孫志禮 機(jī)械設(shè)計(jì)課件10第十章 滑動軸承

第十章滑動軸本章目錄第一節(jié)概述第二節(jié)潤滑油的粘度第三節(jié)流體動壓潤滑的基本理論第四節(jié)單油楔向心動壓軸承設(shè)計(jì)計(jì)算第五節(jié)滑動軸承設(shè)計(jì)參數(shù)選擇第七節(jié)非液體摩擦軸承的計(jì)算下一頁上一頁退出總目錄第八節(jié)滑動軸承的結(jié)構(gòu)類型第九節(jié)軸承材料與軸瓦結(jié)構(gòu)第十節(jié)滑動軸承的潤滑第一節(jié)概述軸承滾動摩擦下運(yùn)轉(zhuǎn)滾動軸承的摩擦阻力較小，機(jī)械效率較高，潤滑和維護(hù)方便，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在機(jī)械中應(yīng)用廣泛，但它的徑向尺寸和振動、再應(yīng)噪音較大。滑動摩擦下運(yùn)轉(zhuǎn)除了在簡單和低成本要求的場合使用滑動軸承外，滑動軸承主要用于滾動軸承難以滿足支承要求的場合：高速度、高精度、大沖擊、長壽命要求的場合。滾動軸承滑動軸承滑動軸承面接觸，承載能力高，零件數(shù)少制造更精確滑動軸承的特點(diǎn)對于大型軸，滾動軸承不好裝拆，可采用滑動軸承剖分結(jié)構(gòu)滑動軸承的特點(diǎn)徑向尺寸小。在特殊無潤滑介質(zhì)下也能勝任滑動軸承的特點(diǎn)徑向尺寸小滑動軸承的特點(diǎn)各類滑動軸承第二節(jié)潤滑油的粘度一粘度的定義及粘性液體的牛頓定律粘度液體阻止運(yùn)動的能力FUydydu動力粘度二動力粘度的單位國際單位1帕．秒（Pa．S)=1千克/米．秒（kg/m

．s)三運(yùn)動粘度國際單位：m2/s1托克斯（斯St）=1cm2/s1托克斯（斯St）=100厘斯（cSt）液體的溫度升高，粘度下降液體的壓力增大，粘度增大第三節(jié)流體動壓潤滑的基本理論一流體動壓潤滑的承載機(jī)理若B板靜止不動，Ａ板以速度Ｖ移動,板間各流層的速度呈三角形分布，兩板間的油量保持不變1）當(dāng)兩板平行時油膜無承載能力２）當(dāng)兩板傾斜時油膜具有承載能力流體動壓潤滑的基本理論移動件的運(yùn)動方向是由間隙大的方向移向間隙小的方向如果兩端流速相同，——流入量>流出量假設(shè)油不可壓縮板寬無窮大產(chǎn)生油壓p入口處流速呈凹形拋物線出口處流速呈凸形拋物線必有一處流速呈直線1）相對運(yùn)動的兩表面間必須形成楔形間隙；形成動力潤滑的必要條件：3）潤滑油須有一定的粘度，供油要充分。2）被油膜分開的兩表面須有一定的相對滑動速度，其方向應(yīng)保證潤滑油由大口進(jìn)，從小口出；二、流體動力學(xué)基本方程條件假設(shè)：（１）忽略油層的重力和慣性；（２）潤滑油不可壓縮，ｚ向無限長，在ｚ向沒有流動（３）同一油膜截面上壓力為常數(shù)；（４）潤滑油處于層流狀態(tài)，忽略壓力對流體粘度的影響流體動力學(xué)基本方程壓力沿Ｘ方向及速度沿Ｙ方向的變化關(guān)系整理后得：由牛頓粘性定律知：流體動力學(xué)基本方程對y積分并取邊界條件由式得：

——油層的速度分布由壓力流引起呈拋物線分布的速度流體動力學(xué)基本方程由剪切流引起呈線性分布的速度任意截面上的流量Q為：流體動力學(xué)基本方程整理后得：——一維雷諾方程第四節(jié)單油楔向心動壓軸承設(shè)計(jì)計(jì)算一動壓軸承的油膜形成

動壓軸承的油膜形成單油楔向心動壓軸承設(shè)計(jì)計(jì)算起動階段不穩(wěn)定潤滑階段動力潤滑階段二幾何參數(shù)油膜厚度三承載能力與軸承特性數(shù)S將一維的雷諾方程應(yīng)用到向心軸承中：承載能力與軸承特性數(shù)Sz因?yàn)橛袦y泄，油膜承載能力沿寬度呈拋物線分布承載能力與軸承特性數(shù)S承載能力與軸承特性數(shù)S——這是無限寬軸承的油膜承載能力對有限寬軸承的油膜承載能力應(yīng)加以修正與寬徑比和偏心率有關(guān)的軸承側(cè)泄對承載能力降低的影響系數(shù)有限寬軸承的油膜承載能力——潤滑油在工作溫度下的動力粘度——軸徑每秒轉(zhuǎn)數(shù)軸承徑向載荷——軸承寬度——軸徑直徑——相對間隙有限寬軸承的油膜承載能力——軸承的平均壓強(qiáng)——軸承的特性數(shù)，無量綱。它是偏心率、寬徑比和軸承包角的函數(shù)，查圖10-9四最小油膜厚度準(zhǔn)則最小油膜厚度準(zhǔn)則:——可靠性系數(shù)，K=1.5~2——分別為軸徑和軸承表面粗糙度的十點(diǎn)平均高度第五節(jié)滑動軸承設(shè)計(jì)參數(shù)選擇1軸承平均壓強(qiáng)pmp↑—軸承尺寸↓運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)軸承損壞2和寬徑比Ｂ/ｄ↓——運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性↑

承載能力↓

則常用范圍：B/d=0.3~1.5端泄漏量↑

——△ｔ↓

滑動軸承設(shè)計(jì)參數(shù)選擇3相對間隙ψ由速度和載荷選取——Ｖ↑——ψ↑F↑——ψ↓

經(jīng)驗(yàn)公式：設(shè)計(jì)時：先假定ｔｍ——初選η——初步設(shè)計(jì)校核入口溫度若t1＝３５～４０℃則合適；否則重新計(jì)算。

4粘度ηtm↓

——η↑

——承載能力高tm↑——η

↓——承載能力低α包角從180°降至120°承載能力降低不大，但軸承溫升顯著降低5包角第七節(jié)非液體摩擦軸承的計(jì)算干磨擦邊界磨擦液體磨擦混合磨擦一、向心滑動軸承的計(jì)算

F——徑向載荷（N）

B——軸承寬度（ｍｍ）

[P]——軸瓦材料的許用壓力N/mm2

d——

軸頸直徑（ｍｍ）1）驗(yàn)算軸承的平均壓力p非液體摩擦軸承的計(jì)算2）驗(yàn)算軸承的pV值[pv

]——軸承材料pV的許用值N/mm2,m/s3）驗(yàn)算滑動速度V——軸頸轉(zhuǎn)速（r/min)[v]——許用滑動速度（m/s)向心滑動軸承的計(jì)算——軸頸圓周速度，即滑動速度（m/s）n——軸頸轉(zhuǎn)速（r/min)v≤［v］Fa——軸向載荷（Ｎ）

z——推力環(huán)的數(shù)目d,d0——推力環(huán)的內(nèi)徑和外徑k——考慮推力環(huán)面上有油溝使面積減小的系數(shù)，k=0.8~0.9[p]——許用壓力（ＭＰａ）二、推力滑動軸承的計(jì)算1）驗(yàn)算軸承的平均壓力Ｐ２）驗(yàn)算軸承的pV值

n——軸頸轉(zhuǎn)速(r/min)

vm——推力環(huán)面的平均速度(m/s)[pv]——pv的許用值(N/mm2.m/s)

dm——推力環(huán)面的平均直徑,mm3）驗(yàn)算軸承的

值1整體式第八節(jié)滑動軸承的結(jié)構(gòu)類型一、向心滑動軸承的結(jié)構(gòu)類型

2剖分式3間隙可調(diào)式3間隙可調(diào)式4自位式

5多油楔式二、推力滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式1普通推力軸承2液體動力推力軸承第九節(jié)軸承材料與軸瓦結(jié)構(gòu)良好的減摩性、耐磨性和咬粘性。足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕的能力。良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性。良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性等。一對材料性能要求多孔質(zhì)金屬材料軸承合金、銅合金、鑄鐵、鋁基合金。多孔鐵、多孔質(zhì)青銅。酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯。金屬材料非金屬材料二常用軸承材料錫基軸承合金鉛基軸承合金類型嵌入性和摩擦順應(yīng)性最好，易于軸頸磨合，但強(qiáng)度低，價(jià)格較貴。特點(diǎn)重載、中高速場合。應(yīng)用軸承合金銅合金特點(diǎn)錫青銅減摩性和耐磨性最好，鉛青銅抗粘附能力強(qiáng)，鋁青銅強(qiáng)度及硬度較高。應(yīng)用錫青銅適用于重載、中速場合，鉛青銅適用于高速、重載場合，鋁青銅適用于低速、重載場合。類型錫青銅鉛青銅鋁青銅鑄鐵特點(diǎn)有一定的減摩性和耐磨性，價(jià)格低廉，但鑄鐵性脆、磨合性差。應(yīng)用適用于低速、輕載和不受沖擊的場合。類型灰鑄鐵耐磨鑄鐵三、軸瓦結(jié)構(gòu)剖分式整體式單金屬雙金屬軸瓦結(jié)構(gòu)整體式軸瓦——軸套一般開有油溝以便潤滑剖分式軸瓦——由上、下兩半瓦組成。上軸瓦開有油溝以便潤滑在軸瓦剖分面處開有較大的油溝（油室）以便穩(wěn)定供油容納污物為改善軸瓦的摩擦性能，常在其內(nèi)表面澆注一層減摩材料，稱為軸承襯。為使軸承襯能牢固地粘在軸瓦表面上，常在軸瓦上制出一些溝槽。第十節(jié)滑動軸承的潤滑轉(zhuǎn)速高、壓力小時選粘度低的油；轉(zhuǎn)速低、