機械設計基礎機械與動力工程學院機械工程基礎部2007年10月1機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第1頁!§12.1概述§12.2滑動軸承的結構形式及軸瓦結構§12.3滑動軸承的失效形式和常用材料§12.4滑動軸承的潤滑劑和潤滑方法§12.5不完全液體滑動軸承的設計計算§12.6液體動壓潤滑徑向滑動軸承的設計計算第十二章滑動軸承設計2007年10月2機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第2頁!13.1概述滾動軸承絕大多數都已標準化，故得到廣泛的應用。但是在以下場合，則主要使用滑動軸承：１．工作轉速很高，如汽輪發電機。２．要求對軸的支承位置特別精確，如精密磨床。３．承受巨大的沖擊與振動載荷，如軋鋼機。４．特重型的載荷，如水輪發電機。５．根據裝配要求必須制成剖分式的軸承，如曲軸軸承。６．在特殊條件下工作的軸承，如軍艦推進器的軸承。７．徑向尺寸受限制時，如多輥軋鋼機。工作時軸承和軸頸的支撐面間形成直接或間接活動摩擦的軸承，稱為滑動軸承。2007年10月3機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第3頁!12.2滑動軸承的結構型式及軸瓦結構1.徑向滑動軸承(1)整體式滑動軸承特點：結構簡單，成本低廉。應用：低速、輕載或間歇性工作的機器中。軸承座整體軸套螺紋孔油杯孔因磨損而造成的間隙無法調整。只能從沿軸向裝入或拆出。2007年10月4機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第4頁!調心式滑動軸承間隙可調式滑動軸承12.2滑動軸承的結構型式《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第5頁!12.2滑動軸承的結構型式2007年10月6機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第6頁!12.2滑動軸承軸瓦的結構型式整體式整體式軸承采用整體式軸瓦，整體式軸瓦又稱軸套，分為光滑軸套和帶縱向油槽軸套兩種。2007年10月7機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第7頁!12.2滑動軸承軸瓦的結構型式2007年10月8機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第8頁!對開式軸瓦：厚壁軸瓦和薄壁軸瓦2007年10月9機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第9頁!油孔油槽油槽3、油孔及油槽2007年10月10機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第10頁!油孔和油溝的位置要放在非承載區2007年10月11機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第11頁!12.3滑動軸承的失效形式和常用材料2007年10月12機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第12頁!常用軸承材料有：金屬材料粉末冶金材料非金屬材料—軸承合金（巴氏合金、白合金）是由錫、鉛、銻、銅等組成的合金—銅合金分為青銅和黃銅兩類?！T鐵有普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵等?！摄~、鐵、石墨等粉末經壓制、燒結而成的多孔隙軸瓦材料?！兴芰稀⒂材?、橡膠和石磨等，其中塑料用的最多12.3滑動軸承的失效形式和常用材料2007年10月13機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第13頁!一.潤滑油及其選擇潤滑方法的選擇根據公式算出K值，通過查表確定滑動軸承的潤滑方法和潤滑劑類型。式中：p為軸頸上的平均壓強，單位MPa，

v為軸頸的圓周速度，單位m/s12.4滑動軸承的潤滑劑和潤滑方法2007年10月14機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第14頁!三.固體潤滑劑及其選擇特點：可在滑動表面形成固體膜。適用場合：有特殊要求的場合，如環境清潔要求處、真空中或高溫中。常用類型：二硫化鉬，碳―石墨，聚四氟乙烯等。使用方法：涂敷、粘結或燒結在軸瓦表面；制成復合材料，依靠材料自身的潤滑性能形成潤滑膜。12.4滑動軸承的潤滑劑和潤滑方法2007年10月15機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第15頁!2）連續式供油3）飛濺潤滑4）壓力循環潤滑12.4滑動軸承的潤滑劑和潤滑方法2007年10月16機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第16頁!不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算1◆校核內容：１．驗算平均壓力p≤[p]，以保證強度要求。２．驗算摩擦發熱pv≤[pv]，fpv是摩擦力，限制pv即間接限制摩擦發熱。３．驗算滑動速度v≤[v]，p，pv的驗算都是平均值?？紤]到軸瓦不同心，受載時軸線彎曲及載荷變化等的因素，局部的p或pv可能不足，校核滑動速度v。

12.5不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算2007年10月17機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第17頁!不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算2３．驗算滑動速度v(m/s)[v]—材料的許用滑動速度４．選擇配合一般可選H9/d9或H8/f7、H7/f612.5不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算2007年10月18機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第18頁!vF油壓p的分布v動壓潤滑基本原理12.6液體動壓潤滑徑向滑動軸承的設計計算2007年10月19機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第19頁!tdxdzpdydzxyzvxy雷諾方程2007年10月20機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第20頁!潤滑油的流量：---一維雷諾方程油膜壓力最大處的油膜厚度Vh02007年10月21機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第21頁!液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算43、徑向滑動軸承的幾何關系和承載能力最小油膜厚度：hmin=δ－e＝rψ(1-c)c—偏心率，c＝e/δΔ為直徑間隙，Δ＝D－dδ為半徑間隙，δR－r＝Δ/2r和

d分別為軸頸的半徑和直徑。R和

D分別為軸承的半徑和直徑。

e

—為偏心距ψ—相對間隙，ψ＝δ/r＝Δ/d

其中：12.6液體動壓潤滑徑向滑動軸承的設計計算2007年10月22機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第22頁!4、最小油膜厚度hmin動力潤滑軸承的設計應保證：hmin≥[h]其中：[h]=S(Rz1+Rz2)S——安全系數，考慮表面幾何形狀誤差和軸頸撓曲變形等，常取S≥2。對于一般軸承可取為3.2μm和6.3μm，1.6μm和3.2μm。對于重要軸承可取為0.8μm和1.6μm，或0.2μm和0.4μm。Rz1、Rz2——分別為軸頸和軸承孔表面粗糙度十點高度。12.6液體動壓潤滑徑向滑動軸承的設計計算2007年10月23機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第23頁!平均溫度如給定平均溫度，則控制入油口溫度：油量系數vvBdqcpftttsiypayry+÷÷????è?=-=D)(0《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第24頁!液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算8極限工作能力校核根據直徑間隙(Δ)，選擇配合及軸承和軸頸的尺寸公差。根據最大間隙(Δmax)和最小間隙(Δmin)，校核軸承的最小油膜厚度和潤滑油入口油溫。繪制軸承零件圖12.6液體動壓潤滑徑向滑動軸承的設計計算2007年10月25機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第25頁!根據所承受載荷的方向、滑動軸承可分為徑向軸承、推力軸承兩大類。根據軸系和拆裝的需要，滑動軸承可分為整體式和剖分式兩類。根據頸和軸瓦間的摩擦狀態，滑動軸承可分為液體摩擦滑動軸承和非液體摩擦滑動軸承—根據工作時相對運動表面間油膜形成原理的不同，液體摩擦滑動軸承又分為液體動壓潤滑軸承和液體靜壓潤滑軸承，簡稱動壓軸承和靜壓軸承。12.1概述2007年10月26機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第26頁!12.2滑動軸承的結構型式(2)部分式滑動軸承特點：結構復雜、可以調整磨損而造成的間隙、安裝方便。應用場合：低速、輕載或間歇性工作的機器中。部分式軸承(整體軸套)對開式軸承(剖分軸套)2007年10月27機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第27頁!12.2滑動軸承的結構型式2007年10月28機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第28頁!12.2滑動軸承的結構型式2.止推滑動軸承推力滑動軸承由軸承座和止推軸頸組成。常用的軸頸結構形式有：空心式：軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件較實心式的改善。單環式：利用軸頸的環形端面止推，結構簡單，潤滑方便，廣泛用于低速、輕載的場合。多環式：不僅能承受較大的軸向載荷，有時還可承受雙向軸向載荷。

由于各環間載荷分布不均，其單位面積的承載能力比單環式低50%。2007年10月29機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第29頁!部分式部分式軸承采用部分式軸瓦。為了使軸承與軸瓦結合牢固，可在軸瓦基體內壁制出溝槽，使其與合金軸承襯結合更牢。為了使潤滑油能均勻流到整個工作表面上，軸瓦上要開出油溝，油溝和油孔應開在非承載區，以保證承載區油膜的連續性。12.2滑動軸承軸瓦的結構型式2007年10月30機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第30頁!12.2滑動軸承軸瓦的結構型式2007年10月31機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第31頁!2、軸瓦的定位2007年10月32機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第32頁!目的及原則：①對液體動壓徑向軸承軸向油槽（適用于軸頸單向旋轉、載荷變化不大的場合，通常油槽寬度比軸承稍短，防止潤滑油從端部大量流失）：

整體式徑向軸承：單軸向油槽，開在最大油膜厚度位置，剖分式徑向軸承：雙軸向油槽，開在軸承剖分面上。2007年10月33機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第33頁!油溝的形狀要便于導油2007年10月34機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第34頁!軸承材料是指在軸承結構中直接參與摩擦部分的材料，如軸瓦和軸承襯的材料。軸承材料性能應滿足以下要求：減摩性：材料副具有較低的摩擦系數。耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨損率表示?？挂д承裕翰牧系哪蜔嵝耘c抗粘附性。摩擦順應性：材料通過表層彈塑性變形來補償軸承滑動表面初始配合不良的能力。嵌入性：材料容納硬質顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動表面發生刮傷或磨粒磨損的性能。此外還應有足夠的強度和抗腐蝕能力、良好的導熱性、工藝性和經濟性。磨合性：軸瓦與軸頸表面經短期輕載運行后，形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力（或性質）。12.3滑動軸承的失效形式和常用材料2007年10月35機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第35頁!一.潤滑油及其選擇特點：有良好的流動性，可形成動壓、靜壓或邊膜界潤滑膜。適用場合：不完全液體滑動軸承和完全液體潤滑滑動軸承。選擇原則：主要考慮潤滑油的粘度。轉速高、壓力小時，油的粘度應低一些；反之，粘度應高一些。高溫時，粘度應高一些；低溫時，粘度可低一些。12.4滑動軸承的潤滑劑和潤滑方法2007年10月36機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第36頁!二.潤滑脂及其選擇特點：無流動性，可在滑動表面形成一層薄膜。適用場合：要求不高、難以經常供油，或者低速重載以及作擺動運動的軸承中。選擇原則：(1)當壓力高和滑動速度低時，選擇錐入度小一些的品種；反之，選擇錐度大一些的品種。(2)所用潤滑脂的滴點，一般應較軸承的工作溫度高約20～30℃，以免工作時潤滑脂過多地流失。(3)在有水淋或潮濕的環境下，應選擇防水性能強的鈣基或鋁基潤滑脂。在溫度較高處應選用鈉基或復合鈣基潤滑脂。12.4滑動軸承的潤滑劑和潤滑方法2007年10月37機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第37頁!四.潤滑裝置及潤滑方法常用的潤滑方法有：油潤滑1）間歇式供油旋套式注油油杯壓配式壓注油杯12.4滑動軸承的潤滑劑和潤滑方法2007年10月38機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第38頁!不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算112.5不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算一、失效形式與設計準則◆工作狀態：因采用潤滑脂、油繩或滴油潤滑，故無法形成完全的承載油膜，工作狀態為邊界潤滑或混合摩擦潤滑。◆失效形式：邊界油膜破裂?！粼O計準則：保證邊界膜不破裂。因邊界膜強度與溫度、軸承材料、軸頸和軸承表面粗糙度、潤滑油供給等有關，目前尚無精確的計算方法，但一般可作條件性計算。

2007年10月39機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第39頁!二、徑向滑動軸承的設計計算◆已知條件：外加徑向載荷F(N)、軸頸轉速n(r/mm)及軸頸直徑d(mm)

◆驗算及設計：１．驗算軸承的平均壓力p(MPa)B—軸承寬度，mm（根據寬徑比B/d確定）

[p]—軸瓦材料的許用壓力，MPa。２．驗算摩擦熱v—軸頸圓周速度，m/s；[pv]—軸承材料的pv許用值，MPa·m/s12.5不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算2007年10月40機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第40頁!液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算112.6液體動壓潤滑徑向滑動軸承的設計計算一、流體動力潤滑基本方程的建立對流體平衡方程（Navier－Stokes方程）作如下假設，以便得到簡化形式的流體動力平衡方程。這些假設條件是：◆流體為牛頓流體，即?！袅黧w的流動是層流，即層與層之間沒有物質和能量的交換；◆忽略壓力對流體粘度的影響，實際上粘度隨壓力的增高而增加；◆略去慣性力及重力的影響，故所研究的單元體為靜平衡狀態或勻速直線運動，且只有表面力作用于單元體上；◆流體不可壓縮，故流體中沒有“洞”可以“吸收”流質；◆流體中的壓力在各流體層之間保持為常數。2007年10月41機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第41頁!VVF形成動壓油膜的必要條件：1.兩表面必須構成楔形；2.兩表面必須有一定的相對速度，油從大口進，小口出；3.兩表面間必須連續充滿一定粘度的潤滑油。V2007年10月42機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第42頁!Vxyxyh油層的速度分部2007年10月43機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第43頁!液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算32、徑向滑動軸承形成流體動力潤滑時的狀態軸承的孔徑D和軸頸的直徑d名義尺寸相等；直徑間隙Δ是公差形成的。軸頸上作用的液體壓力與F相平衡，在與F垂直的方向，合力為零。軸頸最終的平衡位置可用φa和偏心距e來表示。軸承工作能力取決于hlim，它與η、ω、Δ和F等有關，應保證hlim≥[h]。初始狀態穩定工作狀態12.6液體動壓潤滑徑向滑動軸承的設計計算2007年10月44機械工程基礎部《ch滑動軸承設計》課件共48頁，您現在瀏覽的是第44頁!液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算5液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算4積分一維雷諾方程并考慮到壓力沿軸承寬度方向的分布，Cp——承載量系數，與軸承包角α，寬徑比B/d和偏心率c有關。F——外載荷，N；η——油在平均溫度下的粘度，N·s/m2。B——軸承寬度，m；v——圓周速度，m/s。分析思路：1)根據已知條