第四篇 軸系零部件(第十二章 滑動軸承)

1、 軸承的作用是支承軸。軸承的作用是支承軸。是用來支承軸頸是用來支承軸頸或軸上的回轉件?；蜉S上的回轉件。 本篇主要介紹滑動軸承、滾動軸承、聯軸器和離合器以及軸本篇主要介紹滑動軸承、滾動軸承、聯軸器和離合器以及軸的工作的工作原理、特點原理、特點、應用以及設計計算方法等。（、應用以及設計計算方法等。（1818學時）學時） 軸承應滿足如下基本要求：軸承應滿足如下基本要求： 1 1能承擔一定的載荷，具有一定的強度和剛度。能承擔一定的載荷，具有一定的強度和剛度。 2 2具有小的摩擦力矩，使回轉件轉動靈活。具有小的摩擦力矩，使回轉件轉動靈活。 3 3具有一定的支承精度，保證被支承零件的回轉精度。具有一定的支

2、承精度，保證被支承零件的回轉精度。 根據摩擦性質不同可分為根據摩擦性質不同可分為: : 滾動摩擦軸承滾動摩擦軸承：摩擦系數低，起動阻力小：摩擦系數低，起動阻力小，已標準化，選用、潤滑維護很方便；，已標準化，選用、潤滑維護很方便； 滑動摩擦軸承滑動摩擦軸承：油膜分開運動副，降低摩：油膜分開運動副，降低摩擦力和磨損。擦力和磨損。 滑動軸承的類型：滑動軸承的類型： 按其受載荷方向不同：徑向滑動軸承和推力滑動軸承。按其受載荷方向不同：徑向滑動軸承和推力滑動軸承。 潤滑狀態(tài)不同：液體潤滑、不完全液體潤滑和無潤滑軸承。潤滑狀態(tài)不同：液體潤滑、不完全液體潤滑和無潤滑軸承。 潤滑油膜的形成原理不同：動壓、靜壓

3、和動靜壓滑動軸承。潤滑油膜的形成原理不同：動壓、靜壓和動靜壓滑動軸承。 工作條件和結構形式不同：整體式、剖分式及自動調心式。工作條件和結構形式不同：整體式、剖分式及自動調心式。 滑動軸承的特點滑動軸承的特點 滾動軸承絕大多數都已標準化，故得到廣泛的應用。但是在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：以下場合，則主要使用滑動軸承： 工作轉速很高，如汽輪發(fā)電機。工作轉速很高，如汽輪發(fā)電機。 要求對軸的支承位置特別精確，如精密磨床。要求對軸的支承位置特別精確，如精密磨床。 承受巨大的沖擊與振動載荷，如軋鋼機。承受巨大的沖擊與振動載荷，如軋鋼機。 特重型的載荷

4、，如水輪發(fā)電機。特重型的載荷，如水輪發(fā)電機。 根據裝配要求必須制成剖分式的軸承，如曲軸軸承。根據裝配要求必須制成剖分式的軸承，如曲軸軸承。 在特殊條件下工作的軸承，如軍艦推進器的軸承。在特殊條件下工作的軸承，如軍艦推進器的軸承。 徑向尺寸受限制時，如多輥軋鋼機。徑向尺寸受限制時，如多輥軋鋼機。 （一）（一） 整體式徑向滑動軸承整體式徑向滑動軸承 組成：通常由軸承座、軸瓦及軸承襯組成：通常由軸承座、軸瓦及軸承襯, ,潤滑及密封裝置等組成。潤滑及密封裝置等組成。座與機架用螺栓座與機架用螺栓固定。固定。 滑動軸承設計內容滑動軸承設計內容 1)1)軸承的型式和結構選擇；軸承的型式和結構選擇；2)2)軸

5、瓦的結構和材料選擇；軸瓦的結構和材料選擇；3)3)軸軸承的結構參數設計；承的結構參數設計；4)4)潤滑劑及其供應量的確定；潤滑劑及其供應量的確定；5)5)軸承工作能軸承工作能力及熱平衡計算等。力及熱平衡計算等。 本章主要介紹滑動軸承的結構、失效形式、材料和潤滑等本章主要介紹滑動軸承的結構、失效形式、材料和潤滑等內容。內容。 優(yōu)點：結構簡單，成本低廉。優(yōu)點：結構簡單，成本低廉。缺點是軸套磨損后間隙過大無法調缺點是軸套磨損后間隙過大無法調整。只能從沿軸向裝入或拆出。整。只能從沿軸向裝入或拆出。 應用：低速、輕載或間歇性工應用：低速、輕載或間歇性工作的機器中。作的機器中。 （二）對開式徑向滑動軸承（

6、二）對開式徑向滑動軸承 組成：由軸承座、軸承蓋、剖分軸瓦及軸組成：由軸承座、軸承蓋、剖分軸瓦及軸承蓋螺栓組成。承蓋螺栓組成。 軸瓦內表面開有油溝，剖分面最好與載軸瓦內表面開有油溝，剖分面最好與載荷方向垂直，多數剖分面是水平的，也有傾斜荷方向垂直，多數剖分面是水平的，也有傾斜的，軸承座的剖分面做階梯型，以便定位和防的，軸承座的剖分面做階梯型，以便定位和防止松動。止松動。 （三）自動調心式滑動軸承（三）自動調心式滑動軸承 具有可動的軸瓦，在軸瓦的外部中間做成凸出具有可動的軸瓦，在軸瓦的外部中間做成凸出的球面，裝在軸承蓋和軸承座上的奧球面上。的球面，裝在軸承蓋和軸承座上的奧球面上。 軸承的寬度與軸頸

7、的直徑之比軸承的寬度與軸頸的直徑之比 (B/d)(B/d)稱為寬徑稱為寬徑比，對于比，對于(B/d)(B/d)大于大于1.51.5的軸承，多采用自動調心式的軸承，多采用自動調心式滑動軸承?；瑒虞S承。另有調隙式、多楔式滑動軸承。另有調隙式、多楔式滑動軸承。 軸承座與軸承蓋的剖分面間留軸承座與軸承蓋的剖分面間留有不大的間隙，間隙中插入薄片，來有不大的間隙，間隙中插入薄片，來可調節(jié)軸瓦磨損后的間隙?？烧{節(jié)軸瓦磨損后的間隙。 特點：特點：結構復雜、可以調整磨損結構復雜、可以調整磨損而造成的間隙、安裝方便。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。應用場合：低速、輕載或間歇性工

8、作的機器中。軸瓦結構軸瓦結構裝配演示裝配演示用途：承受軸向載荷用途：承受軸向載荷 1 1、普通推力滑動軸承：由軸承座和止推軸頸組成。、普通推力滑動軸承：由軸承座和止推軸頸組成。 常用的軸頸結構形式有：常用的軸頸結構形式有： 2 2、動壓推力滑動軸承、動壓推力滑動軸承 空心式：軸頸空心式：軸頸接觸面上壓力分布較接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件較實均勻，潤滑條件較實心式的改善。心式的改善。 單環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面止推，結構簡單，潤滑方單環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面止推，結構簡單，潤滑方便，廣泛用于低速、輕載的場合。便，廣泛用于低速、輕載的場合。 多環(huán)式：不僅能承受較大的軸向多環(huán)式：不僅能承受較大的

9、軸向載荷，有時還可承受雙向軸向載荷。載荷，有時還可承受雙向軸向載荷。 由于各環(huán)間載荷分布不均，其單位由于各環(huán)間載荷分布不均，其單位面積的承載能力比單環(huán)式低面積的承載能力比單環(huán)式低50%50%。 （一）滑動軸承常見失效形式（一）滑動軸承常見失效形式 軸承表面的磨粒磨損、刮傷、咬粘（膠合）、疲勞剝落和腐軸承表面的磨粒磨損、刮傷、咬粘（膠合）、疲勞剝落和腐蝕。蝕。 由于工作條件不同，滑動軸承還可能出現氣蝕、電侵蝕、流由于工作條件不同，滑動軸承還可能出現氣蝕、電侵蝕、流體侵蝕和微動磨損等失效形式。體侵蝕和微動磨損等失效形式。 表表12 - 1 12 - 1 為故障原因的平均比例。為故障原因的平均比例。

10、詳細說明詳細說明 （二）軸承材料（二）軸承材料 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。軸瓦和軸承襯。 軸承失效形式決定軸承材料的性能要求。軸承失效形式決定軸承材料的性能要求。 1)1)良好的減磨性：低摩擦系數，耐磨性良好的減磨性：低摩擦系數，耐磨性- - 抗磨損能力，抗膠抗磨損能力，抗膠合性合性 - - 材料的耐熱性和抗粘附性；材料的耐熱性和抗粘附性； 2)2)良好的摩擦順應性：硬度低，塑性好，彈性模量低良好的摩擦順應性：硬度低，塑性好，彈性模量低 - - 軸軸瓦材料的彈性變形來適應和補償軸的偏斜和變形；瓦材料的彈

11、性變形來適應和補償軸的偏斜和變形； 3)3)強度高和抗腐蝕性：足夠的抗壓抗沖擊抗疲勞強度；強度高和抗腐蝕性：足夠的抗壓抗沖擊抗疲勞強度； 4)4)嵌入性：材料容納硬質顆粒嵌入嵌入性：材料容納硬質顆粒嵌入, ,以減輕刮傷和顆粒磨損以減輕刮傷和顆粒磨損; ; 5) 5)跑合性跑合性：軸瓦與軸頸表面短期輕載運行后，能形成相互吻軸瓦與軸頸表面短期輕載運行后，能形成相互吻合的表面粗糙度的能力；合的表面粗糙度的能力； 6)6)潤滑性：材料對潤滑劑有較大的親和力，在表面形成吸附潤滑性：材料對潤滑劑有較大的親和力，在表面形成吸附油膜；油膜； 7)7)良好的導熱性、工藝性及經濟性；良好的導熱性、工藝性及經濟性；

12、 * *但沒有一種材料能同時滿足所有性能要求，所以，選用軸但沒有一種材料能同時滿足所有性能要求，所以，選用軸承材料時，應分析具體情況合理使用。承材料時，應分析具體情況合理使用。 常用的軸承材料常用的軸承材料 可分三大類：金屬材料、多孔質金屬材料非金屬材料。可分三大類：金屬材料、多孔質金屬材料非金屬材料。(2)(2)銅合金銅合金( (青銅、黃銅青銅、黃銅) )(3)(3)鋁合金鋁合金(4)(4)鑄鐵鑄鐵(1)(1)軸承合金軸承合金錫基合金錫基合金鉛基合金鉛基合金作為軸承襯作為軸承襯1)1)金屬材料金屬材料 2)2)多孔質金屬材料（粉末冶金材料）多孔質金屬材料（粉末冶金材料） 不同的粉末與石墨混合

13、，經壓制，燒結而成的軸承材料。具不同的粉末與石墨混合，經壓制，燒結而成的軸承材料。具有多孔組織。在侵油中使微孔中充滿潤滑油，變成含油軸承有多孔組織。在侵油中使微孔中充滿潤滑油，變成含油軸承。潤潤滑性能好?；阅芎?。 3)3)非金屬材料非金屬材料 (1) (1)石墨石墨 (2) (2)塑料塑料 (3) (3)橡膠橡膠 (4) (4)硬木。硬木。 表表12-2 12-2 常用金屬軸承材料性能。常用金屬軸承材料性能。詳細說明詳細說明 軸瓦：是與軸頸直接接觸相對滑動，由減摩材料作成的。是軸瓦：是與軸頸直接接觸相對滑動，由減摩材料作成的。是滑動軸承中的重要零件，其結構是否合理對軸承性能影響很大。滑動軸承

14、中的重要零件，其結構是否合理對軸承性能影響很大。 軸承襯：為了改善軸瓦表面的摩擦性質，其內徑表面上澆鑄軸承襯：為了改善軸瓦表面的摩擦性質，其內徑表面上澆鑄一層或兩層減磨材料。一層或兩層減磨材料。 （一）軸瓦的形式和構造（一）軸瓦的形式和構造詳細說明詳細說明按構造按構造分類分類整體式整體式:對開式對開式:需從軸端安裝和拆卸，可修復性差。需從軸端安裝和拆卸，可修復性差。 可以直接從軸的中部安裝和拆卸，可修復?？梢灾苯訌妮S的中部安裝和拆卸，可修復。 按尺寸按尺寸分類分類薄壁薄壁:厚壁厚壁:節(jié)省材料，但剛度不足，故對軸承座孔的節(jié)省材料，但剛度不足，故對軸承座孔的加工精度要求高。加工精度要求高。 具有足

15、夠的強度和剛度，可降低對軸承座具有足夠的強度和剛度，可降低對軸承座孔的加工精度要求?？椎募庸ぞ纫蟆?按材料按材料分類分類單材料單材料:多材料多材料:強度足夠的材料可以直接作成軸瓦，如黃強度足夠的材料可以直接作成軸瓦，如黃銅，灰鑄鐵。銅，灰鑄鐵。軸瓦襯強度不足，故采用多材料制作軸瓦。軸瓦襯強度不足，故采用多材料制作軸瓦。按加工按加工分類分類鑄造鑄造:軋制軋制:鑄造工藝性好，單件、大批生產均可，適用鑄造工藝性好，單件、大批生產均可，適用于厚壁軸瓦。于厚壁軸瓦。只適用于薄壁軸瓦，具有很高的生產率。只適用于薄壁軸瓦，具有很高的生產率。虛擬現實中的軸瓦虛擬現實中的軸瓦 常見軸瓦結構形式常見軸瓦結構形

16、式 （二）軸瓦的定位（二）軸瓦的定位 目的：防止軸瓦相對于軸承座產生軸向和周向的相對移動。目的：防止軸瓦相對于軸承座產生軸向和周向的相對移動。 方法：軸向定位方法：軸向定位- - 做出凸緣；周向定位做出凸緣；周向定位- - 緊定螺釘或銷釘。緊定螺釘或銷釘。對于軸向定位有：對于軸向定位有：對于周向定位有：對于周向定位有：凸緣凸緣軸瓦一端或兩端做凸緣軸瓦一端或兩端做凸緣定位唇定位唇定位唇（凸耳）定位唇（凸耳）緊定螺釘緊定螺釘緊定螺釘緊定螺釘（也可做軸向定位）（也可做軸向定位）軸軸 瓦瓦圓柱銷圓柱銷軸承座軸承座銷釘銷釘（也可做軸向定位）（也可做軸向定位） （三）油孔及油槽（三）油孔及油槽 油孔：供應

17、潤滑油；油槽：輸送和分布潤滑油。油孔：供應潤滑油；油槽：輸送和分布潤滑油。 開設目的：把潤滑油導入軸頸和軸承所構成的運動副表面開設目的：把潤滑油導入軸頸和軸承所構成的運動副表面 原則：盡量開在非承載區(qū)，盡量不要降低或少降低承載區(qū)原則：盡量開在非承載區(qū)，盡量不要降低或少降低承載區(qū)油膜的承載能力；軸向油槽不能開通至軸承端部，應留有適當的油膜的承載能力；軸向油槽不能開通至軸承端部，應留有適當的油封面。油封面。 形式：按油槽走向分形式：按油槽走向分沿軸向、繞周向、斜向、螺旋線等沿軸向、繞周向、斜向、螺旋線等 按油槽數量分按油槽數量分單油槽、多油槽等。單油槽、多油槽等。 液液體動壓徑向潤滑軸承，油槽和體

18、動壓徑向潤滑軸承，油槽和油孔應開在非軸承承載區(qū)內，否則會顯油孔應開在非軸承承載區(qū)內，否則會顯著降低軸承的承載能力。著降低軸承的承載能力。 有無周向油槽時，油膜壓力分布。有無周向油槽時，油膜壓力分布。 滑動軸承種類繁多，他們對潤滑劑的要求也各不相同。常用滑動軸承種類繁多，他們對潤滑劑的要求也各不相同。常用潤滑劑的選擇方法為：潤滑劑的選擇方法為： （一）潤滑脂及其選擇（一）潤滑脂及其選擇 特點：潤滑脂屬于半固體潤滑劑，無流動性，故無冷卻特點：潤滑脂屬于半固體潤滑劑，無流動性，故無冷卻效果，可在滑動表面形成一層薄膜。效果，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

19、作適用場合：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。擺動運動的軸承中。 選擇潤滑脂的主要性能指標為：稠度（針入度）選擇潤滑脂的主要性能指標為：稠度（針入度）- -固態(tài)或流固態(tài)或流動性的程度和滴度。動性的程度和滴度。 一般選擇原則：一般選擇原則： (1)(1)軸承壓強高、滑動速度低選用針入度小的潤滑脂；反之軸承壓強高、滑動速度低選用針入度小的潤滑脂；反之，選擇針入度大一些的品種；，選擇針入度大一些的品種； (2)(2)潤滑脂的滴點應高于軸承的工作溫度約潤滑脂的滴點應高于軸承的工作溫度約20-3020-30度；度； (3)(3)水淋或潮濕環(huán)境下應選防水性強的鈣基或鋁基潤滑脂；水

20、淋或潮濕環(huán)境下應選防水性強的鈣基或鋁基潤滑脂； (4)(4)溫度高選用耐熱的鈉基脂或鋰基脂。溫度高選用耐熱的鈉基脂或鋰基脂。 * *表表12-312-3，滑動軸承潤滑脂選擇。，滑動軸承潤滑脂選擇。潤滑脂牌號表潤滑脂牌號表 （二）（二）潤滑油及其選擇潤滑油及其選擇 特點：有良好的流動性，可形成動壓、靜壓或邊膜界潤特點：有良好的流動性，可形成動壓、靜壓或邊膜界潤滑膜?；ぁＪ腔瑒虞S承潤滑的最主要的潤滑劑。是滑動軸承潤滑的最主要的潤滑劑。 適用場合：不完全液體滑動軸承和完全液體潤滑滑動軸承。適用場合：不完全液體滑動軸承和完全液體潤滑滑動軸承。 選擇的主要指標：粘度、油性。選擇時應綜合考慮軸承的承選擇

21、的主要指標：粘度、油性。選擇時應綜合考慮軸承的承載量、軸頸轉速、潤滑方式、滑動軸承的表面粗糙度因素等。載量、軸頸轉速、潤滑方式、滑動軸承的表面粗糙度因素等。 一般選擇原則：主要考慮潤滑油的粘度。一般選擇原則：主要考慮潤滑油的粘度。 (1)(1)轉速高、壓力小時，油的粘度應低一些；反之，粘度應轉速高、壓力小時，油的粘度應低一些；反之，粘度應高一些；高一些；(2)(2)高溫時，粘度應高一些；低溫時，粘度可低一些；高溫時，粘度應高一些；低溫時，粘度可低一些；(3)(3)接觸面粗糙：選高粘度潤滑油；接觸面粗糙：選高粘度潤滑油；(4)(4)循環(huán)潤滑、芯接潤滑：選循環(huán)潤滑、芯接潤滑：選低粘度潤滑油；低粘度

22、潤滑油；(5)(5)軸承間隙?。哼x用粘度低的潤滑油。軸承間隙?。哼x用粘度低的潤滑油。 * *表表12-4 12-4 滑動軸承輕、中載荷時潤滑油的選用。滑動軸承輕、中載荷時潤滑油的選用。 （三）固體（三）固體潤滑劑及其選擇潤滑劑及其選擇 特點：可在滑動表面形成固體膜。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(huán)境清潔要求處、真空中適用場合：有特殊要求的場合，如環(huán)境清潔要求處、真空中或高溫中?；蚋邷刂?。 常用類型：二硫化鉬常用類型：二硫化鉬MoSMoS2 2 ，碳，碳石墨，聚四氟乙烯等。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，使用方法：涂敷、粘

23、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。依靠材料自身的潤滑性能形成潤滑膜。潤滑脂牌號表潤滑脂牌號表 （四）潤滑方法及其選擇（四）潤滑方法及其選擇 1.1.油潤滑的供油方法油潤滑的供油方法 1)1)間隙供油；間隙供油；2)2)滴油潤滑；滴油潤滑；3)3)芯接潤滑；芯接潤滑；4)4)油環(huán)潤滑；油環(huán)潤滑；5)5)飛飛濺潤滑；濺潤滑；6)6)壓力循環(huán)潤滑。壓力循環(huán)潤滑。 2.2.脂潤滑的供油方法脂潤滑的供油方法 常用旋蓋式油環(huán)。常用旋蓋式油環(huán)。 選擇方法：根據選擇系數確定具體選擇方法。選擇方法：根據選擇系數確定具體選擇方法。: :軸頸滑動速度軸頸滑動速度BdFp : :軸承

24、平均壓力軸承平均壓力 工作狀態(tài)：因采用潤滑脂、油繩或滴油潤滑，故無法形成完工作狀態(tài)：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(tài)為邊界潤滑或混合摩擦潤滑。全的承載油膜，工作狀態(tài)為邊界潤滑或混合摩擦潤滑。 軸承軸承應用場合：對于工作要求不高、速度較低、載荷不大、應用場合：對于工作要求不高、速度較低、載荷不大、難于維護等條件下工作的軸承，設計成非液體摩擦滑動軸承。難于維護等條件下工作的軸承，設計成非液體摩擦滑動軸承。 失效形式與設計準則：失效形式與設計準則：1.1.失效形式：邊界油膜破裂失效形式：邊界油膜破裂磨粒磨損磨粒磨損粘著磨損粘著磨損 2. 2.設計準則：保證邊界膜不破裂

25、。設計準則：保證邊界膜不破裂。 邊界油膜的強度和溫度受多種因素影響邊界油膜的強度和溫度受多種因素影響, ,十分復雜十分復雜, ,采用間采用間接、條件性的計算。接、條件性的計算。 （一）徑向心滑動軸承的設計計算（一）徑向心滑動軸承的設計計算已知條件：軸徑直徑：已知條件：軸徑直徑： 轉轉 速：速： 徑向載荷：徑向載荷：d min/rn NF 1.1.確定軸承的結構形式，選定軸瓦材料；確定軸承的結構形式，選定軸瓦材料； 2.2.根據根據 B/d B/d 的推薦值確定軸承寬度的推薦值確定軸承寬度B B； 3.3.驗算軸承的工作能力。驗算軸承的工作能力。 校核內容：校核內容： 驗算軸承壓強驗算軸承壓強P

26、 P： 保證潤滑油不被過大的壓力擠出，軸瓦也不過度磨損。保證潤滑油不被過大的壓力擠出，軸瓦也不過度磨損。 2N/mm PdBFp pvB19100Fn100060dndBFpv vv m / s 選擇軸承的配合：一般可選選擇軸承的配合：一般可選H9/d9H9/d9或或H8/f7H8/f7、H7/f6H7/f6。 驗算軸承的驗算軸承的PvPv 值：值： 控制軸承工作溫度，防止邊界膜破壞。控制軸承工作溫度，防止邊界膜破壞。 驗算滑動速度驗算滑動速度v v：防止滑動速度過高、加劇磨損。：防止滑動速度過高、加劇磨損。 p、v、 pv 的選擇的選擇 （一）流體動力潤滑的基本方程（一）流體動力潤滑的基本方

27、程-雷諾方程雷諾方程AxyzvB()ppxdx dydz tdxdzdxdzpdydzpdydz() ydy dxdz推導雷諾方程假定：推導雷諾方程假定：液體流動為層流；液體流動為層流；流體不可壓縮；流體不可壓縮；流體慣性力、重力與粘滯；流體慣性力、重力與粘滯；阻力相比很小阻力相比很小, ,略去不計；略去不計；粘度與壓力無關；粘度與壓力無關；板寬為無限寬板寬為無限寬,Z,Z方向潤滑油方向潤滑油無流動。無流動。X X方向平衡條件方向平衡條件: :0 dxdzdyydydzdxxPPdxdyPdydz yxP yV 22yVxP d VdyPx221邊界條件：邊界條件：y 0 v =Vy = h

28、v = 0vV hyhy hypx2VVAPm axBhh0速度分布和壓力分布速度分布和壓力分布 hvdyQ0 xphvhQ 1223速度為直線分布的截面流量：速度為直線分布的截面流量：QVh02由于由于z z方向不流動、不可壓縮方向不流動、不可壓縮. .因而因而, ,各截面流量相等各截面流量相等, ,由此可得由此可得: : （二）形成動壓潤滑油膜的必要條件（二）形成動壓潤滑油膜的必要條件 1.1.兩工作表面必須構成收斂楔形；兩工作表面必須構成收斂楔形； 2.2.兩工作表面必須有一定的相對運動速度；兩工作表面必須有一定的相對運動速度； 3.3.兩工作表面間必須連續(xù)充滿具有一定粘度的潤滑油。兩工

29、作表面間必須連續(xù)充滿具有一定粘度的潤滑油。P.v.此外此外, , 間隙等匹配適當。間隙等匹配適當。 （三）向心滑動軸承工（三）向心滑動軸承工作狀況作狀況n 0形成油膜形成油膜n 0n Ddn 0軸承工作特性曲線軸承工作特性曲線fnp液體摩擦液體摩擦邊界摩擦邊界摩擦混合摩擦混合摩擦 （一）參數的選擇：（一）參數的選擇： 1 1、軸承的寬徑比、軸承的寬徑比B/dB/dB/dB/d的取值的取值: :重載：重載： 中載：中載： 輕載：輕載：Bd/.11 5Bd/.0 51Bd/. 0 5注：寬徑比不得小于注：寬徑比不得小于0 0。2525 液體摩擦動壓向心滑動軸承的設計液體摩擦動壓向心滑動軸承的設計2

30、 2、相對間隙：、相對間隙：直徑間隙：直徑間隙：半徑間隙：半徑間隙：相對間隙：相對間隙：DdRrdr間隙小，承栽能力大，但需提高間隙小，承栽能力大，但需提高加工精度如果太小發(fā)熱量大，降加工精度如果太小發(fā)熱量大，降低粘度，承載能力反而降低；因低粘度，承載能力反而降低；因此間隙不能太大也不能太小。此間隙不能太大也不能太小。（二）液體動壓向心滑動軸承計算（二）液體動壓向心滑動軸承計算 利用一維雷諾方程利用一維雷諾方程hminea102hh0pmaxprRB2B2zhminhmaxa1oo1P2hPe o o11.1.偏心距偏心距 =e :半半徑徑間間隙隙2.2.偏心率偏心率3.3.最小油膜厚度最小油

31、膜厚度herm in =1 -14.4.任意角任意角 處的油膜厚度處的油膜厚度hr1co srnV 2 cos1 rh 00cos1 rh代入一維雷諾方程代入一維雷諾方程 dndp 1302cos1coscos12整理積分后得軸承任意剖面處的壓強整理積分后得軸承任意剖面處的壓強: : dnp 1302cos1coscos12作用微弧作用微弧 上的壓力：上的壓力：rdpp rd在載荷方向上的壓力在載荷方向上的壓力: :ppyacos()1800軸承單位寬度上在外載方向的總油膜壓力軸承單位寬度上在外載方向的總油膜壓力: :ppyy12考慮端瀉影響考慮端瀉影響: :pp CzByy122對有限寬軸承

32、其承載能力的表達式為對有限寬軸承其承載能力的表達式為: : Pp dzyBB/22S0機械設計手冊中通過圖線給出機械設計手冊中通過圖線給出 與與? ? ， 的關系。的關系。hmin/ ddCOSCOSCOSCnBdPa)cos()1 ()(421130 2 將上式整理后，將上式整理后，可得表示軸承承載能力的無量綱數：可得表示軸承承載能力的無量綱數：26010 pnS S0：軸承特性系：軸承特性系 SommerfeidSommerfeid 數數 軸承的承載能力與軸承的承載能力與? ? 成反比成反比S0因此已知軸承尺寸，載荷和轉速等參數下因此已知軸承尺寸，載荷和轉速等參數下可求可求 ， ，反之也可

33、以。，反之也可以。minhhKRRczzm in12RRzz12,K21QQQ ：1Q2QQ2： dBvdBvQQ 1 （四）（四） 軸承熱平衡軸承熱平衡 平衡條件：平衡條件： 摩擦功耗產生熱量摩擦功耗產生熱量= =散發(fā)熱量散發(fā)熱量1.1.軸承中摩擦系數軸承中摩擦系數取決于粘性摩擦取決于粘性摩擦yv 速度分布：速度分布：xpyhyhyhV .2)()( 求導并取求導并取y=0y=0代入上式代入上式xphhv 2剪切流引起剪切流引起的剪切阻力的剪切阻力壓力流引起的剪切壓力流引起的剪切阻力非承載區(qū)為零阻力非承載區(qū)為零xphhv+=2將將積分積分摩擦力為摩擦力為+=210202rdhvrdxphFf

34、摩擦系數為摩擦系數為PFff0 f0S通過通過 在圖上查出在圖上查出0Sf2 2、熱平衡計算、熱平衡計算fPvH=單位時間潤滑油代走的熱量：單位時間潤滑油代走的熱量：()ittCQH=01單位時間軸承金屬散發(fā)的熱量：單位時間軸承金屬散發(fā)的熱量：()isttdBH=02vdBvCQpfts 液體動力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（NavierStokes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 。 )(yu 流體的流動是層流，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

35、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(tài)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。 液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算2液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算在以上假設下，從兩平板所構成的楔形空間中，取某一層液體的一部分作為單元體，通過建立平衡方程和給定邊界條件，可得一維雷諾方程：流體動力潤滑的必要條件是： )(603hhhvxp 相對運動的兩表面間構成楔形空間。 楔形空間中充滿具有粘性的液體。 兩板相對運動的結果，應使液體在粘性力的作用下由楔形空間的大端流向楔形空間的小端 。F

36、vxyabcoho 詳細推導液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算二、徑向滑動軸承形成流體動力潤滑時的狀態(tài) 軸承的孔徑D和軸頸的直徑d名義尺寸相等；直徑間隙是公差形成的。 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a和偏心距e來表示。 軸承工作能力取決于hlim，它與、和F等有關，應保證hlimh。FFFhminoo1oo1o1oaedD初始狀態(tài)穩(wěn)定工作狀態(tài) 演示液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算4液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算三、徑向滑動軸承的幾何關系和承載量系數最小油膜厚度：hmin= e r(1-) 偏心率， e / 為直徑間隙， D d為半徑間隙， R R r r / / 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 為偏心距相對間隙， / r / d 其中：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液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算積分一維雷諾方程 )(603hhhvxp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