86，查表并用插入计算得功率增量△P0=0.47KW； 小轮包角 α 1 = 180 0 −
d 2 − d1 × 57.3 0 ≈ 140 0 ，查表得包角系数 Kα=0.89； a
（3）确定基准带长 Ld 根据 0.7(d1+d2)＜a0＜2（d1+d2）及设计要求初选中心距 a0=500mm，
Lc ≈ 2 a 0 +
π
z
(d 1 + d 2 ) +
(d 2 − d 1 )2
4a 0
题 12-5 一 带 传 动 的 大 、 小 带 轮 的 基 准 直 径 d1=100mm ， d2=400mm ， 小 带 轮 转 速 n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率 P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速 各为多少？ 解答： 1、带速
V=
πd 1 n1 π × 100 × 1460 = = 7 .6 m / s ； 60 ×1000 60 × 1000 1000P 1000 ×10 = = 1316 N ； V 7 .6
d1 n1 100 × 1460 = (1 − 0.02) = 358r 轮实际转速
n 2 = (1 − ε )
12-2
题 12-6 测得一普通 V 带传动的数据如下：n1=1460r/min，中心距 a=400mm，小带轮 直径 d1=140mm，大带轮直径 d2=400mm，B 型带共 3 根，传动水平布置，张紧力按标准规 定，采用电动机传动，一班制工作，工作平稳，试求允许传递的最大功率。 解答： 查表得单根 B 型带所能传递的功率 P0=2.83KW； 传动比 i=d2/d1=2.86，查表并用插入计算得功率增量△P0=0.47KW； 小轮包角 α 1 = 180 0 −
d 2 − d1 × 57.3 0 ≈ 140 0 ，查表得包角系数 Kα=0.89； a
机械设计基础-----第12章 轴
转动心轴：轴转动 固定心轴：轴固定
问：火车轮轴属于什么类型？
问：自行车前轮轴属于什么类型？
传动轴：只受转矩，不受弯矩M=0，T≠0
如：汽车下的传动轴。
转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）
如：减速器中的轴。
问：根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？ 0 轴： 传动轴 Ⅰ轴： 转轴 Ⅱ轴： 转动心轴
表12-2 常用材料的[τT]值和C值
轴的材料 Q235-A, 20 Q275, 35 1Cr18Ni9Ti 45 40Cr, 35SiMn 38SiMnMo, 3Cr13
[τT](N/mm2 )
15~25
20~35
25~45
35~55
C
160~135
135~118
118~107
107~98
注: 当作用在轴上的弯矩比传递的转矩小或只传递转矩、载荷较 平稳、无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴 只作单向旋转, [τT]取较大值， C取较小值; 否则[τT]取较小值， C取较大值。
第12章 轴
§12-1 §12-2 §12-3 §12-4 概 述
带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运 动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。 与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本 低廉等优点。
轴的结构设计 轴的计算 轴的设计实例
§12-1、概述
一、主要功用
1、支承轴上回转零件（如齿轮）
2、传递运动和动力 二、分类 1、按承载分 心轴：只承受弯曲（M），不传递转矩（T=0）
▲ 碾压、喷丸等强化处理。
通过碾压、喷丸等强化处理时可使轴的表面产生预 压应力，从而提高轴的疲劳能力。
五、轴的结构工艺性 为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向 中间增大的阶梯状。在满足使用要求的前提下，轴的结 构越简单，工艺性越好。零件的安装次序 1. 装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有 砂轮越程槽，车螺纹的轴端应有退刀槽。
机械设计第十二章滑动轴承
常用运动粘度来标定。
不完全液体润滑轴承润滑油牌号参看P285表12-4
液体动压轴承润滑油牌号参看P53表4-1
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
三. 固体润滑剂 石墨、MoS2 、聚四氟乙烯树脂等。 f 小，用于特殊场合，如高温介质中、或低速重载条件下。
为了向摩擦表面间 加注润滑剂,在轴承 上方开设注油孔
二.轴瓦的结构要素 • 壁厚 • 定位唇：防止轴瓦在轴承中移动
• 油室（腔）：存油 • 油孔和油槽：将油引入轴承
油槽 油孔 油室 壁厚 定位唇
油槽的位置： 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。
油槽的 尺寸可 查相关 的手册
§12-5 滑动轴承润滑剂的选用
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
§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。
双（三）金属轴瓦：节省贵重金属
单金属轴瓦：结构简单，成本低
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见下表
瓦背 轴承衬 材料 材料
钢 轴承合 或 金或 铸 铅青铜 铁 轴承
钙基
钠基 锂基 铝基
抗水性好、耐热性差、价廉
润滑脂选择参
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
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的 2030 ℃ 。
机械设计习题集答案第十二章 带传动设计
（6）弹性滑动是带传动的固有特性，它是有害的，也是无法避免的，而打滑是由于有效拉力F达到或超过极限值Fflim，带与带轮在整个接触弧上发生相对滑动所产生的，这是必须避免的。
（7）带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏，其设计准则是在保证不打滑的前提下，使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。
题12-3简答题
解答：
（1）带速
（2）F1+F2=2F0=2×354=708N
联解
其中
即
解得F1=552.713N，F2=155.286N
（3）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0
题12-5一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？
题12-2填空题
（1）带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为平带、V带、多楔带和圆带，其中传动能力最大的是多楔带。啮合型传动带只有同步齿形带一种。
（2）以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单），属于带传动优点的是a、d、f。
（4）计算实际中心距a
。
（5）验算小轮包角α1
。
（三）确定V带根数Z
查表得单根A带基本额定功率P0=1.4KW，
查表用插入法计算得功率增量△P0=0.12kw，
查表得包角系数Kα及长度系数KL为：Kα=0.965、KL=0.99，
则带根数： ，取Z=6。
（四）计算初拉力F0及压轴力FQ
查得A型带q=0.1kg/m，
答：中心距过大，将引起严重抖动。在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。带轮直径过小弯曲应力则过大。故应对三个参数加以限制。
（7）带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏，其设计准则是在保证不打滑的前提下，使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。
题12-3简答题
解答：
（1）带速
（2）F1+F2=2F0=2×354=708N
联解
其中
即
解得F1=552.713N，F2=155.286N
（3）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0
题12-5一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？
题12-2填空题
（1）带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为平带、V带、多楔带和圆带，其中传动能力最大的是多楔带。啮合型传动带只有同步齿形带一种。
（2）以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单），属于带传动优点的是a、d、f。
（4）计算实际中心距a
。
（5）验算小轮包角α1
。
（三）确定V带根数Z
查表得单根A带基本额定功率P0=1.4KW，
查表用插入法计算得功率增量△P0=0.12kw，
查表得包角系数Kα及长度系数KL为：Kα=0.965、KL=0.99，
则带根数： ，取Z=6。
（四）计算初拉力F0及压轴力FQ
查得A型带q=0.1kg/m，
答：中心距过大，将引起严重抖动。在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。带轮直径过小弯曲应力则过大。故应对三个参数加以限制。
机械设计基础 第十二章轴
3.
球墨铸铁、合金铸铁 (高强度铸铁)
价廉、吸振性好、耐磨性好，对应力集中的敏感性较低，铸造 成形，但性脆，可靠性低，品质难控制。 常用于制造外形复杂的轴，如曲轴、凸轮轴。
轴的常用材料及其主要力学特性见
轴的结构设计
12
设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。
设计要求： 1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；(制造安装) 2.轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位) 3.各零件要牢固而可靠地相对固定；(固定) 4.改善应力状况，减小应力集中。
第十二章
轴的设计
1
第一节 第二节 第三节
概述 轴的设计举例 轴的强度、刚度计算
2
本章重点：
① 轴的类型，轴的常用材料； ② 轴的结构； ③ 轴上零件的轴向定位和固定方法； 轴上零件的周向定位和固定方法；
④ 按扭转强度计算轴的直径。
轴的功用：主要用于支承传动零件 (齿轮、带轮等) 并
传递运动和动力。
越程槽和退刀槽
17
（3）为去掉毛刺，利于装配，轴端应制出45°倒角。
45°倒角 45°倒角
( 4)当采用过盈配合联结时，配合轴段的零件装入端，常加工 成半锥角为30°的导向锥面。若还附加键联结，则键槽的长度 应延长到锥面处，便于轮毂上键槽与键对中。
18
（5）如果需从轴的一端装入两个过盈配合的零件，则轴上两配 合轴段的直径不应相等，否则第一个零件压入后，会把第二个零件 配合的表面拉毛，影响配合。
一般情况下，直轴 做成实心轴，需要 减重时做成空心轴
6
轴的功用和类型
分类： 按承受载荷分有： 类 型 按轴的形状分有：
7
转轴---传递扭矩又承受弯矩
传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 曲轴 光轴 阶梯轴
机械设计习题集答案第十二章带传动设计
（4）计算实际中心距a
。
（5）验算小轮包角α1
。
（三）确定V带根数Z
查表得单根A带基本额定功率P0=1.4KW，
查表用插入法计算得功率增量△P0=0.12kw，
查表得包角系数Kα及长度系数KL为：Kα=0.965、KL=0.99，
则带根数： ，取Z=6。
（四）计算初拉力F0及压轴力FQ
查得A型带q=0.1kg/m，
题12-2填空题
（1）带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为平带、V带、多楔带和圆带，其中传动能力最大的是多楔带。啮合型传动带只有同步齿形带一种。
（2）以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单），属于带传动优点的是a、d、f。
解答：
（1）带速
（2）F1+F2=2F0=2×354=708N
联解
其中
即
解得F1=552.713N，F2=155.286N
（3）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0
题12-5一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？
（6）弹性滑动是带传动的固有特性，它是有害的，也是无法避免的，而打滑是由于有效拉力F达到或超过极限值Fflim，带与带轮在整个接触弧上发生相对滑动所产生的，这是必须避免的。
（7）带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏，其设计准则是在保证不打滑的前提下，使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。
题12-3简答题
答：中心距过大，将引起严重抖动。在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。带轮直径过小弯曲应力则过大。故应对三个参数加以限制。
。
（5）验算小轮包角α1
。
（三）确定V带根数Z
查表得单根A带基本额定功率P0=1.4KW，
查表用插入法计算得功率增量△P0=0.12kw，
查表得包角系数Kα及长度系数KL为：Kα=0.965、KL=0.99，
则带根数： ，取Z=6。
（四）计算初拉力F0及压轴力FQ
查得A型带q=0.1kg/m，
题12-2填空题
（1）带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为平带、V带、多楔带和圆带，其中传动能力最大的是多楔带。啮合型传动带只有同步齿形带一种。
（2）以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单），属于带传动优点的是a、d、f。
解答：
（1）带速
（2）F1+F2=2F0=2×354=708N
联解
其中
即
解得F1=552.713N，F2=155.286N
（3）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0
题12-5一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？
（6）弹性滑动是带传动的固有特性，它是有害的，也是无法避免的，而打滑是由于有效拉力F达到或超过极限值Fflim，带与带轮在整个接触弧上发生相对滑动所产生的，这是必须避免的。
（7）带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏，其设计准则是在保证不打滑的前提下，使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。
题12-3简答题
答：中心距过大，将引起严重抖动。在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。带轮直径过小弯曲应力则过大。故应对三个参数加以限制。
机械设计基础 第十二章 螺旋传动
传力螺旋
传导螺旋 调整螺旋
第一节 概述
（1）传力螺旋 （传递动力为主） 应用：举重器 螺旋千斤顶 螺旋压力机 特点： 低速 间歇工作 传递轴向力大 自锁
第一节 概述
（2）传导螺旋（传递运动为主） 应用：机床进给丝杠 特点： 速度高 连续工作、 精度高
第一节 概述
（3）调整螺旋 （调整并固定零件间的相对位置 ）
滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母 之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工 作，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。
第三节 其他螺旋传动简介
二、静压螺旋传动简介
液体摩擦，靠外部液压系统提高油压，压力油进入 螺杆与螺母螺纹间的油缸，促使螺杆、螺母、螺纹 牙间产生压力油膜而分隔开。
本章结束
特点：受力较小且不经常转动
应用：带传动张紧装置、机床卡盘、轧钢机轧 辊下压螺旋。
第一节 概述
按摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为 滑动摩擦螺旋传动（简称滑动螺旋） 滚动摩擦螺旋传动（简称滚动螺旋/滚珠丝杠）
静压滑动摩擦螺旋传动（简称静压螺旋）。
第一节 概述
（1）滑动螺旋
优点：构造简单、传动比大，承载能力高，加工 方便、传动平稳、工作可Hale Waihona Puke 、易于自锁。剪切强度校核公式为
F zπDb
一圈螺纹沿螺纹大径展开图
螺纹大径
第二节 滑动螺旋传动的设计
四、螺杆强度校核 螺杆受轴向力F及转矩T的作用,
d2 TF tan( v ) 2
第四强度理论确定危险截面的计算应力
4F T ca 3 2 3 3 πd πd / 16 1 1
《机械设计基础》第12章 蜗杆传动
2、重合度大，传动平稳，噪声低；
3、摩擦磨损问题突出，磨损是主要 的失效形式。为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用青铜制造，成本较高；
4、传动效率低，具有自锁性时，效率低于50%。
由于上述特点，蜗杆传动主要用于传递运动，而在动力传输中的应用受到限制。
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。
γ
β
γ＝β （蜗轮、蜗杆同旋向）
一、蜗杆传动的主要参数及其选择
1、模数m和压力角α
§12-2 蜗杆传动的参数分析及几何计算
ma1= mt2= m αa1=αt2 =α=20°
在蜗杆蜗轮传动中，规定中间平面上的模数和压力角为标准值，即：
模数m按表12-1选取，压力角取α=20° （ZA型αa＝20º；ZI型αn＝20º） 。
阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 渐开线蜗杆（ZI蜗杆）
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高。
同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10~360)；承载能力和效率较高。
三、分类
在轴剖面上齿廓为直线，在垂直于蜗 杆轴线的截面上为阿基米德螺旋线。
§12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算
一、蜗轮齿面接触疲劳强度的计算
1、校核公式:
2、设计公式:
式中：a—中心距，mm；T2 —作用在蜗轮上的转矩，T2 = T1 iη； zE—材料综合弹性系数，钢与铸锡青铜配对时，取zE=150；钢与铝青铜或灰铸铁配对时， 取zE=160。 zρ—接触系数，由d1/a查图12-11，一般d1/a=0.3~0.5。取小值时，导程角大，故效率高，但蜗杆刚性较小。 kA —使用系数，kA =1.1~1.4。有冲击载荷、环境温度高(t>35oC)、速度较高时，取大值。
3、摩擦磨损问题突出，磨损是主要 的失效形式。为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用青铜制造，成本较高；
4、传动效率低，具有自锁性时，效率低于50%。
由于上述特点，蜗杆传动主要用于传递运动，而在动力传输中的应用受到限制。
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。
γ
β
γ＝β （蜗轮、蜗杆同旋向）
一、蜗杆传动的主要参数及其选择
1、模数m和压力角α
§12-2 蜗杆传动的参数分析及几何计算
ma1= mt2= m αa1=αt2 =α=20°
在蜗杆蜗轮传动中，规定中间平面上的模数和压力角为标准值，即：
模数m按表12-1选取，压力角取α=20° （ZA型αa＝20º；ZI型αn＝20º） 。
阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 渐开线蜗杆（ZI蜗杆）
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高。
同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10~360)；承载能力和效率较高。
三、分类
在轴剖面上齿廓为直线，在垂直于蜗 杆轴线的截面上为阿基米德螺旋线。
§12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算
一、蜗轮齿面接触疲劳强度的计算
1、校核公式:
2、设计公式:
式中：a—中心距，mm；T2 —作用在蜗轮上的转矩，T2 = T1 iη； zE—材料综合弹性系数，钢与铸锡青铜配对时，取zE=150；钢与铝青铜或灰铸铁配对时， 取zE=160。 zρ—接触系数，由d1/a查图12-11，一般d1/a=0.3~0.5。取小值时，导程角大，故效率高，但蜗杆刚性较小。 kA —使用系数，kA =1.1~1.4。有冲击载荷、环境温度高(t>35oC)、速度较高时，取大值。
机械设计试题及答案第十二章 联轴器及离合器_OK
12－9在载荷平稳、冲击轻微且两轴对中准确的情况下，若希望寿命较长，则宜选用________联轴器。 （1）刚性固定式；（2）刚性补偿式；（3）弹性；（4）安全。 答案：刚性固定式。
2021/9/8
3
12－10选择和计算联轴器时，应根据计算转矩TC，当TC大于所传递的名义转矩T，这是因为考虑到 _______。
答：选用联轴器时应根据机器的特点及要求，结合联轴器的性能选定适合类型。一般对低速刚性大 的短轴，可选用固定式刚性联轴器；对低速刚性小的长轴，则宜选用可移式刚性联轴器；传递转矩 较大的重型机械、可选用齿式联轴器；对于轴线相交的两轴，则宜选用万向联轴器；工作中有安全 保护特殊要求时，可用安全联轴器。
12－18哪种联轴器允许所联接的两轴向有较大的安装误差？哪种联轴器只允许有小的安装误差？
12－20万向联轴器有何特点？双万向联轴器安装时应注意什么问题？
答：万向联轮器可以允许两轴间有较大的夹角，而且机器运转时、夹角发生改变仍可正常传动。但 当夹角过大时，传动效率会显著降低。当主动轴的角速度为常数时，以动轴的角速度并不是常数， 而是在一定范围内变化，因而在传动中将产生附加动载荷。
双万向节安装时必须保证主、从动轴与中间轴之间的夹角相等，并且中间轴的两端的叉形接头应在 同一平面内。
解：1. 选择联轴器的类型 由于电动机的转速较高，故选用常用的弹性柱销联轴器 2．求联轴器的计算转矩 公式为T ca=KAT，按混砂机的工作情况，选取工作情况系数K＝1．7，因而其计算转距为
3．确定联轴器的主要尺寸
由电机手册查得，JO。－61－4电动机的轴端尺寸为d X L＝42 mm X 110 mm；已知减速器的轴端尺 寸为40 mm X 70 mm。弹性联轴器标准（JB—108—60），及所需计算转矩T ca＝ 14．45 x104 N·mm， 应选取轻型联轴器。其有关尺寸及数据如下：
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12－10选择和计算联轴器时，应根据计算转矩TC，当TC大于所传递的名义转矩T，这是因为考虑到 _______。
答：选用联轴器时应根据机器的特点及要求，结合联轴器的性能选定适合类型。一般对低速刚性大 的短轴，可选用固定式刚性联轴器；对低速刚性小的长轴，则宜选用可移式刚性联轴器；传递转矩 较大的重型机械、可选用齿式联轴器；对于轴线相交的两轴，则宜选用万向联轴器；工作中有安全 保护特殊要求时，可用安全联轴器。
12－18哪种联轴器允许所联接的两轴向有较大的安装误差？哪种联轴器只允许有小的安装误差？
12－20万向联轴器有何特点？双万向联轴器安装时应注意什么问题？
答：万向联轮器可以允许两轴间有较大的夹角，而且机器运转时、夹角发生改变仍可正常传动。但 当夹角过大时，传动效率会显著降低。当主动轴的角速度为常数时，以动轴的角速度并不是常数， 而是在一定范围内变化，因而在传动中将产生附加动载荷。
双万向节安装时必须保证主、从动轴与中间轴之间的夹角相等，并且中间轴的两端的叉形接头应在 同一平面内。
解：1. 选择联轴器的类型 由于电动机的转速较高，故选用常用的弹性柱销联轴器 2．求联轴器的计算转矩 公式为T ca=KAT，按混砂机的工作情况，选取工作情况系数K＝1．7，因而其计算转距为
3．确定联轴器的主要尺寸
由电机手册查得，JO。－61－4电动机的轴端尺寸为d X L＝42 mm X 110 mm；已知减速器的轴端尺 寸为40 mm X 70 mm。弹性联轴器标准（JB—108—60），及所需计算转矩T ca＝ 14．45 x104 N·mm， 应选取轻型联轴器。其有关尺寸及数据如下：
机械设计第十二章滑动轴承
摩擦：滚动摩擦滚动摩擦轴承滚动轴承滑动摩擦滑动摩擦轴承滑动轴承第十二章滑动轴承第一节概述1、滑动轴承应用场合：1）工作转速特高轴承，如汽轮发电机；2）要求对轴的支撑位置特别精确的轴承，如精密磨床；3）特重型的轴承，如水轮发电机；4）承受巨大的冲击和振动，如轧钢机；5）根据工作要求必须做成剖分式的轴承，如曲轴轴承；6）在特殊的工作条件下（如在水中或腐蚀性介质中）工作的轴承，如军舰推进器的轴承；7）在安装轴承处的径向空间尺寸受到限制时，也常采用滑动轴承，如多辊轧钢机。
2、分类①按载荷方向：径向（向心）轴承、止推轴承、向心止推②按接触表面之间润滑情况：液体滑动轴承、非液体滑动轴承液体滑动轴承：完全是液体非液体滑动轴承：不完全液体润滑轴承、无润滑轴承不完全液体润滑轴承（表面间处于边界润滑或混合润滑状态）无润滑轴承（工作前和工作时不加润滑剂）③液体润滑承载机理：液体动力润滑轴承（即动压轴承）液体静压润滑轴承（即液体静压轴承）3、如何设计滑动轴承（设计内容）1）轴承的型式和结构2）轴瓦的结构和材料选择3）轴承的结构参数4）润滑剂的选择和供应5）轴承的工作能力及热平衡计算4.特点：承载能力大，工作平稳可靠，噪声小，耐冲击，吸振，可剖分等特点。
第二节滑动轴承的典型结构一、整体式径向滑动轴承：特点：结构简单，易于制造，端部装入，装拆不便，轴承磨损后无法调整。
应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。
二、对开式径向滑动轴承：装拆方便，间隙可调，应用广泛。
特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。
应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。
三、止推式滑动轴承：多环式结构，可承受双向轴向载荷。
第三节滑动轴承的失效形式及常用材料一、失效形式1、磨粒磨损：硬颗粒对轴颈和轴承表面起研磨作用。
2、刮伤：硬颗粒划出伤痕。
3、胶合：轴承温度过高，载荷过大，油膜破裂或供油不足时，轴颈和轴承相对运动表面材料发生粘附和迁移，从而造成轴承损坏。
机械设计第十二章滑动轴承
• 计算轴承宽度 B=d(B/d）；
• 校核 p; • 校核 pv; • 校核 v; • 确定配合： H9/d9、H8/f7、H7/f6
机械设计
第十二章 滑动轴承
47
滑动轴承的常用配合及其应用
机械设计
第十二章 滑动轴承
48
12.5 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算
1. 流体动力润滑
1) 概念
两个作相对运动物体的摩擦表面，用借助 于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面 完全隔开，由液体膜产生的压力来平衡外载荷， 称为流体动力润滑。
hmin[h], [h]=(2~3)(Rz1+Rz2)
机械设计
第十二章 滑动轴承
69
4. 承载能力
F 2B 2
Cp
v, ，B， F
Cp —— 承载量系数 Cp (, B/d) 见表 12-6
机械设计
第十二章 滑动轴承
70
5. 参数的选择
1) 宽径比 B/d
B/d , F ; B/d =0.3~1.5
形成液体润滑。一般值主要根据载荷和速度 选取。速度越高， 值应越大；载荷越大， 值应越小。
n 60
4
31
9
10 9
机械设计
第十二章 滑动轴承
72
3) 动力粘度 F
n 60
1
3
7
Pas
10 6
运动粘度:
v
机械设计
第十二章 滑动轴承
73
滑动轴承常用润滑油牌号
机械设计
第十二章 滑动轴承
74
液体动力润滑径向滑动轴承设计计算总结
机械设计
第十二章 滑动轴承
49
机械设计
第十二章 滑动轴承
• 校核 p; • 校核 pv; • 校核 v; • 确定配合： H9/d9、H8/f7、H7/f6
机械设计
第十二章 滑动轴承
47
滑动轴承的常用配合及其应用
机械设计
第十二章 滑动轴承
48
12.5 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算
1. 流体动力润滑
1) 概念
两个作相对运动物体的摩擦表面，用借助 于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面 完全隔开，由液体膜产生的压力来平衡外载荷， 称为流体动力润滑。
hmin[h], [h]=(2~3)(Rz1+Rz2)
机械设计
第十二章 滑动轴承
69
4. 承载能力
F 2B 2
Cp
v, ，B， F
Cp —— 承载量系数 Cp (, B/d) 见表 12-6
机械设计
第十二章 滑动轴承
70
5. 参数的选择
1) 宽径比 B/d
B/d , F ; B/d =0.3~1.5
形成液体润滑。一般值主要根据载荷和速度 选取。速度越高， 值应越大；载荷越大， 值应越小。
n 60
4
31
9
10 9
机械设计
第十二章 滑动轴承
72
3) 动力粘度 F
n 60
1
3
7
Pas
10 6
运动粘度:
v
机械设计
第十二章 滑动轴承
73
滑动轴承常用润滑油牌号
机械设计
第十二章 滑动轴承
74
液体动力润滑径向滑动轴承设计计算总结
机械设计
第十二章 滑动轴承
49
机械设计
第十二章 滑动轴承
UG机械设计实例教程 第12章 装配爆炸图与装配序列
第十二章 装配爆炸图与装配序列
技能目标
01
会制作爆炸图
02
能根据拆装顺序制作装配序列动画
03
会创建爆炸图追踪线
任务引入
爆炸图是指在同一幅图里，把装配体的组件拆分开，使各组件之间分开一定的距离，以便于观 察装配体中的每个组件，清楚地反映装配体的结构。UG具有强大的爆炸图功能，用户可以方便地 建立、编辑和删除一个或多个爆炸图。
下图为低速轴系爆炸图，输出装配序列动画。
1 爆炸图工具条
任务实施
2 新建爆炸图
1.打开文件 2.新建爆炸图任务实施3.换爆炸图3 编辑爆炸图
1.自动爆炸
任务实施
2.手动编辑爆炸图
4 创建爆炸图追踪线
任务实施
5 装配序列动画
（1）创建装配序列
任务实施
（2）插入运动
5 装配序列动画
（3） 拆卸其他组件
任务实施
（4）播放动画 （5）导出至电影 （6）完成序列
技能目标
01
会制作爆炸图
02
能根据拆装顺序制作装配序列动画
03
会创建爆炸图追踪线
任务引入
爆炸图是指在同一幅图里，把装配体的组件拆分开，使各组件之间分开一定的距离，以便于观 察装配体中的每个组件，清楚地反映装配体的结构。UG具有强大的爆炸图功能，用户可以方便地 建立、编辑和删除一个或多个爆炸图。
下图为低速轴系爆炸图，输出装配序列动画。
1 爆炸图工具条
任务实施
2 新建爆炸图
1.打开文件 2.新建爆炸图任务实施3.换爆炸图3 编辑爆炸图
1.自动爆炸
任务实施
2.手动编辑爆炸图
4 创建爆炸图追踪线
任务实施
5 装配序列动画
（1）创建装配序列
任务实施
（2）插入运动
5 装配序列动画
（3） 拆卸其他组件
任务实施
（4）播放动画 （5）导出至电影 （6）完成序列
机械设计基础第12章螺旋传动
螺旋传动的优势 相比其他传动方式，如齿轮传动、链传动等，螺旋传动在机床进给机构中具有更高的传动精度和稳定性， 能够满足高精度加工的需求。
实例二：汽车转向器中的螺旋传动
螺旋传动的特点
在汽车转向器中，螺旋传动具有结构紧凑、传动效率高、可靠性好等优点。通过调整螺旋的 导程和转速，可以实现汽车转向的灵活性和稳定性。
螺旋传动的优势
相比其他驱动方式，如链条驱动、齿 轮驱动等，螺旋传动在升降机中具有 更高的承载能力和运行平稳性，能够 满足不同高度和负载下的升降需求。
THANKS
感谢观看
旋转运动
当主动件固定不动时，从 动件绕螺旋轴作旋转运动。
螺旋传动的效率计算
滑动摩擦效率
总效率
考虑螺旋副间滑动摩擦时的效率，与 摩擦系数、法向力和切向力有关。
综合考虑滑动摩擦和滚动摩擦时的效 率，是评价螺旋传动性能的重要指标。
滚动摩擦效率
考虑螺旋副间滚动摩擦时的效率，与 滚动体的形状、大小和数量有关。
机械设计基础第12章螺 旋传动
目 录
• 螺旋传动概述 • 螺旋传动的工作原理 • 螺旋传动的类型与结构 • 螺旋传动的参数设计与计算 • 螺旋传动的材料、制造与热处理 • 螺旋传动的润滑与密封 • 螺旋传动在机械设计中的应用实例
01
螺旋传动概述
定义与分类
定义
螺旋传动是利用螺旋副传递运动和 动力的一种机械传动方式。
分类
根据螺旋副的摩擦性质，螺旋传动 可分为滑动螺旋传动、滚动螺旋传 动和静压螺旋传动三种类型。
螺旋传动的特点
优点 结构简单，制造方便，易于自锁。
传动平稳，噪声小，工作可靠。
螺旋传动的特点
• 能实现大传动比和远距离传动
04
实例二：汽车转向器中的螺旋传动
螺旋传动的特点
在汽车转向器中，螺旋传动具有结构紧凑、传动效率高、可靠性好等优点。通过调整螺旋的 导程和转速，可以实现汽车转向的灵活性和稳定性。
螺旋传动的优势
相比其他驱动方式，如链条驱动、齿 轮驱动等，螺旋传动在升降机中具有 更高的承载能力和运行平稳性，能够 满足不同高度和负载下的升降需求。
THANKS
感谢观看
旋转运动
当主动件固定不动时，从 动件绕螺旋轴作旋转运动。
螺旋传动的效率计算
滑动摩擦效率
总效率
考虑螺旋副间滑动摩擦时的效率，与 摩擦系数、法向力和切向力有关。
综合考虑滑动摩擦和滚动摩擦时的效 率，是评价螺旋传动性能的重要指标。
滚动摩擦效率
考虑螺旋副间滚动摩擦时的效率，与 滚动体的形状、大小和数量有关。
机械设计基础第12章螺 旋传动
目 录
• 螺旋传动概述 • 螺旋传动的工作原理 • 螺旋传动的类型与结构 • 螺旋传动的参数设计与计算 • 螺旋传动的材料、制造与热处理 • 螺旋传动的润滑与密封 • 螺旋传动在机械设计中的应用实例
01
螺旋传动概述
定义与分类
定义
螺旋传动是利用螺旋副传递运动和 动力的一种机械传动方式。
分类
根据螺旋副的摩擦性质，螺旋传动 可分为滑动螺旋传动、滚动螺旋传 动和静压螺旋传动三种类型。
螺旋传动的特点
优点 结构简单，制造方便，易于自锁。
传动平稳，噪声小，工作可靠。
螺旋传动的特点
• 能实现大传动比和远距离传动
04
《第十二章 第2节 滑轮》教学设计教学反思
《滑轮》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解滑轮的观点，了解滑轮的作用和原理。
2. 掌握定滑轮和动滑轮的基本操作和原理应用。
3. 能够正确应用滑轮进行简单的机械操作。
4. 培养学生对物理学科的兴趣和探究精神。
二、教学重难点1. 教学重点：理解滑轮的原理，掌握滑轮的操作方法。
2. 教学难点：将滑轮原理应用到实际生活中，解决实际问题。
三、教学准备1. 滑轮、支架、绳子等教学用具准备齐全。
2. 预先设计好滑轮操作练习题目和实际应用案例。
3. 收集一些有关滑轮的科普视频和案例，以便在教学中播放。
四、教学过程：（一）引入新课1. 复习：请学生回顾生活中应用滑轮的实例。
2. 提问：滑轮有哪些作用？3. 导入：滑轮是常见的简单机械，本节课我们将一起学习滑轮的工作原理和特点。
（二）新课教学1. 讲解：介绍定滑轮和动滑轮的基本观点和工作原理。
（1）定滑轮：固定在墙上或天花板上，不随重物挪动的滑轮。
定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。
（2）动滑轮：与重物一起挪动的滑轮。
动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。
2. 实验：让学生亲自动手操作，体验定滑轮和动滑轮的作用。
（1）定滑轮实验：将定滑轮固定在支架上，用绳子穿过滑轮并固定在墙上。
请两位学生分别拉绳子的两端，观察力的变化。
（2）动滑轮实验：将动滑轮固定在支架上，用绳子穿过滑轮并系在重物上。
请两位学生分别拉绳子的两端，观察重物的变化。
3. 讨论：让学生讨论定滑轮和动滑轮在实际应用中的优缺点，并尝试提出改进方案。
4. 知识拓展：介绍滑轮组的观点和工作原理，并展示一些实际应用案例。
5. 互动环节：设计一些与滑轮相关的趣味问题，让学生抢答，增强教室气氛。
（三）教室小结1. 回顾定滑轮和动滑轮的基本观点和工作原理。
2. 总结滑轮在实际应用中的优缺点及改进方案。
3. 强调滑轮在平时生活和工业生产中的重要性。
（四）作业安置1. 请学生回家后搜集更多滑轮在实际应用中的案例，并在教室上与同砚分享。
机械设计基础复习精要：第12章 蜗杆传动
154第12章 蜗杆传动12.1 考点提要12.1.1 重要的术语和概念蜗杆的传动特点和分类、蜗杆的效率、蜗杆的头数、导程角、直径系数、12.1.2蜗杆传动的滑动速度和效率蜗杆主动时的机构效率为：）（v tg tg ϕγγη+-=)96.095.0( （12-1） 蜗杆的功率损耗一般由啮合摩擦，轴承损耗及零件搅油和飞溅损耗。
计算效率时，需要用到当量摩擦角v ϕ，其数值可通过arctgf v =ϕ算出，再结合相对滑动速度查表确定。
增加蜗杆的头数会使导程角增大，从而使效率增大，同时滑动速度也增大；如果增大蜗杆的分度圆直径将使导程角减小，从而使效率下降，而蜗杆的刚度提高。
蜗轮主动的效率为）（’v tg tg ϕγγη-= （12-2） 显然若v ϕγ≤，则0≤‘η，机构自锁，显然，如果反行程（蜗轮主动）自锁，正行程的效率（蜗杆主动）一定不大于５０O O /。
蜗杆机构总的效率为啮合效率与轴承效率及搅油效率的乘积。
在设计之初，为近似求出蜗轮的转矩2T ，η数值可按表14-1数值估计。
表１４－１ 效率与蜗杆头数关系1Z １２ ３ ４ 总效率０.７ 0.8 0.85 0.9 影响蜗杆传动啮合效率的几何因素有：蜗杆的头数Z1，蜗杆的直径系数q﹑蜗杆分度圆直径〔或模数﹑Z1﹑q〕。
由于传动多是减速传动，所以蜗杆多处于高速级。
当蜗杆头数较少时，反行程效率低，机构自锁。
只有蜗杆头数多时才有较高的效率，反行程不自锁（可以蜗轮为主动件），但蜗轮和蜗杆的滑动速度过大，对材料要求很高，易出现磨损和胶合，因此很少采用。
12.1.3普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算蜗杆蜗轮的正确啮合条件有：1）蜗杆的轴向模数ma1=蜗轮的端面模数mt2且等于标准模数；2）杆的轴向压力角αa1=蜗轮的端面压力角αt2且等于标准压力角；3）蜗杆的导程角γ=蜗轮的螺旋角β且均可用γ表示，蜗轮与蜗轮的螺旋线方向相同。
通过蜗杆轴线并与涡轮端面垂直的平面称中间平面。
机械设计基础 第12章 蜗杆传动
d1 mq
pz z1 px
tan pz z1 px z1m z1 d1 d1 d1 q
蜗杆导程 蜗杆轴向齿距
蜗杆导程角
d1越小（或q越小）， 越大，传动效率越高，但蜗杆的刚度
和强度越低。 通常，转速高的蜗杆可取较小的d1值，蜗轮齿 数z2较大时可取较大的d1值。
当导程角 小于当量摩擦角时，蜗轮为主动时则发生自锁。
蜗杆材料：20Cr渗碳淬火；40Cr、35CrMo淬火；45调质
蜗轮材料：ZCuSn10P1 ZCuAl10Fe3
vs 25 m/s 耐磨性好、抗胶合
vs 6 m/s 价格便宜
HT200
vs 2 m/s 经济、低速
二、 蜗杆和蜗轮的结构 蜗杆结构：通常与轴为一体，蜗杆轴
蜗轮结构：整体式（铸铁蜗轮或尺寸很小的青铜蜗轮） 组合式（有色金属齿圈＋钢或铸铁轮芯）
二、 蜗杆传动的类型 因蜗轮是用形状与蜗杆相同的滚刀加工而成，故蜗杆传动 的类型是按蜗杆的不同进行分类。
按蜗杆形状分：圆柱蜗杆和环面蜗杆。
圆柱蜗杆用直线刀刃的车刀车削成形，根据刀具安装位置 的不同，可加工出阿基米德蜗杆和渐开线蜗杆等。
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
阿基米德蜗杆：刀具两刃与蜗杆轴线共面；轴面内相当于 直线齿条，端面齿形为阿基米德螺线。 渐开线蜗杆：用两把车刀，其刀刃顶面切于蜗杆基圆柱； 端面齿廓为渐开线，在切于蜗杆基圆柱的剖面内，齿廓的 一侧为直线，轴面内为凸廓曲线。 蜗杆有左、右旋之分，常用的是右旋蜗杆。
蜗轮径向力
各力方向的确定： 类似于斜齿轮
【例】图示蜗杆传动，蜗杆1主动，转向如图。试指出蜗轮2、 3轮齿旋向及转向，并画出蜗杆1上啮合处的作用力三个分力 方向。
2
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pyrd
2 1
p cos[(a )]rd
r
6 2
2 1
[
1
(cos cos0 ) (1 cos)3
d][ cos(a
)d
为了求出油膜的承载能力，理论上只需将py乘以轴 承宽度B即可。但在实际轴承中，由于油可能从轴承的 两个端面流出，故必须考虑端泄的影响。这时，压力沿 轴承宽度的变化成抛物线分布，而且其油膜压力也比无 限宽轴承的压力低，所以乘以系数C’，C’的值取决与宽 度比B/d和偏心率χ的大小。这样，在φ角和距轴承中线 为z处的油膜压力的数学表达式为
2.润滑油流量
当无侧漏时,润滑油在单位时间内流经任意截面上单位宽度面积 的流量为
h
q 0 udy
将式
u
v(h h
y)
y(代h2入y并) 积px分后,得
q h[v(h y) y(h y) p ]dy
0
h
2 x
vh h3 p
2 12 x
设在 p=pmax处的油膜厚度为h0(即p 0时，h=h0),在该截面
v
A X
( p p dx)dydz x
dxdz
pdydz
B
( )dxdz
y
X方向的平衡
pdydz dxdz ( p p dx)dydz ( dy)dxdz 0
x
y
Z Y
p
x y
牛顿流体摩擦定律
u
y
1.油层的速度分布
2u
y
y 2
u y
1
(p ) y x
C1
p 2u
p
' y
p
y
C
'
[1
(
2z B
)2
]
对有限长轴承的总承载能力为
结果
F
Bd 2
Cp
承载量系数Cp
Cp
3
B/2 B/2
2 1
1
cos cos0 B1 cos 3
d
cos a
d
C
1
2z B
2
dz
F 2 F 2
结果
C p Bd 2vB
Cp
F 2 Bd
F 2 2vB
(三)径向滑动轴承的几何关系和承载能力
直径间隙 半径间隙 相对间隙 偏心距 偏心率
Dd Rr
dr
e oo1
x e/
F
e
ω
a
O1
O
最小油膜厚度hmin
hmin
hmin e (1 ) r (1 )
AOO1 根据余弦定律可得
R2 e2 (r h)2 2e(r h) cos
处的流量为
q vh0 x
2
当润滑油连续流动时,各截面的流量相等,由此得 vh0 vh h3 p
2 2 12 x
p 6v
x
h3
(h h0 )
该式为一维雷诺方程。它是计算流体动力润滑滑动轴承(简称 流体动压轴承)的基本方程。可以看出,油膜压力的变化与润滑 油的粘度、表面滑动速度和油膜厚度及其变化有关。经积分后 可求出油膜的承载能力。由雷诺方程及图示的压力分布也可以 看出,在h>h0段,速度分布曲线呈凹形， ，即压力沿x方向逐 渐增大；而在h<h0段，速度分布曲线呈凸形， ，压力沿x 方向逐渐降低。在其间必有一处的油流速度变化规律不变，此 处，其压力 p 达到最大值。由于油膜沿着x 方向各处的油压都 大于入口和出口的油压，因而能承受一定的外载荷。
F
r h e cos R 1 ( e )2 sin 2
R
任意位置的油膜厚度
h (1 x cos) r (1 x cos)
hmin
e
ω
a
O1
O R
r
h
A
压力最大处油膜厚度
h0 (1 cos 0)
p x
6v
h3
(h
h0 )
dx rd,v r，h，6 (cos cos0 ) d (1 cos)3
将上式从油膜起始角到任意角进行积分，得任意位置的压力，即
p
6
2
(cos cos0 )d 1 (1 cos)3
压力在外载荷方向上的分量为
py p cos[180 (a )] p cos[(a )]
把上式在到的区间内积分,就得出在轴承单位宽度上的 油膜承载力,即
py
2 1
x y 2
对y积分后得
u
1
2
( p ) y2 x
C1 y
C2
根据边界条件决定积分常数C1及C2:当y=0时,u= V; y=h(h为相 应于所取单元体处的油膜厚度)时,u=0,则得
u v(h y) y(h y) p
h
2 x
u v(h y) y(h y) p
h
2 x
层流速度u由两部分组成： 前一项表示速度呈线性分 布，这是直接由剪切流引 起的；后一项表示速度呈 抛物线分布，这是由油流 沿x方向的变化所产生的压 力流所引起的。
形成流体动力润滑(即形成动力油膜)的必要条件是：
➢ 相对运动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙。 ➢ 被油膜分开的两表面必须有一定的相对滑动速度，运动方向
为使油从大口流进,小口流出。 ➢ 润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。
(二)径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程
F
F
ω
1.起动前阶段 轴颈静止时，轴颈处于轴承孔的最低位置，并 与轴瓦接触。此时两表面间自然形成一收敛的楔形空间。
§12-7流体动力润滑径向滑动轴承设计计算
(一)流体动力润滑的基本方程
流体动力润滑理论的基本方程是流体膜压力分布的微 分方程。它是从粘性流体动力学的基本方程出发，作了一 些假设条件后得出的，这些假设条件是：流体为牛顿流体； 流体膜中流体的流动是层流；忽略压力对流体粘度的影响； 略去惯性力及重力的影响；认为流体不可压缩；流体膜中 的压力沿膜厚方向不变。
2.起动阶段 当轴颈开始转动时，速度极低，带入轴承间隙中 的油量较少，这时轴瓦对轴颈摩擦力的方向与轴颈表面圆周 速度方向相反，迫使轴颈在摩擦力作用下沿孔壁向右爬升， 随着转速的增大，轴颈表面的圆周速度增大，带入楔形空间 的油量也逐渐加多。这时，右侧楔形油膜产生了一定的动压 力，将轴颈向左浮起。
F
ω 3.液体润滑阶段 当轴颈达到稳定运转时，轴颈便稳定在一 定的偏心位置上。
式中Cp为一个无量纲的量，称为承载量系数，η为润滑 油在轴承平均工作温度下的动力粘度，Pa·s；B为轴承宽度， m；F为外载荷，N；V为轴颈圆周速度，m/s。
Cp的积分非常困难，因而采用数值积分的方法进行计 算，并作成相应的线图或表格供设计应用。在给定边界条 件时，Cp是轴颈在轴承中位置的函数，其值取决于轴承的 包角α(入油口和出油口所包轴颈的夹角)，相对偏心率和宽 径比B/d。当轴承的包角α(α=120°，180°或360°）给定时， 经过一系列的换算，Cp可表示为：