武汉理工大学机械设计课件第13、14章ppt.ppt

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1、 第十三章第十三章 滑动轴承滑动轴承13-1 滑动轴承的类型滑动轴承的类型1、按工作表面摩擦状态分、按工作表面摩擦状态分（1）液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承 工作时，轴颈和轴承工作表面被一层润滑油膜隔开。由于工作时，轴颈和轴承工作表面被一层润滑油膜隔开。由于 两零件工作表面没有直接接触，轴承的阻力只是润滑油分两零件工作表面没有直接接触，轴承的阻力只是润滑油分 子间的内摩擦力，所以摩擦系数小（子间的内摩擦力，所以摩擦系数小（0.0010.008），）， 寿命长，效率高，但是制造精度要求也高，并需在一定条寿命长，效率高，但是制造精度要求也高，并需在一定条 件下才能实现液体摩擦。件下才能实现液体摩

2、擦。 （2）非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承 工作时，轴颈和轴承工作表面间虽有润滑油存在，但从微工作时，轴颈和轴承工作表面间虽有润滑油存在，但从微 观上看，工作表面局部凸起部分仍发生金属的直接接触，观上看，工作表面局部凸起部分仍发生金属的直接接触， 因此，工作条件要求不高，故在机械中应用仍然较广泛。因此，工作条件要求不高，故在机械中应用仍然较广泛。滑动轴承实例滑动轴承实例液体摩擦实例一：液体摩擦实例一： 19761976年，广洲年，广洲渔轮厂拆修渔轮上的柴油机渔轮厂拆修渔轮上的柴油机，发现主，发现主轴上的轴承轴上的轴承( (巴氏合金巴氏合金) ) 在加工时刮刀留下的刀痕还仍然存在加工时刮刀

3、留下的刀痕还仍然存在。该柴油机已使用了在。该柴油机已使用了l0l0多年，未更换过主轴承，这说明多年，未更换过主轴承，这说明轴承已形成液体摩擦，否则会轴承已形成液体摩擦，否则会磨损，就看不到刀痕了磨损，就看不到刀痕了。 液体摩擦实例二：液体摩擦实例二： 原原“东方红东方红”轮现为轮现为“江峡轮江峡轮”的齿轮减速器，在的齿轮减速器，在19751975年检查时，发现齿面上年检查时，发现齿面上在滚齿时滚刀留下的刀痕在滚齿时滚刀留下的刀痕还存在。还存在。该减速器已使用了几十年，采用喷油润滑，这说明齿轮间该减速器已使用了几十年，采用喷油润滑，这说明齿轮间也形成了液体摩擦，大大降低了磨损也形成了液体摩擦，大

4、大降低了磨损。液体摩擦实例三：液体摩擦实例三： 电风扇上叶片轮轴与机架采用的是滑动轴承，质量好电风扇上叶片轮轴与机架采用的是滑动轴承，质量好时无噪声。用滚动轴承时噪声和发热都较严重。时无噪声。用滚动轴承时噪声和发热都较严重。2、按承受的载荷方向分、按承受的载荷方向分（1）径向滑动轴承）径向滑动轴承主要承受径向载荷主要承受径向载荷FR（2）止推滑动轴承）止推滑动轴承主要承受轴向载荷主要承受轴向载荷FA滑动轴承的类型滑动轴承的类型13-2 滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式一、径向滑动轴承一、径向滑动轴承1、整体式整体式该结构由轴承座和轴套（套筒式轴瓦）组成。轴承座用螺栓该结构由轴承座和轴套（套

5、筒式轴瓦）组成。轴承座用螺栓与机座联接，顶部设有装油杯的螺纹孔。轴套上开有油孔，与机座联接，顶部设有装油杯的螺纹孔。轴套上开有油孔，并在内表面开油沟以输送润滑油。这种轴承结构简单，但当并在内表面开油沟以输送润滑油。这种轴承结构简单，但当工作表面磨损后，间隙无法调整，轴颈只能从端部装入。多工作表面磨损后，间隙无法调整，轴颈只能从端部装入。多用于低速、轻载和间歇工作场合，如绞车、手动起重机等。用于低速、轻载和间歇工作场合，如绞车、手动起重机等。滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式2、剖分式剖分式该结构由轴承盖、轴承座、剖分瓦和双头螺柱组成。轴承盖和轴该结构由轴承盖、轴承座、剖分瓦和双头螺柱组成。轴

6、承盖和轴承座剖分面常做成阶梯形，以便定位和防止工作时错动。安装时承座剖分面常做成阶梯形，以便定位和防止工作时错动。安装时上下瓦分面间放有垫片，当轴瓦工作面磨损后，可抽去一些垫片，上下瓦分面间放有垫片，当轴瓦工作面磨损后，可抽去一些垫片，以此来调整轴承的间隙。这种结构可调整间隙，且轴承盖可打开以此来调整轴承的间隙。这种结构可调整间隙，且轴承盖可打开安装轴，便于装拆维修，但结构复杂，价格较贵。安装轴，便于装拆维修，但结构复杂，价格较贵。3、自位式自位式（自动调心式）（自动调心式）当轴颈较长（宽径比当轴颈较长（宽径比B/d1.51.75），轴的刚度小，或由于），轴的刚度小，或由于两轴承不是安装在同一

7、刚性机架上，同心度较难保证时，都会两轴承不是安装在同一刚性机架上，同心度较难保证时，都会造成轴瓦端部的局部接触，使轴瓦局部磨损严重，此时可采用造成轴瓦端部的局部接触，使轴瓦局部磨损严重，此时可采用自位式滑动轴承。这种轴承将轴瓦外表面做成凸形，与轴承盖自位式滑动轴承。这种轴承将轴瓦外表面做成凸形，与轴承盖2及轴承座及轴承座3上的凹形球面相配合。因此，轴瓦可随轴的弯曲或倾上的凹形球面相配合。因此，轴瓦可随轴的弯曲或倾斜而自动调心，从而保证轴颈与轴瓦的均匀接触。斜而自动调心，从而保证轴颈与轴瓦的均匀接触。二、止推滑动轴承二、止推滑动轴承由轴承座、套筒、径向轴瓦、止推轴瓦组成。为了便于对中，由轴承座、

8、套筒、径向轴瓦、止推轴瓦组成。为了便于对中，止推轴瓦底部制成球面形状，并用销钉来防止它随轴颈转动。止推轴瓦底部制成球面形状，并用销钉来防止它随轴颈转动。润滑油从底部进入，上部流出。这种轴承主要承受轴向载荷，润滑油从底部进入，上部流出。这种轴承主要承受轴向载荷，借助于径向轴瓦也可承受部分径向载荷。借助于径向轴瓦也可承受部分径向载荷。滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式13-2 滑动轴承的材料滑动轴承的材料主要是主要是轴瓦轴瓦的材料的材料一、材料要求一、材料要求低摩擦系数、耐腐蚀性、抗胶合性、抗压抗疲劳强度、导热低摩擦系数、耐腐蚀性、抗胶合性、抗压抗疲劳强度、导热性、工艺性性、工艺性二、材料二、材

9、料1）青铜）青铜 2）轴承合金）轴承合金 3）其它材料）其它材料 灰铸铁、粉末冶金灰铸铁、粉末冶金13-4 非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承一、主要失效形式一、主要失效形式1、磨损、磨损2、胶合、胶合非液体磨擦滑动轴承的工作表面，在工作时有局部的金属接非液体磨擦滑动轴承的工作表面，在工作时有局部的金属接触，会产生不同程度的摩擦和磨损，使配合间隙增大，当间触，会产生不同程度的摩擦和磨损，使配合间隙增大，当间隙超过某一允许值时，机器正常运行受到破坏，噪声增大，隙超过某一允许值时，机器正常运行受到破坏，噪声增大，旋转精度变低。旋转精度变低。当轴承在高速、重载且润滑不良时工作，摩擦加剧，发热过当轴

10、承在高速、重载且润滑不良时工作，摩擦加剧，发热过多，可能会发生胶合失效。严重时，甚至轴承与轴颈焊死。多，可能会发生胶合失效。严重时，甚至轴承与轴颈焊死。非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承二、设计计算二、设计计算条件性计算。一般已知：轴颈直径条件性计算。一般已知：轴颈直径d(mm)、转速、转速 n(r/min)、和轴承承受的径向载荷、和轴承承受的径向载荷FR（N）设计步骤：设计步骤：（1）根据轴承的工作条件和使用要求，确定轴承及相应）根据轴承的工作条件和使用要求，确定轴承及相应的轴瓦的结构型式，并选定轴瓦材料。的轴瓦的结构型式，并选定轴瓦材料。 （2）确定轴承的宽度）确定轴承的宽度B。一般由宽

11、径比。一般由宽径比B/d及及d值确定。值确定。 B/d 承载承载 但油不易从两端流出，散热性差。但油不易从两端流出，散热性差。一般取一般取 B/d=0.51.5。（3）验算轴承的工作能力）验算轴承的工作能力1）磨损磨损校核压强校核压强p限制压强限制压强p是为了保证摩擦表面之间保留一定的润滑剂，是为了保证摩擦表面之间保留一定的润滑剂，（p大，润滑剂易被挤出），避免轴承过度磨损而缩短寿大，润滑剂易被挤出），避免轴承过度磨损而缩短寿命。命。pdBFpR1.径向滑动轴承径向滑动轴承100060pvdnBdFpvR100060vdnv4）选择轴承的配合选择轴承的配合 参考手册参考手册转速高，转速高，越大

12、。载荷大，越大。载荷大， 越小。越小。非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承2) )胶合胶合校核校核pv值值限制限制pv值是为了防止轴承过热而发生胶合，因值是为了防止轴承过热而发生胶合，因pv值大，轴承值大，轴承单位面积上的摩擦功也大。单位面积上的摩擦功也大。3) )校核校核v值值对于比压小的轴承，即使对于比压小的轴承，即使p和和pv值验算合格，如果滑动速度值验算合格，如果滑动速度过高，也会发生加速磨损而使轴承报废。过高，也会发生加速磨损而使轴承报废。p、pv和和v值见表值见表13-1非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承2.止推滑动轴承止推滑动轴承止推滑动轴承的计算与径向滑动轴承的相同止推滑动轴

13、承的计算与径向滑动轴承的相同1）磨损磨损校核压强校核压强p)(42122pKddFpA21)6 . 04 . 0(dd 2) 胶合胶合校核校核pvm值值pvpvm100060ndvmm)(2121dddm三、实例分析（见三、实例分析（见P235）p和和pv 值见表值见表13-395. 090. 0K13-5 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑润滑的目的主要是降低摩擦和减少磨损，提高轴承的效率，润滑的目的主要是降低摩擦和减少磨损，提高轴承的效率，同时还可起到冷却、吸振、防锈的作用。同时还可起到冷却、吸振、防锈的作用。一、润滑剂一、润滑剂 润滑油润滑油润滑剂润滑剂 油滑脂油滑脂 固体润滑剂固体润滑剂对难

14、于经常加油，或者低速重载或摆动的轴承宜用润滑脂。对难于经常加油，或者低速重载或摆动的轴承宜用润滑脂。选择润滑油时，对转速高、压力小、工作温度较低时，选粘度小选择润滑油时，对转速高、压力小、工作温度较低时，选粘度小的油，反之，选粘度大的油。的油，反之，选粘度大的油。二、润滑装置（阅读）二、润滑装置（阅读） 固体润滑剂有石墨和二硫化钼，以粉剂加入润滑油或润滑脂中，固体润滑剂有石墨和二硫化钼，以粉剂加入润滑油或润滑脂中， 用于提高其润滑性能，减少摩擦损失，提高轴承使用寿命。用于提高其润滑性能，减少摩擦损失，提高轴承使用寿命。滴油润滑油芯式润滑油环润滑润滑杯（润滑脂）飞溅润滑压力循环润滑本章英语单词本

15、章英语单词滑动轴承滑动轴承 sliding bearingsliding bearing整体式轴承整体式轴承 solid bearingsolid bearing剖分式轴承剖分式轴承 split bearing split bearing 轴瓦轴瓦 bush bush 轴承衬轴承衬 bearing linerbearing liner青铜青铜 bronzebronze轴承合金（巴氏合金）轴承合金（巴氏合金） bearing alloy bearing alloy (Babbitt metals) (Babbitt metals)润滑装置润滑装置 lubricating devicelubric

16、ating device润滑方式润滑方式 lubricating typelubricating type润滑油润滑油 lubricating oillubricating oil润滑脂润滑脂 grease (grease lubricant)grease (grease lubricant)本章小结本章小结内容归纳内容归纳本章小结本章小结 重点学习内容重点学习内容 1.1.会选用滑动轴承的结构和材料。会选用滑动轴承的结构和材料。 2.2.重点掌握非液体摩擦滑动轴承的设计计算。重点掌握非液体摩擦滑动轴承的设计计算。 第十四章第十四章 滚动轴承滚动轴承1、常用轴承类型选择、常用轴承类型选择2、寿

17、命计算方法、寿命计算方法3、轴承组合设计方法、轴承组合设计方法特点：摩擦阻力小、起动容易、效率高等优点特点：摩擦阻力小、起动容易、效率高等优点 14-1 滚动轴承的结构、类型和代号滚动轴承的结构、类型和代号一、基本结构一、基本结构组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。(各类滚动体)二、主要类型二、主要类型 国家标准有十二类，以滚动体形状、受载性质为主命名国家标准有十二类，以滚动体形状、受载性质为主命名大轴向载荷承受能力大大轴向载荷承受能力大滚动轴承的结构、类型和代号滚动轴承的结构、类型和代号滚动轴承的结构、类型和代号滚动轴承的结构、类型和代号1.双列角接触球轴承双

18、列角接触球轴承 0型型外圈厚度不一，接触角外圈厚度不一，接触角0F S2时，轴有向右移动趋势，轴承时，轴有向右移动趋势，轴承“压紧压紧”， “放松放松”。由力平衡方程，有：由力平衡方程，有：FA+FS1= FS2+ FS= FA 压紧端；压紧端；FS1 = FA 放松端放松端（2）FA+FS1 P2 故仅计算轴承故仅计算轴承I例例14-2 求深沟球轴承的寿命。求深沟球轴承的寿命。 FR1=2000N， FR2=1500N ，FA=600NFA解：解：hPCnLh)(60106例例14-3 FR1=1000N， FR2=2000N ， FA=800N 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承30207其中其中

19、=10/3C查手册查手册51500N，n由题意由题意1440r/min下面求当量动负荷下面求当量动负荷P，P=fP(XFR+YFA) ，fP=1.51、由于是、由于是3类轴承先求类轴承先求FAiFS1=FR1/2Y=1000/21.6=313N FS2=FR2/2Y=2000/21.6=625NFS1+FA=313+800=1113 N FS1+ FA FS2轴承轴承I放松、轴承放松、轴承压紧压紧由力的平衡方程由力的平衡方程 FS1 + FA = FS2 + FS FA1= FS1=313 N FA2= FS1+ FA =1113 N2、求当量动载荷、求当量动载荷P 轴承轴承I P1= fP(

20、XFR1+YFA1) =1500N 轴承轴承 P2= fP(XFR2+YFA2) =3871N P2P1 以轴承以轴承作为寿命计算依据作为寿命计算依据hLh64580)387151500(144060103/1063、求、求Lh实际寿命比预期寿命大，轴承合格。实际寿命比预期寿命大，轴承合格。例例14-314-3本章英语单词本章英语单词滚动轴承滚动轴承 antifriction bearingantifriction bearing调心球轴承调心球轴承 self-aligning ball bearingself-aligning ball bearing调心滚子轴承调心滚子轴承 self-al

21、igning roller bearingself-aligning roller bearing推力滚子轴承推力滚子轴承 trust roller bearingtrust roller bearing圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 tapered roller bearingtapered roller bearing推力球轴承推力球轴承 trust ball bearingtrust ball bearing深沟球轴承深沟球轴承 deep groove ball bearingdeep groove ball bearing角接触球轴承角接触球轴承 angular-contact ball bearingangular-contact ball bearing圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 roller bearingroller bearing滚针轴承滚针轴承 needle bearingneedle bearing