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1、第四篇 轴系零、部件,第十一章 滑动轴承 第十二章 滚动轴承 第十三章 联轴器及离合器 第十四章 轴,目 录,1,风音书屋,联轴器,轴承,轴系概述,离合器,篇 头,2,风音书屋,第十一章 滑动轴承,篇 头,第1节 概述 第2节 滑动轴承的失效形式 第3节 滑动轴承材料 第4节 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算 第5节 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 例题 小结 思考题,3,风音书屋,第一节 概述,一轴承分类,1. 按摩擦性质分,1) 滑动轴承,a.动压轴承,b.静压轴承,c.非液体摩擦轴承,2) 滚动轴承,2. 按受力方向分,1) 径向轴承,2) 推力轴承,3) 向心推力轴承,3. 径向滑动
2、轴承 按结构分类,1) 整体式,2) 剖分式,二滑动轴承特点及应用,1. 适合工作转速特高的转子的支承。,（n滚动轴承寿命；滑动轴承膜厚）,2. 要求支承特精确的场合（零件少）,3. 特重型的场合（滚动轴承单件生产成本高）,4. 承受巨大冲击和振动的场合(低副、油膜）,5. 径向尺寸小,6. 必须作成剖分式的场合。 例：内燃机之连杆轴承,7. 对支承要求不高的场合。,三本章研究问题（滑动轴承）,滑动轴承的设计计算,章 头,4,风音书屋,第二节 滑动轴承的失效形式,1.磨粒磨损,2. 刮伤,3.胶合,4.疲劳剥落,5. 腐蚀,章 头,5,风音书屋,第三节 滑动轴承材料,一、对滑动轴承材料的要求,
3、1.强度,2.顺应性,3.嵌藏性。,4.减磨耐磨性 启停过程中为边界摩擦,5.热学性能 导热性能好，热膨胀系数小。,6.经济性,二、常用材料,1.减摩铸铁-用于低速轻载。 经济性好、减摩耐磨；顺应性差。,2.轴承合金（巴氏合金）-顺应性、 嵌藏性好、减摩耐磨；强度差。,3.铜合金-减摩耐磨、 导热性能好；嵌藏性差。,4. 多孔合金-含油轴承。,5.非金属材料-塑料、尼龙等。,章 头,6,风音书屋,第四节 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,一、径向滑动轴承的计算 二、止推(推力)滑动轴承的计算,章 头,7,风音书屋,一、径向滑动轴承的计算,1.验算轴承的平均压力,p=F/dB,p ?,2.演算轴
4、承的v值,v=pdn/(601000),v ?,3.演算轴承的pv值,pvpv,?,节 头,8,风音书屋,二、止推(推力)滑动轴承的计算,1. 验算轴承的平均压力,p=Fa/A,=Fa/Zp(d22-d12)/4,p?,2.验算轴承的v值,v=pdn/(601000),v?,d=(d2+d1)/2,3.验算轴承的pv值,pvpv?,节 头,9,风音书屋,第五节 液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 二、径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 三、径向滑动轴承的几何关系 四、流体润滑径向滑动轴承性能计算,章 头,10,风音书屋,设计一机床用的液体动力润滑径向滑动轴承，载荷垂直
5、向下，工作情况稳定,采用对开式，已知工作载荷F=100000N，轴颈直径d=200mm，转速n=500r/min，在水平剖分面单侧供油。,例题,解：,一、选择轴承宽径比,1.取B/d=1,2.轴承宽度 B=(B/d)d=10.2=0.2(m),二、非液体摩擦计算,1.轴颈速度,V=pdn/60000 =3.14200500/60000=5.23(m/s),2.轴承工作压力,p=F/dB =100000/(0.20.2)=2.5(Mpa),3.pv值 pv=2.55.23=13.1 (Mpa m/s),4.选材：ZcuSn10P1,p=15Mpa， pV=15Mpa m/s， V=10m/s 满
6、足要求,三、液体润滑计算（略）,章 头,11,风音书屋,滑动轴小结,1.滑动轴承特点及应用,2.滑动轴承的选材要求,3.非液体摩擦滑动轴承设计计算,4.液体摩擦滑动轴承的启停过程,5.滑动轴承几何关系,6.形成动压润滑的条件,7.了解动压润滑轴承的设计计算。,章 头,12,风音书屋,思考题,1.在什么情况下选用滑动轴承？,2.对滑动轴承材料有哪些要求？常用材料有哪些种类？,3.什么叫条件性计算？非液体摩擦滑动轴承的失效形式有哪些？ 怎样设计计算？限制p、pv、v值的目的分别是什么？,4.液体摩擦滑动轴承为什么也要进行非液体摩擦的条件性计算？,5.液体摩擦滑动轴承在启动过程中，轴心轨迹是如何变化
7、的？,6.形成液体动压润滑的基本条件是什么？,7.标出图示液体动压润滑轴承的轴颈转向n、 偏心距e、偏位角ja、最小膜厚hmin、最 大膜厚hmax、压力分布示意图。,8.在下图中哪些可能形成流体动力润滑？,章 头,13,风音书屋,一、流体动力润滑的基本方程,1.雷诺方程,1）x方向力平衡,整理得：,代入流体剪力与速度关系,得：,2）速度分布,将（1）对y两次积分并代入边界条件y=0,v=V；y=h,v=0得速度分布：,(2),3）润滑油流量,代入（2）并积分,4）雷诺方程,由流量连续,得：,得：,14,风音书屋,代入流体剪力与速度关系,得：,2）速度分布,将（1）对y两次积分并代入边界条件y
8、=0,v=V；y=h,v=0得速度分布：,(2),3）润滑油流量,代入（2）并积分,4）雷诺方程,由流量连续,得：,得：,整理得雷诺方程：,2.形成流体动力润滑的条件,(a,b)区间hh0p,(b,c)区间hh0p,1)相对运动的表面必须形成收敛油楔。,2)有足够大的相对速度。,3)油有一定的粘度、供油充分。,节头,一、流体动力润滑的基本方程,15,风音书屋,二、径向滑动轴承形成 流体动力润滑的过程,F,节 头,16,风音书屋,h,三、径向滑动轴承的几何关系,1.偏位角ja,2.半径间隙d=R-r,3.相对间隙y=d/r,4.偏心距e,5.偏心率c=e/d,6.油膜厚度,7.最小油膜厚度,h=
9、d(1+ccosj),hmin=d-e,=d(1-c),17,风音书屋,四、流体润滑径向滑动轴承性能计算,节 头,1.压力分布 2.油膜承载能力 3.最小油膜厚度 4.轴承热平衡,18,风音书屋,1.压力分布,1)雷诺方程的极坐标形式,用极坐标表示：,将x=rj 、h=d(1+ccosj)代入雷诺方程，用导数代替偏导,2)压力,3)压力分布曲线,条 头,19,风音书屋,2.油膜承载能力,有限宽轴承载荷系数Cp,条 头,20,风音书屋,3.最小油膜厚度,hmin=d-e=ry(1-c),h,=s(Rz1+Rz2),Rz1，Rz2-轴承与轴颈表面粗糙度,s-安全系数，s2,条 头,21,风音书屋,
10、4.轴承热平衡,H=H1+H2,H-轴承摩擦热量。 H=fpV W,H1-油带走的热量。 H1=Qrc(t0-ti) W,H2-轴承热传导热量。 H2=aspdB(t0-ti) W,p-比压,V-轴颈表面速度,f-摩擦系数， f=(p/y)(hw/p)+0.55yx,Q-油耗量， Q/(VBD)为耗油量系数,c-油比热容,t0-油的出油温度,ti-油的进油温度ti=35400C,as-轴承表面散热系数,整理得出油温升：,设润滑油平均温升为Dt/2， 则平均温度为：,tm=ti+ Dt/2,通常规定tm，校核进油温度：,ti=tm- Dt/2=35400C ?,条 头,22,风音书屋,耗油量系数,23,风音书屋,整体式径向滑动轴承,24,风音书屋,剖分式径向轴承,25,风音书屋,动压滑动轴承,26,风音书屋,流体摩擦和非液体摩擦轴承,27,风音书屋,静压润滑,28,风音书屋,滚动轴承,29,风音书屋,推力轴承,30,风音书屋,曲轴中间须用滑动轴承 例内燃机,31,风音书屋,圆锥滚子轴承,32,风音书屋,轴部件的构成,33,风音书屋,油槽,34,风音书屋,