1、目 錄摘要ABSTRACT TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc327531807 第一章緒論 PAGEREF _Toc327531807 h 1 HYPERLINK l _Toc327531808 1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概況 PAGEREF _Toc327531808 h 1 HYPERLINK l _Toc327531809 1.1.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概念 PAGEREF _Toc327531809 h 1 HYPERLINK l _Toc327531810 1.1.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 PAGEREF _Toc327531810 h 1

2、HYPERLINK l _Toc327531811 1.1.3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的意義 PAGEREF _Toc327531811 h 2 HYPERLINK l _Toc327531812 1.2 本課題的主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc327531812 h 3 HYPERLINK l _Toc327531813 1.3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)的選擇 PAGEREF _Toc327531813 h 3 HYPERLINK l _Toc327531814 第二章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖表的處理方法 PAGEREF _Toc327531814 h 6 HYPERLINK l _Toc327

3、531815 2.1 數(shù)表的處理方法 PAGEREF _Toc327531815 h 6 HYPERLINK l _Toc327531816 2.1.1 常用數(shù)表類型 PAGEREF _Toc327531816 h 6 HYPERLINK l _Toc327531817 2.1.2 數(shù)表的程序化處理 PAGEREF _Toc327531817 h 6 HYPERLINK l _Toc327531818 2.2 線圖的程序化處理 PAGEREF _Toc327531818 h 8 HYPERLINK l _Toc327531819 2.2.1 直線線圖的處理方法 PAGEREF _Toc3275

4、31819 h 9 HYPERLINK l _Toc327531820 2.2 .2 曲線線圖的處理方法 PAGEREF _Toc327531820 h 9 HYPERLINK l _Toc327531821 第三章液體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc327531821 h 11 HYPERLINK l _Toc327531822 3.1 滑動(dòng)軸承的主要類型和結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc327531822 h 11 HYPERLINK l _Toc327531823 3.2 液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本原理 PAGEREF _Toc327531823 h 12 HYPERLINK l

5、_Toc327531824 3.2.1 液體動(dòng)壓油膜形成的原理 PAGEREF _Toc327531824 h 12 HYPERLINK l _Toc327531825 3.2.2 液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程 PAGEREF _Toc327531825 h 12 HYPERLINK l _Toc327531826 3.3 徑向滑動(dòng)軸承液體動(dòng)壓基本原理 PAGEREF _Toc327531826 h 13 HYPERLINK l _Toc327531827 3.3.1 徑向滑動(dòng)軸承液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的建立過(guò)程 PAGEREF _Toc327531827 h 13 HYPERLINK l _Toc32753

6、1828 3.3.2 徑向滑動(dòng)軸承的幾何關(guān)系和承載能力 PAGEREF _Toc327531828 h 14 HYPERLINK l _Toc327531829 3.3.3 徑向滑動(dòng)軸承的參數(shù)選擇 PAGEREF _Toc327531829 h 15 HYPERLINK l _Toc327531830 3.3.4 徑向滑動(dòng)軸承的供油結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc327531830 h 16 HYPERLINK l _Toc327531831 3.4 液體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)舉例 PAGEREF _Toc327531831 h 17 HYPERLINK l _Toc327531832 3.4.1

7、 主要技術(shù)指標(biāo) PAGEREF _Toc327531832 h 17 HYPERLINK l _Toc327531833 3.4.2 選擇軸承材料和結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc327531833 h 17 HYPERLINK l _Toc327531834 3.4.3 潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法的選擇 PAGEREF _Toc327531834 h 18 HYPERLINK l _Toc327531835 3.4.4 確定軸承相對(duì)間隙 PAGEREF _Toc327531835 h 18 HYPERLINK l _Toc327531836 3.4.5 計(jì)算承載系數(shù) PAGEREF _Toc327531

8、836 h 18 HYPERLINK l _Toc327531837 3.4.6 求偏心率 PAGEREF _Toc327531837 h 18 HYPERLINK l _Toc327531838 3.4.7 計(jì)算最小油膜厚度 PAGEREF _Toc327531838 h 19 HYPERLINK l _Toc327531839 3.4.8 計(jì)算許用最小油膜厚度 PAGEREF _Toc327531839 h 19 HYPERLINK l _Toc327531840 3.4.9 計(jì)算摩擦系數(shù) PAGEREF _Toc327531840 h 19 HYPERLINK l _Toc3275318

9、41 3.4.10 計(jì)算潤(rùn)滑油流量 PAGEREF _Toc327531841 h 19 HYPERLINK l _Toc327531842 3.4.11 溫升計(jì)算 PAGEREF _Toc327531842 h 19 HYPERLINK l _Toc327531843 計(jì)算摩擦功率 PAGEREF _Toc327531843 h 19 HYPERLINK l _Toc327531844 第四章滑動(dòng)軸承程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc327531844 h 20 HYPERLINK l _Toc327531845 4.1 主程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc327531845 h 20 HY

10、PERLINK l _Toc327531846 4.1.1 設(shè)計(jì)流程圖 PAGEREF _Toc327531846 h 20 HYPERLINK l _Toc327531847 4.1.2 界面設(shè)計(jì): PAGEREF _Toc327531847 h 20 HYPERLINK l _Toc327531848 4.1.3 圖表處理 PAGEREF _Toc327531848 h 24 HYPERLINK l _Toc327531849 程序運(yùn)行實(shí)例 PAGEREF _Toc327531849 h 29 HYPERLINK l _Toc327531850 第五章結(jié)論 PAGEREF _Toc3275

11、31850 h 32 HYPERLINK l _Toc327531851 5.1 本程序的特點(diǎn) PAGEREF _Toc327531851 h 32 HYPERLINK l _Toc327531852 5.2 設(shè)計(jì)展望 PAGEREF _Toc327531852 h 32 HYPERLINK l _Toc327531853 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc327531853 h 33 HYPERLINK l _Toc327531854 致謝 PAGEREF _Toc327531854 h 34 HYPERLINK l _Toc327531855 附錄一 主程序 PAGEREF _Toc327

12、531855 h 35 HYPERLINK l _Toc327531856 附錄二 外文翻譯 PAGEREF _Toc327531856 h 56滑動(dòng)軸承計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)研究摘要本文主要研究了液體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承計(jì)算的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)方法，以VB為開發(fā)平臺(tái)編制了液體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)軟件，討論了機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中圖表的程序化處理方法，并用于滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)軟件中。本軟件按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上的設(shè)計(jì)方法，分為十二個(gè)設(shè)計(jì)模塊，每個(gè)模塊相互關(guān)聯(lián)合理分布，使設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單明了。同時(shí)，該軟件提供了一個(gè)良好的人機(jī)交流界面，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)中的計(jì)算過(guò)程，以及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)功能。該軟件的使用，可以使液

13、體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)更加便捷，極大減輕設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度，提高機(jī)械設(shè)計(jì)效率。經(jīng)過(guò)實(shí)例運(yùn)算驗(yàn)證，本軟件的實(shí)例結(jié)果與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果相一致。關(guān)鍵詞：滑動(dòng)軸承；VB程序設(shè)計(jì)；圖表處理SLIDING BEARING COMPUTER-AIDED DESIGN ABSTRACTThe hydrodynamic radial sliding bearing calculation of the computer program design method using VB as a development platform for compiling sliding bearing design softwa

14、re is studied in this thesis, and discusses the mechanical design process chart program method, and used to the sliding bearing design software. The interface of software divided into twelve design module relay on mechanical design manual. Each module is interconnected with reasonable distribution,

15、making the design process simple and clear. At the same time, the software provides a good human-computer interaction interface, realizing the computer automatically completes the sliding bearing design calculation process, and the design of automatic data storage function. The use of the software,

16、can make hydrodynamic radial sliding bearing design more convenient, and greatly reduce the work intensity of designer, improving the efficiency of mechanical design.Through the verification of instance operation, it is concluded that the software instance is consistent with the traditional designKe

17、y words: sliding bearings；VB programming；chart processing第一章緒論 機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概況計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)10即在計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的支持下，進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的各類創(chuàng)造性活動(dòng)。它是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支柱的信息時(shí)代環(huán)境下的產(chǎn)物，與傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)相比，CAD在設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率等各方面都發(fā)生了質(zhì)的變化。由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)是一門綜合性的交叉性學(xué)科，涉及到諸多學(xué)科領(lǐng)域，因而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)也涉及到了人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、模糊技術(shù)、人機(jī)工程學(xué)等信息技術(shù)領(lǐng)域。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概念計(jì)算

18、機(jī)輔助設(shè)計(jì)是指工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為輔助工具，完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)構(gòu)思和論證、產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)，有關(guān)零件的強(qiáng)度、剛度、熱、電、磁的分析計(jì)算和產(chǎn)品圖繪制等工作11。即10利用計(jì)算機(jī)完成對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行大量的分析、計(jì)算和比較，以決定最優(yōu)方案；存儲(chǔ)和檢索各種設(shè)計(jì)信息，不論是文本、圖形或數(shù)字信息；用計(jì)算機(jī)草圖代替人工草圖；繪制和編輯各種二維模型和三維模型，包括零件圖和裝配圖，利用分析軟件/模塊，對(duì)設(shè)計(jì)模型的強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)等物理性能進(jìn)行分析；實(shí)現(xiàn)計(jì)算說(shuō)明、圖紙、分析結(jié)果等設(shè)計(jì)文檔的快速處理。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況50-60年代初CAD技術(shù)處于準(zhǔn)備和醞釀時(shí)期，被動(dòng)式的圖形處理是這階

19、段CAD技術(shù)的特征。60年代CAD技術(shù)得到蓬勃發(fā)展并進(jìn)入應(yīng)用時(shí)期，這階段提出了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、交互技術(shù)、分層存儲(chǔ)符號(hào)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等新思想，從而為CAD技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用打下了理論基礎(chǔ)。70年代CAD技術(shù)進(jìn)入廣泛使用時(shí)期，1970年美國(guó)Applicon公司首先推出了面向企業(yè)的CAD商品化系統(tǒng)。80年代CAD技術(shù)進(jìn)入迅猛發(fā)展時(shí)期，這階段的技術(shù)特征是CAD技術(shù)從大中企業(yè)向小企業(yè)擴(kuò)展；從發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家擴(kuò)展；從用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展到用于工程設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)。90年代以后CAD技術(shù)進(jìn)入開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化和智能化的發(fā)展時(shí)期，這階段的CAD技術(shù)都具有良好的開放性，圖形接口、功能日趨標(biāo)準(zhǔn)化。微機(jī)加視窗操作系

20、統(tǒng)與工作站加Unix操作系統(tǒng)在因特網(wǎng)的環(huán)境下構(gòu)成CAD系統(tǒng)的主流工作平臺(tái)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得CAD/CAE/CAM集成化體系擺脫空間的約束，能夠更好地適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)布局及生產(chǎn)管理的要求。在CAD系統(tǒng)中，正文、圖形、圖像、語(yǔ)音等多媒體技術(shù)和人工智能、專家系統(tǒng)等高新技術(shù)得到綜合應(yīng)用，大大提高了CAD自動(dòng)化設(shè)計(jì)的程度，智能CAD應(yīng)運(yùn)而生。智能CAD把工程數(shù)據(jù)庫(kù)及管理系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)及專家系統(tǒng)、擬人化用戶介面管理系統(tǒng)集于一體。 經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率飛速地提高。現(xiàn)已將計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)（Computer A

21、ided Manufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（Product Data Management，PDM）及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated manufacturing system，CIMS）集于一體。產(chǎn)品設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品命運(yùn)的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計(jì)算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(Intelligent CAD)。21世紀(jì)，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時(shí)代制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。以智

22、能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、智能活動(dòng)是由設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計(jì)的過(guò)程，采用單一知識(shí)領(lǐng)域的符號(hào)推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問(wèn)題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計(jì)算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，盡可能多地使計(jì)算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計(jì)過(guò)程，借助計(jì)算機(jī)的支持，設(shè)計(jì)效率有了大大地提高。CAD技術(shù)正從二維CAD向三維CAD過(guò)渡。三維設(shè)計(jì)軟件具有工程及產(chǎn)品的分析計(jì)算、幾何建模、仿真與試驗(yàn)、繪制圖形，工程數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，生成設(shè)計(jì)文件等功能。三維CAD技術(shù)誕生以來(lái)，已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率得以迅速提高。

23、我國(guó)CAD技術(shù)的研究、開發(fā)和推廣已取得較大進(jìn)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)已全面完成二維CAD技術(shù)的普及，結(jié)束了手工繪圖的歷史，對(duì)減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高經(jīng)濟(jì)效益起到了明顯的作用。有相當(dāng)一部分CAD應(yīng)用較早的企業(yè)已完成了從二維CAD向三維CAD轉(zhuǎn)換，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的逐步深入，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，加強(qiáng)自身的設(shè)計(jì)能力是提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力的關(guān)鍵。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的意義（1） 縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期10采用CAD技術(shù)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了近1/3，大幅度地提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。在用CAD系統(tǒng)進(jìn)行新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，只需對(duì)其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造

24、，而大部分零部件的設(shè)計(jì)都將繼承以往的信息，使整個(gè)設(shè)計(jì)的效率提高了35倍。節(jié)約了生產(chǎn)在設(shè)計(jì)階段的成本，有效的實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用，很適合我們現(xiàn)在節(jié)約型社會(huì)。（2） 提高了新產(chǎn)品開發(fā)能力CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力，能夠通過(guò)快速重構(gòu)，得到一種全新的產(chǎn)品，對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)提供了一個(gè)和好的平臺(tái)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中改型設(shè)計(jì)多，只能改變現(xiàn)有產(chǎn)品中某些尺寸，或只能消化某些產(chǎn)品，仿照生產(chǎn)，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新構(gòu)思，使得產(chǎn)品從根本上沒(méi)有質(zhì)的飛躍。而CAD技術(shù)在方案設(shè)計(jì)階段，充分利用專家系統(tǒng)及現(xiàn)代科技新理論，建立多種機(jī)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)型對(duì)比，立體感強(qiáng)、效果逼真，更能激發(fā)設(shè)計(jì)人員的新穎構(gòu)思。（3） 整體觀念的提高和仿真技術(shù)將所有之前設(shè)

25、計(jì)好的零部件，在CAD系統(tǒng)中進(jìn)行裝配，可通過(guò)電腦顯示其直觀的觀看到整個(gè)產(chǎn)品的外形和部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)在的各類CAD軟件中都有仿真的功能。完全可以在不生產(chǎn)的情況對(duì)實(shí)體進(jìn)行各類測(cè)試,如運(yùn)動(dòng)測(cè)試、產(chǎn)品材質(zhì)的計(jì)算，是個(gè)方面性能在原有的基礎(chǔ)上得到和大的提升。碰到檢驗(yàn)不足的可以及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，將各樣的損失扼殺于搖籃之中，避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。對(duì)生產(chǎn)商生產(chǎn)效率有很大的提高。（4） 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的一體化計(jì)算機(jī)技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已從以往的繪圖發(fā)展到當(dāng)今的三維建模、虛擬制造、智能設(shè)計(jì)及CAD/CAE/CAM集成階段。三維設(shè)計(jì)軟件是當(dāng)今最先進(jìn)的CAD軟件，在發(fā)達(dá)國(guó)家與工程設(shè)計(jì)有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域得到

26、了廣泛應(yīng)用。比如:美國(guó)福特公司應(yīng)用三維CAD技術(shù)后將新型汽車開發(fā)周期從18個(gè)月壓縮到12個(gè)月，減少了90%的實(shí)物模型，減少新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更改50%以上，減少新汽車試制成本50%，提高投資效益30%。波音公司新一代777客機(jī)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了“無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)”，其先進(jìn)的CAD技術(shù)走在了全世界的前面。（5） 設(shè)計(jì)過(guò)程的并行化和智能化自20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已成為了計(jì)算機(jī)發(fā)展進(jìn)入新時(shí)代的標(biāo)志。所謂計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，就是用通信線路和通信設(shè)備將分散在不同地點(diǎn)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)，按一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和順序連接起來(lái)的。這些功能使獨(dú)立的計(jì)算機(jī)按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)信息交換、資源共享，他是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM 集成的基礎(chǔ)。

27、隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，可針對(duì)某一特定的產(chǎn)品，將分散在不同的地區(qū)的現(xiàn)有智力資源和生產(chǎn)設(shè)備資源迅速聯(lián)系起來(lái)并結(jié)合，建立動(dòng)態(tài)的制造體系將成為全球制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。設(shè)計(jì)和制造是一項(xiàng)創(chuàng)造性的活動(dòng)，在這一活動(dòng)過(guò)程中，很多工作是非數(shù)據(jù)、非算法的，所以，應(yīng)用人工智能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期（整個(gè)過(guò)程）各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化是非常重要的。將人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)應(yīng)用于 CAD 系統(tǒng)中，形成智能的 CAD/CAM系統(tǒng)，使其具有人類專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，具有學(xué)習(xí)、推理、聯(lián)想和判斷功能及智能化的視覺(jué)、聽覺(jué)、語(yǔ)言能力，從而解決那些我們以前由技術(shù)人員才能解決的難題。 本課題的主要內(nèi)容1、學(xué)習(xí)VB語(yǔ)言經(jīng)過(guò)較短時(shí)間的學(xué)習(xí)，能熟練地使用VB

28、語(yǔ)言編制程序。2、數(shù)表或圖表的程序化處理對(duì)設(shè)計(jì)中所需的數(shù)表和圖表，提出程序化的處理方案，并編制相應(yīng)的查詢程序、3、通用工況下的滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算的程序設(shè)計(jì)按照通用的實(shí)際工況編制滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算的程序，設(shè)計(jì)結(jié)果正確，界面美觀大方，人機(jī)互動(dòng)良好。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)的選擇選擇開發(fā)平臺(tái)，需要考慮具體的機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容。一方面， 機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容比較復(fù)雜，比如，需要大量計(jì)算、查詢大量的數(shù)表和線圖， 繪制零件工作圖等；另一方面，每種計(jì)算機(jī)開發(fā)語(yǔ)言都有特長(zhǎng)與不足，而且不同開發(fā)人員的基礎(chǔ)各有差別。 因此選擇開發(fā)平臺(tái)要綜合考慮上述三方面因素。Visual Basic9,簡(jiǎn)稱VB，是Microsoft公司推出

29、的一種Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具。是當(dāng)今世界上使用最廣泛的編程語(yǔ)言之一，它也被公認(rèn)為是編程效率最高的一種編程方法。無(wú)論是開發(fā)功能強(qiáng)大、性能可靠的商務(wù)軟件，還是編寫能處理實(shí)際問(wèn)題的實(shí)用小程序，VB都是最快速、最簡(jiǎn)便的方法。Visual Basic受到了廣大編程愛(ài)好者及專業(yè)編程人員的青睞，這是因?yàn)樗哂幸韵乱恍┨攸c(diǎn)： （1） 面向?qū)ο?VB采用了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想。它的基本思路是把復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)問(wèn)題分解為一個(gè)個(gè)能夠完成獨(dú)立功能的相對(duì)簡(jiǎn)單的對(duì)象集合，所謂“對(duì)象”就是一個(gè)可操作的實(shí)體，如窗體、窗體中的命令按鈕、標(biāo)簽、文本框等。面向?qū)ο蟮木幊叹秃孟翊罘e木一樣，程序員可根據(jù)程序和界面設(shè)計(jì)要求，直接

30、在屏幕上“畫出窗口、菜單、按鈕等不同類型的對(duì)象，并為每個(gè)對(duì)象設(shè)置屬性。 （2） 事件驅(qū)動(dòng) 在Windows環(huán)境下，程序是以事件驅(qū)動(dòng)方式運(yùn)行的，每個(gè)對(duì)象都能響應(yīng)多個(gè)不同的事件，每個(gè)事件都能驅(qū)動(dòng)一段代碼事件過(guò)程，該代碼決定了對(duì)象的功能。通常稱這種機(jī)制為事件驅(qū)動(dòng)。事件可由用戶的操作觸發(fā)，也可以由系統(tǒng)或應(yīng)用程序觸發(fā)。例如，單擊一個(gè)命令按鈕，就觸發(fā)了按鈕的Click(單擊)事件，該事件中的代碼就會(huì)被執(zhí)行。若用戶未進(jìn)行任何操作(未觸發(fā)事件)，則程序就處于等待狀態(tài)。整個(gè)應(yīng)用程序就是由彼此獨(dú)立的事件過(guò)程構(gòu)成。 （3） 軟件的集成式開發(fā) VB為編程提供了一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中，編程者可設(shè)計(jì)界面、編寫代碼

31、、調(diào)試程序，直至把應(yīng)用程序編譯成可在Windows中運(yùn)行的可執(zhí)行文件，并為它生成安裝程序。VB的集成開發(fā)環(huán)境為編程者提供了很大的方便。 （4） 結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 VB具有豐富的數(shù)據(jù)類型，是一種符合結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想的語(yǔ)言，而且簡(jiǎn)單易學(xué)。此外作為一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，VB還有許多獨(dú)到之處。 （5） 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)功能 VB利用數(shù)據(jù)控件可以訪問(wèn)多種數(shù)據(jù)庫(kù)，VB 6.O提供的ADO控件，不但可以用最少的代碼實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)操作和控制，也可以取代Data控件和RDO控件。 （6） 支持對(duì)象的鏈接與嵌入技術(shù) VB的核心是對(duì)對(duì)象的鏈接與嵌入(OLE)技術(shù)的支持，它是訪問(wèn)所有對(duì)象的一種方法。利用OLE技術(shù)，能夠

32、開發(fā)集聲音、圖像、動(dòng)畫、字處理、Web等對(duì)象于一體的程序。 （7） 網(wǎng)絡(luò)功能 VB 6.O提供了DltTML(DynamictTML)設(shè)計(jì)工具。利用這種技術(shù)可以動(dòng)態(tài)創(chuàng)建和編輯Web頁(yè)面，使用戶在VB中開發(fā)多功能的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。 （8） 多個(gè)應(yīng)用程序向?qū)?VB提供了多種向?qū)В鐟?yīng)用程序向?qū)А惭b向?qū)А?shù)據(jù)對(duì)象向?qū)Ш蛿?shù)據(jù)窗體向?qū)Вㄟ^(guò)它們可以快速地創(chuàng)建不同類型、不同功能的應(yīng)用程序。 （9） 支持動(dòng)態(tài)交換、動(dòng)態(tài)鏈接技術(shù) 在綜合考慮各方面的優(yōu)劣后，我們最終選擇VB作為本次設(shè)計(jì)的開發(fā)平臺(tái)。第二章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖表的處理方法機(jī)械零部件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展得到廣泛應(yīng)用的一種現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)

33、方法，它已成為提高設(shè)計(jì)水平，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的重要手段。利用計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，其基礎(chǔ)工作是程序設(shè)計(jì)，而程序設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)經(jīng)常用到的數(shù)表和線圖的巧妙處理則成為機(jī)械零部件程序設(shè)計(jì)編程的關(guān)鍵問(wèn)題之一。2.1 數(shù)表的處理方法.1 常用數(shù)表類型在傳統(tǒng)的機(jī)械零部件設(shè)計(jì)9中，為便于設(shè)計(jì)和計(jì)算，常采用大量資料表和規(guī)格表，這里統(tǒng)稱為數(shù)表。這些數(shù)表，往往是一些離散數(shù)據(jù)的集合。但歸納起來(lái)有如下兩種類型的數(shù)表：（1） 列表函數(shù)型數(shù)表這種數(shù)表是有一些離散的自變量xi (i=0,1,2, n) 和對(duì)應(yīng)著的函數(shù)值yi=f(xi)(i=0,1,2,n)組成的列表函數(shù)。例如表2-1 所列出的螺栓的公稱直徑d 和內(nèi)徑d1.

34、這類數(shù)表有的是通過(guò)理論公式或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到的，而有的雖然來(lái)源無(wú)據(jù)可查，但仔細(xì)分析推敲，就可找出一個(gè)近似的函數(shù)關(guān)系式加以描述，最終也可歸結(jié)列表函數(shù)。表2-1 螺栓公稱直徑及內(nèi)徑參數(shù)表（2） 非列表函數(shù)型數(shù)表不論是追本溯源查出數(shù)表的原始公式，還是經(jīng)過(guò)仔細(xì)推敲導(dǎo)出數(shù)表的近似關(guān)系式，這類數(shù)表都屬列表函數(shù)型數(shù)表。而有一些數(shù)表，既無(wú)原始公式，又難以推導(dǎo)出近似關(guān)系式，這類數(shù)表統(tǒng)一稱為非函數(shù)型數(shù)表。如表2-2 列出的各種材料的彈性模量E、剪切彈性模量G 及泊松比。表2-2 各種材料性能參數(shù) 數(shù)表的程序化處理對(duì)各種常用數(shù)表的計(jì)算機(jī)程序化處理有兩方面內(nèi)容，一是數(shù)表數(shù)據(jù)的輸入，二是數(shù)表數(shù)據(jù)的檢索。下面是針對(duì)以上兩

35、種類型數(shù)表的常用的程序化方法。（1） 數(shù)表公式化-列表函數(shù)型數(shù)表的輸入和檢索列表函數(shù)（形如表2-3）型數(shù)表因其有理論公式、經(jīng)驗(yàn)公式或?qū)С龅慕脐P(guān)系式，所以在應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)時(shí)，則輸入時(shí)應(yīng)還原為原來(lái)的公式，直接采用原計(jì)算公式編制程序。這樣可以大大簡(jiǎn)化源程序，減少內(nèi)存或外存量。表2-3 列表函數(shù)型數(shù)表而那些無(wú)原始公式的數(shù)表，則需要自己推導(dǎo)其近似關(guān)系式來(lái)對(duì)其進(jìn)行近似擬合，工程中，通常采用的方法是最小二乘法多項(xiàng)式擬合，即建立該數(shù)表的函數(shù)關(guān)系多項(xiàng)式，將數(shù)表數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，所構(gòu)造的曲線并不是嚴(yán)格通過(guò)所有節(jié)點(diǎn)，而是盡可能反映所給數(shù)據(jù)的趨勢(shì)。通過(guò)曲線擬合方法，可以得到一個(gè)表示數(shù)表中各數(shù)據(jù)函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)

36、式，這給計(jì)算機(jī)處理帶來(lái)了極大的方便。最小二乘法多項(xiàng)式擬合原理。所謂最小二乘法多項(xiàng)式擬合，就是對(duì)于給定的一組數(shù)據(jù)（xi，yi）（i=1，2，,n）,求作m（mn）次多項(xiàng)式：y=j=0majxij使得總誤差 Q=j=0n（yi-j=0majxij）2為最小。由于Q 可以看作是關(guān)于a j ( j =1,2,n)的多元函數(shù),故上述多項(xiàng)式的構(gòu)造問(wèn)題可歸結(jié)為多元函數(shù)的極值問(wèn)題。令 Qak=0，k=0,1,2,m （2-1） 得 Qak=i=1n（yi-j=0majxij）xik=0 k=0,1,2,m （2-2） 即有 a0n+a1xi+ .+a1xim=yi (k=0) （2-3） a0 xi+a1xi

37、2 +amxim+1=xiyi (k=1) （2-4） a0 xim+a1xim+1+amxi2m=ximyi (k=m) （2-5）這個(gè)關(guān)于系數(shù)aj的線性方程組通常稱為正則方程組,式中 表示下標(biāo)i 從1 到n 求和。此方程組中xi, yi為已知，最終可通過(guò)正則方程組解出a0, a1, am，從而擬合多項(xiàng)式y(tǒng)=j=0majxij可以求出。通常，擬合一組數(shù)據(jù)的多項(xiàng)式次數(shù)n 越高，則精度越高，但計(jì)算量也會(huì)越對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的一般數(shù)表，取n3 既可滿足設(shè)計(jì)要求。(2) 數(shù)表的最小二乘法多項(xiàng)式擬合實(shí)例下面以表2-4所示的圓弧錐齒輪幾何系數(shù)表為例，說(shuō)明采用最小二乘法將這類數(shù)表擬合為函數(shù)表達(dá)式的方法。表2-4

38、 圓弧錐齒輪幾何系數(shù)表此處將擬合多項(xiàng)式的次數(shù)取為2. 則正則方程組為： a0n+a1xi+a2xi2=yi （2-6） a0 xi+a1xi2+a3xi3=xiyi （2-7） a0 xi2+a1xi3+a2xi4=xi2yi （2-8）式中：n=9, 表示下標(biāo) i 從1 到9 求和。（xi，yi）分別對(duì)應(yīng)表中（z1,J）,將n 值和各求和結(jié)果帶入方程組，解得a0=0.118 626 3, a1=0.003 489 113， a2=-0.000 006 114 9 相應(yīng)的對(duì)該數(shù)表進(jìn)行最小二乘法擬合的函數(shù)表達(dá)式為:J389z1- z12 （2-9）（3） 列表函數(shù)數(shù)表的數(shù)據(jù)檢索數(shù)表程序化后，若要

39、檢索其中數(shù)據(jù)，可采用直接檢索法或函數(shù)差值法來(lái)進(jìn)行。當(dāng)要求檢索自變量點(diǎn)xi 的對(duì)應(yīng)函數(shù)值yi時(shí)，就用直接檢索法，直接由xi 值檢取對(duì)應(yīng)的yi 值；當(dāng)檢索的函數(shù)值y 不是列表函數(shù)中自變量點(diǎn)xi,而是其中某兩點(diǎn)，例如xi 和xi-1 之間的x 值的對(duì)應(yīng)值時(shí)，如果沒(méi)有精度要求，也可以采用直接檢索法，檢取接近的yi 值。當(dāng)要求精確地檢索所對(duì)應(yīng)的列表函數(shù)值，則應(yīng)采取函數(shù)差值法來(lái)檢索。常用的差值方法有線性插值、拋物線插值等,線性插值是最簡(jiǎn)單的插值方法, 其檢索數(shù)據(jù)的精度能滿足設(shè)計(jì)的要求,因而常被采用。對(duì)于列表函數(shù)的一般形式, 當(dāng)插值點(diǎn)x 處在表中的xi-1 和xi 之間,則由線性插值公式, 即可得x 所對(duì)應(yīng)

40、的函數(shù)值y:y=yi+yi-yi-1xi-xi-1(x-xi) （2-10）（4） 數(shù)表數(shù)組化非列表函數(shù)型數(shù)表的計(jì)算機(jī)處理方法非列表函數(shù)型數(shù)表中的數(shù)據(jù)間無(wú)任何聯(lián)系,整個(gè)表格只是一些數(shù)據(jù)的集合。在將其程序化時(shí)則多用數(shù)組形式存貯數(shù)表值，并用結(jié)合數(shù)據(jù)的直接檢索法編入程序，所以可以把這種以數(shù)組形式實(shí)現(xiàn)數(shù)表程序化的方法稱為數(shù)表數(shù)組化。數(shù)組維數(shù)和大小根據(jù)具體的表格確定,一般維數(shù)最多為3維就能夠存儲(chǔ)表格中數(shù)據(jù)了。這樣表格中的數(shù)據(jù)就以數(shù)組形式直接存儲(chǔ)到程序中了, 檢索時(shí)用程序?qū)?shù)組數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢即可。 線圖的程序化處理線圖是函數(shù)關(guān)系12的一種常用表示方法。它的特點(diǎn)是直觀形象，能直接看出函數(shù)變化規(guī)律。因此在設(shè)計(jì)資

41、料中有些函數(shù)間的函數(shù)關(guān)系式用線圖來(lái)表示，包括用直線、折線和各種曲線圖。線圖本身不能用來(lái)直接解題，在解題時(shí)參與解題的是根據(jù)線圖查得的一些相應(yīng)數(shù)據(jù)。但線圖的形式不能直接存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)備用,故在編制程序時(shí), 必須把線圖程序化，把線圖變換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)形式, 存儲(chǔ)在CAD系統(tǒng)中, 供設(shè)計(jì)時(shí)檢索和調(diào)用。其一般做法是：(1)若能查找到該曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式y(tǒng)=f(x),則只需將其以賦值語(yǔ)句形式寫入程序中；(2)將線圖變換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)表格,然后再用前面所討論的方法進(jìn)行處理。2.2.1 直線線圖的處理方法線圖中最簡(jiǎn)單的是直線，它可以通過(guò)取直線上兩點(diǎn)的坐標(biāo)值來(lái)求其斜率，并寫出其直線方程式。如圖2-1為齒輪承載能力簡(jiǎn)化

42、計(jì)算時(shí)用到的齒輪系數(shù)kv-vz/100 關(guān)系圖, 圖上的各條直線代表不同齒輪精度等級(jí)(第公差組)的函數(shù)關(guān)系，可先從線圖中分別求出各種精度下的直線斜率，將其存放在數(shù)組Kv(I)中, I 表示齒輪精度等級(jí)。因此只要已知齒輪的精度等級(jí)，即可又下式求出kv值:kv=Kv(I )vz1/100如圖2 是直齒錐齒輪動(dòng)載系數(shù)kv與線速度v 的關(guān)系。從圖上取5個(gè)離散點(diǎn)的坐標(biāo)值，轉(zhuǎn)換成表5，然后再按數(shù)表程序化的方法進(jìn)一步處理，此處不再贅述。圖2-1 齒輪系數(shù):kv- vz1/100關(guān)系圖 圖2-2 直錐齒輪動(dòng)載系數(shù)kv2.2 .2 曲線線圖的處理方法曲線線圖通常是采用擬合方法建立與之對(duì)應(yīng)的關(guān)系式，用近似表達(dá)式來(lái)

43、擬合曲線，然后編制計(jì)算機(jī)程序。近似式的建立方法很多，簡(jiǎn)單常用的方法是最小二乘法。其步驟是：(1)先在給定的取線圖上讀取離散的若干節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值，轉(zhuǎn)化成數(shù)表形式。(2)采用最小二乘法，用多項(xiàng)式將數(shù)表擬合為表達(dá)式。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，有時(shí)需要從設(shè)計(jì)資料提供的圖形中查詢數(shù)據(jù)。圖3為蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度概略值查詢圖。由于圖中曲線的形狀類型未知， 不易建立精確的數(shù)學(xué)模型，因此，可以從曲線上均勻地采集一些結(jié)點(diǎn)，用這些結(jié)點(diǎn)建立一個(gè)數(shù)表，然后對(duì)這個(gè)數(shù)表進(jìn)行二次插值處理，也可得到所需的近似數(shù)據(jù)。 這種方法稱為曲線的數(shù)表化處理。對(duì)于圖2-3， 從各條曲線上分別采集若干結(jié)點(diǎn)， 將其坐標(biāo)值填于表2-4。 圖2-3 滑動(dòng)速度概

44、略值表2-4 相對(duì)滑動(dòng)速度v由輸入的參數(shù)（功率p和蝸桿轉(zhuǎn)速n1）所確定的坐標(biāo)點(diǎn)有可能不在曲線上，因此，需要采用二次插值法求出輸出參數(shù)（相對(duì)滑動(dòng)速度v）。 總之，機(jī)械設(shè)計(jì)CAD 程序編制中，對(duì)于常用工程數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行歸納分析，將其計(jì)算機(jī)化, 一直是廣大機(jī)械設(shè)計(jì)CAD 人員的一個(gè)主要研究?jī)?nèi)容之一。目前針對(duì)于各種各樣的圖表形式，其處理方法也在不斷的變化。可以說(shuō)數(shù)表與線圖的程序化處理有定法也無(wú)定法，它需要在工程實(shí)際中不斷歸納、分析、總結(jié)，能夠以準(zhǔn)確、實(shí)用、高效的形式和手段輔助工程數(shù)據(jù)的處理是機(jī)械CAD 開發(fā)者的目的。第三章液體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)目前，滑動(dòng)軸承是機(jī)械零件中的重要部件，在鐵路、汽車、機(jī)

45、床、農(nóng)機(jī)等行業(yè)有廣范的應(yīng)用。滑動(dòng)軸承，是在滑動(dòng)摩擦下工作的軸承，具有工作平穩(wěn)、可靠、無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)。在液體潤(rùn)滑條件下，滑動(dòng)表面被潤(rùn)滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力。但起動(dòng)摩擦阻力較大。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦。為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)而在其內(nèi)表面上澆鑄的減摩材料層稱為軸承襯。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為滑動(dòng)軸承材料。滑動(dòng)軸承應(yīng)用場(chǎng)合一般在低速重載工況條件下，或者是維護(hù)保養(yǎng)及加注潤(rùn)滑油困難的運(yùn)轉(zhuǎn)部位。隨著滑動(dòng)軸承應(yīng)用范圍的日益增大，如何提高其壽命、工作可靠性以及如何更方便去設(shè)計(jì)和選取軸承越來(lái)越成為人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。這里

46、存在著兩方面的工作:一是不斷研制新的軸承材料及結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)軸承的工作特點(diǎn)及其負(fù)荷指標(biāo)不斷提高的要求，同時(shí)深入地研究發(fā)生在軸承內(nèi)部的各種工作狀態(tài)，從而在設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的措施，保證軸承在最理想的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)；而是，利用日益發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，提高設(shè)計(jì)的效率。這就涉及研究諸如流體動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承中的潤(rùn)滑油膜的壓力分布、最小油膜厚度、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等若干方面的問(wèn)題。軸承是軸系中的重要部件，其功用一是支承軸及軸上零件并保證軸的旋轉(zhuǎn)精度，二是減小轉(zhuǎn)動(dòng)軸與其固定支承之間的摩擦與磨損。因此，軸承既要有小的摩擦阻力，又要有一定的強(qiáng)度。3.1 滑動(dòng)軸承的主要類型和結(jié)構(gòu)按受載荷方5向不同，滑動(dòng)軸承可分為徑向滑動(dòng)軸承

47、和止推滑動(dòng)軸承。（1） 徑向滑動(dòng)軸承徑向滑動(dòng)軸承用于承受徑向載荷。圖3-1所示為整體式徑向滑動(dòng)軸承，圖3-2所示為剖分式徑向滑動(dòng)軸承。剖分式徑向滑動(dòng)軸承裝拆方便，軸瓦磨損后可方便更換及調(diào)整間隙，因而應(yīng)用廣泛。 圖3-1整體式滑動(dòng)軸承圖3-2 剖分式滑動(dòng)軸承（2） 止推滑動(dòng)軸承止推滑動(dòng)軸承用來(lái)承受軸向載荷。按軸頸支承面的形式不同，分為實(shí)心式、空心式、環(huán)形式三種。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)心止推軸頸由于端面上不同半徑處的線速度不相等，因而使端面中心部的磨損很小，而邊緣的磨損卻很大，結(jié)果造成軸頸端面中心處應(yīng)力集中。實(shí)際結(jié)構(gòu)中多數(shù)采用空心軸頸，可使其端面上壓力的分布明顯改善，并有利于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油。3.2 液體動(dòng)壓潤(rùn)

48、滑的基本原理3 液體動(dòng)壓油膜形成的原理圖3-3 動(dòng)壓油膜形成原理圖液體動(dòng)壓油膜形成原理是利用摩擦副表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將液體帶進(jìn)摩擦表面之間，形成壓力油膜，將摩擦表面隔開，如圖3-3所示。兩個(gè)互相傾斜的平板，在它們之間充滿具有一定粘度的液體。當(dāng)AB以速度V向左移動(dòng)，而CD保持靜止時(shí)，液體在此楔形間隙中作層流流動(dòng)。當(dāng)各流層的速度分布規(guī)律為直線時(shí)，由于進(jìn)口間隙大于出口間隙，則進(jìn)口流量必大于出口流量;但液體是不可壓縮的，因此，在楔形間隙內(nèi)形成油壓，迫使大口的進(jìn)油速度減小，小口的出油速度增大，從而使流經(jīng)各截面的液體流量相等。同時(shí)，楔形油膜產(chǎn)生的內(nèi)壓將與外載荷相平衡。3 液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程雷諾方程是液體

49、動(dòng)壓潤(rùn)滑基本方程，是研究流體動(dòng)力潤(rùn)滑的基礎(chǔ)。它是根據(jù)粘性流體動(dòng)力學(xué)基本方程出發(fā)，作了一些假設(shè)條件后簡(jiǎn)化而得的。圖 3-4 液體單元壓力分析如圖3-4所示，兩平板被潤(rùn)滑油隔開，設(shè)板A以速度v、沿x方向滑動(dòng)，另一平板B靜止不動(dòng)，設(shè)平板正方向尺寸為無(wú)窮大(流體沿z方向無(wú)流動(dòng))，從油層中取出長(zhǎng)、寬、高分別為dx、dy、dz的單元體進(jìn)行力平衡分析。根據(jù)牛頓粘性流體定律得 = （3-1）一維雷諾流體動(dòng)力潤(rùn)滑方程： （3-2）3.3 徑向滑動(dòng)軸承液體動(dòng)壓基本原理3.3.1 徑向滑動(dòng)軸承液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的建立過(guò)程徑向滑動(dòng)軸承2的軸頸與軸承孔間留有間隙，軸頸靜止時(shí)，在自重及載荷作用下自然下沉，處于軸承孔的最低位置，

50、并與軸瓦接觸，上表面間有直徑的間隙空間，此時(shí)，兩表面間自然形成由大到小收斂的楔形空間，所以滑動(dòng)軸承滿足形成液體動(dòng)力潤(rùn)滑的收斂楔形的條件。當(dāng)軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(無(wú)論正反轉(zhuǎn))，同樣滿足使?jié)櫥蛷拇罂诘叫】诘臈l件。因此，滑動(dòng)軸承滿足形成液體動(dòng)力潤(rùn)滑的三個(gè)必要條件。圖 3-5 徑向滑動(dòng)軸承液體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜形成過(guò)程徑向滑動(dòng)軸承液體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜形成過(guò)程經(jīng)歷起動(dòng)、不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)三個(gè)階段。（1） 起動(dòng)時(shí)(n0)剛開始啟動(dòng)時(shí)，由于速度低，軸頸與軸瓦金屬直接接觸，在摩擦力作用下，軸頸沿軸瓦內(nèi)壁向右上方爬行。(由圖3-5(a)、(c)（2） 不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段隨著n增大，從油楔大口帶入小口的油逐漸增多，形成壓力油膜，把軸

51、頸浮起推向左上方。(由圖3-5(b)、(c)（3） 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段逐漸增大的油膜壓力的垂直分量與外載荷廠相等時(shí)，軸頸穩(wěn)定在某一位置上運(yùn)轉(zhuǎn)。n越高，軸頸中心穩(wěn)定位置愈靠近軸孔中心。但兩中心永遠(yuǎn)不能重合，因?yàn)楫?dāng)兩心重合時(shí)，油楔消失，不滿足液體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜形成的第一個(gè)條件，油膜將失去承載能力。(如圖3-5(c)3 徑向滑動(dòng)軸承的幾何關(guān)系和承載能力圖 3-6 滑動(dòng)軸承幾何關(guān)系圖徑向滑動(dòng)軸承的幾何關(guān)系，如圖3-6所示。基本參數(shù): -軸頸中心，一軸承中心，起始位置F與重合，軸頸直徑d，軸承孔直徑D根據(jù)以上基本參數(shù)可以直接計(jì)算出:直徑間隙：=D一d半徑間隙：相對(duì)間隙：偏心距：偏心率：整理得任意位置時(shí)油膜厚度為

52、 h=+ecos=1+cos=r1+cos （3-3） 壓力最大處時(shí)油膜厚度 h0=1+cos0=r1+cos0 （3-4） 當(dāng)時(shí)，油膜最小厚度 （3-5） 3 徑向滑動(dòng)軸承的參數(shù)選擇影響滑動(dòng)軸承油膜壓力的因素很多，根據(jù)液體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論，影響壓力分布的參數(shù)主要有軸承寬徑比、相對(duì)間隙、油槽開設(shè)形式、徑向載荷、潤(rùn)滑油主軸轉(zhuǎn)速等。（1） 寬徑比B/d一般軸承的寬徑比B/d在范圍內(nèi)。寬徑比小，有利于提高運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，增大端泄漏量以降低溫升。但軸承寬度減小，軸承承載力也隨之降低。高速重載軸承溫升高，寬徑比宜取小值；需要對(duì)軸有較大支承剛性，寬徑比宜取大值；高速輕載軸承，如對(duì)軸承剛性無(wú)過(guò)高要求，可取小值；需要

53、對(duì)軸有較大支承剛性的機(jī)床軸承，宜取較大值。一般機(jī)器常用的B/d值為：汽輪機(jī)B/d1；電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、離心泵，齒輪變速器B/d一；機(jī)床、拖拉機(jī)B/d；軋鋼機(jī)B/d。（2） 相對(duì)間隙相對(duì)間隙主要根據(jù)載荷和速度選取。速度越高，值應(yīng)越大；載荷越大，值應(yīng)越小。此外，直徑大、寬徑比小，調(diào)心性能好，加工精度高時(shí)，值取小值，反之取大值。一般軸承，按轉(zhuǎn)速取值的經(jīng)驗(yàn)公式為(n/60)4/91031/9 （3-6）式中：n為軸頸轉(zhuǎn)速，r/min。一般機(jī)器中常用的值為：汽輪機(jī)、電動(dòng)機(jī)、齒輪減速器；軋鋼機(jī)、鐵路車輛；機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)；鼓風(fēng)機(jī)、離心泵。（3） 粘度粘度是軸承設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)。它對(duì)軸承的承載能力、功耗和軸承

54、溫升都有不可忽視的影響。軸承工作時(shí)，油膜各處溫度是不同的，通常認(rèn)為軸承溫度等于油膜的平均溫度。平均溫度的計(jì)算是否準(zhǔn)確，將直接影響到潤(rùn)滑油粘度的大小。平均溫度過(guò)低，則油的粘度較大，算出的承載能力偏高；反之，則承載能力偏低。設(shè)計(jì)時(shí)，可先假定軸承平均溫度，一般取t=5075初選粘度，進(jìn)行初步設(shè)計(jì)計(jì)算。最后再通過(guò)熱平衡計(jì)算來(lái)驗(yàn)算軸承人口油溫t是否在3 540之間，否則應(yīng)重新選擇粘度再作計(jì)算。對(duì)于一般軸承，也可按軸頸轉(zhuǎn)速n (r/min)先初估油的動(dòng)力粘度，即(n/60)-1/3107/6Pas （3-7）由計(jì)算相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)粘度，選定平均油溫t，參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選定全損耗系統(tǒng)用油的牌號(hào)。然后查圖，重新確定

55、t時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度t及動(dòng)力粘度t。最后再驗(yàn)算入口油溫。3 徑向滑動(dòng)軸承的供油結(jié)構(gòu)在流體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承中，充足的供油量是產(chǎn)生動(dòng)壓油膜的必要條件。向軸瓦內(nèi)供油最常用的結(jié)構(gòu)要素是油孔和油槽。油槽主要有兩種形式，軸向油槽和周向油槽。油孔和軸向油槽可以設(shè)計(jì)一個(gè)或兩個(gè)。軸向油槽為與直線平行的直線形油槽，其深度比軸承半徑間隙大得多，它能使?jié)櫥洼^均勻地分布在整個(gè)軸瓦寬度上，適用于載荷方向不變或變化不大，軸瓦比較寬的場(chǎng)合;周向油槽為環(huán)形槽，它能使?jié)櫥脱杆俜植嫉捷S瓦的整個(gè)圓周，適用于載荷方向變化超過(guò)180，甚至載荷旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。當(dāng)軸瓦較窄，可以不開設(shè)油槽，只設(shè)置供油孔。油槽(孔)的開設(shè)形式主要有以下幾種：（1）

56、單軸向油槽(孔)單軸向油槽(孔)的位置最好在最大油膜厚度處，但是，因?yàn)槠唤请S載荷、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向變化，所以只有在穩(wěn)定工況下最大油膜厚度的位置方向穩(wěn)定。為此常把單軸向油槽(孔)設(shè)在載荷方向的反方向，該位置與最大油膜位置比較接近，沒(méi)有很不利的影響。當(dāng)載荷方向不變時(shí)，可在與載荷作用方向垂直、靠近最大油膜厚度一側(cè)的半徑方向設(shè)供油槽(孔)。剖分軸瓦通常把該位置作為剖分面，這時(shí)供油槽就設(shè)在剖分處。這樣的單軸向油槽(孔)供油的軸承，軸頸只能按指定方向旋轉(zhuǎn)，如圖3-7所示。圖 3-7 單軸向油槽（2） 雙軸向油槽(孔)雙軸向油槽或雙油孔一般設(shè)在垂直于載荷方向的直徑上，這種軸承只能允許軸頸正、反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。通常

57、軸向油槽應(yīng)較軸承寬度稍短，以便在軸瓦兩端流出封油面，防止?jié)櫥蛷亩瞬看罅苛魇В鐖D3-8所示。圖 3-8 雙軸向油槽（3） 周向油槽周向油槽一般設(shè)在沿寬度方向軸瓦中央的圓周上，有全周油槽和半周油槽。周向油槽適用于載荷方向變動(dòng)范圍超過(guò)的場(chǎng)合，它常設(shè)在軸承寬度中部，把軸承分為兩個(gè)獨(dú)立的部分；當(dāng)寬度相同時(shí)，設(shè)有周向油槽軸承的承載能力低于設(shè)有軸向油槽的軸承，如圖3-9所示。圖 3-9 周向油槽對(duì)軸承承載能力的影響3.4 液體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)壓力供油包角為180的全周液體動(dòng)壓軸承。已知徑向載荷F=100000N，軸頸直徑d=200mm、軸承寬度B=200mm、軸頸轉(zhuǎn)速n=500r/min，供

58、油壓力PE，進(jìn)油溫度t1=35-40，軸剛度較高1。.1 主要技術(shù)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)：軸向載荷：F=100KN 軸徑直徑：d=200mm 軸轉(zhuǎn)速：n=500r/min 軸承寬度B=200mm.2 選擇軸承材料和結(jié)構(gòu)選擇軸承結(jié)構(gòu)為剖分式，由題意得，該軸承為全周液體動(dòng)壓供油，軸承包角為1800選擇軸承寬徑比 由題目可得B/d=。計(jì)算軸承寬度 B=200mm計(jì)算軸頸圓周速度v=r1000=60100.51000=5.23m/s （3-8）計(jì)算軸承壓力P和PV值p=FBD=4800012096=2.5MPa （3-9）p=5.232.5=13.1MPam/s （3-10）選擇軸瓦材料 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選定軸

59、承材料為ZCuSn10P1。3.4.3 潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法的選擇1.選定潤(rùn)滑油牌號(hào) 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇L-AN68全損耗系統(tǒng)用油2.選定平均油溫 現(xiàn)選平均油溫 tm=503下油的潤(rùn)滑粘度：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知=0.04Pas.4 確定軸承相對(duì)間隙1.計(jì)算相對(duì)間隙 =0.61.0410-3=0.61.045.2310-3 （3-11） =0.00090.00152.選用配合 F6d73.計(jì)算許用間隙 max=0.295200=0.001475min=0.22120=0.0011max=max-min2=0.001475-0.00112=0.0013 （3-12）4選擇間隙 =0.001253.4.5

60、 計(jì)算承載系數(shù) Sn=F2BD=2.075 （3-13）3.4.6 求偏心率 由Sn=2.075，BD=1，查手冊(cè)得=0.7133.4.7 計(jì)算最小油膜厚度hmin=R1-=0.00358mm （3-14）3.4.8 計(jì)算許用最小油膜厚度 1、選擇粗糙精度等級(jí)軸頸表面磨削，Rz1=3.2m軸瓦表面精鏜，Rz2=6.3m 2、計(jì)算y1、y2y1=1.595pDBD4+1.81BD2 （3-15） =1.5952.50.2(14+1.8112） =2.24m 由于軸剛度較大，y2忽略不計(jì)3、計(jì)算許用最小油膜厚度hmin=(Rz1+Rz2+y1+y2) （3-16）=1.21.5(3.2+6.4+2