机械设计4112滑动轴承.ppt

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1、机械设计第第 4 章摩擦、磨损及润滑章摩擦、磨损及润滑第第 12 章章滑动轴承滑动轴承1第 4 章摩擦、磨损及润滑2 滑动轴承4-1 摩擦（润滑状态）图3-11.干摩擦：干摩擦：表面间无润滑剂或保护膜的纯金属间的摩擦；2.边界摩擦：表面被吸附在表面的边界膜隔开；4.混合摩擦：3.流体摩擦：表面被流体完全隔开，摩擦性能取决于内部分子间的 粘性阻力345 滑动轴承摩擦（润滑状态）2.边界摩擦（润滑）边界摩擦（润滑）：表面被吸附在表面的边界膜隔开；按边界膜形成机理，边界膜分为：吸附膜吸附膜 润滑剂中分子吸附在金属表面而形成的边界膜；n化学反应膜化学反应膜润滑剂中以原子形式存在的S、Al、P元素与金属

2、反应生成化合物，在金属表面形成的薄膜。反应膜具有较高的熔点，比吸附膜稳定。6 滑动轴承3.混合摩擦混合摩擦(润滑润滑)：摩擦表面间处于边界摩擦与流体摩擦的混合状态时.4.流体摩擦流体摩擦(润滑润滑)：摩擦表面间的润滑模厚度大到足以将两个表面的轮廓峰完全隔开.7n北方交大考研试题北方交大考研试题干摩擦时,摩擦力与所受载荷及表面接触面积的关系为:A.与表面面积无关而与载荷成正比;B.与表面面积有关而与载荷无关;C.与表面面积有关而与载荷成正比.8北京理工大学考研试题北京理工大学考研试题n零件表面在混合润滑状态时的摩擦系数比液体润滑状态时的摩擦系数 。A.大；B.小；C.可能大，可能小；D.相等。9

3、4-2 磨损磨损10按磨损机理可分为：按磨损机理可分为：1.粘着磨损：粘着磨损：“冷焊”后，表面材料的 脱离及迁移；2.磨粒磨损：磨粒磨损：摩擦面间的游离颗粒，起到微切削作用；3.疲劳磨损：疲劳磨损：疲劳点蚀；4.冲蚀磨损：冲蚀磨损：流动液体、气体所夹 硬质物体颗粒引起5.化学磨损化学磨损（腐蚀磨损）：机械作用及化学或 电化学作用共同引起的磨损；114-3 润滑剂、添加剂和润滑方法润滑剂、添加剂和润滑方法（一）润滑剂（一）润滑剂1.润滑油润滑油润滑油的主要指标（1）粘度）粘度:流体抵抗变形的能力，标志着 流体内摩擦阻力的大小。a）动力粘度 b)运动粘度 v=0vhvxzh12a）动力粘度牛顿粘

4、性定律：在流体中任意点处的切应力均与该处流体的速度梯度成正比。u=0Uhuxy剪切剪切应力应力动力动力粘度粘度速度速度梯度梯度h13b）运动粘度与动力粘度的换算关系：n动力粘度动力粘度：主要用于流体动力计算。Pasn运动粘度运动粘度：使用中便于测量。m2/s粘温曲线见 图4-92.油性油性（润滑性）：润滑油在摩擦表面形成各种吸附膜和化学反应膜的性能；3.润滑油主要指标润滑油主要指标：闪点闪点:油气遇火焰即能发出闪光的最低温度油气遇火焰即能发出闪光的最低温度;要求工作温度要求工作温度低于闪点低于闪点30-40C(油高温工作指标)凝点凝点:不能再自由流动的最高温度不能再自由流动的最高温度.(油低温

5、工作指标)密度密度14（三）润滑剂的添加剂（三）润滑剂的添加剂耐磨损添加剂：抗磨损；极压添加剂：提高抗胶合性；油性添加剂：提高边界润滑的油膜强度；（二）润滑脂的主要指标（二）润滑脂的主要指标1.针入度：针入度：重1.5N的锥体，于25C恒温下5s后刺入的深度；2.滴点：滴点：在规定的加热条件下，润滑脂从标准测量杯的孔口滴下第一滴时的温度。工作温度应低于滴点20C15vVxyVvV=0F 油压p分布曲线 vv4-4 流体动压润滑的基本理论流体动压润滑的基本理论雷诺方程雷诺方程h017流体静力润滑：向两运动表面输入压力油；流体动力润滑：利用两运动表面形成收敛的楔行楔行间隙间隙、相对速度相对速度及润

6、滑油粘度润滑油粘度，形成压力膜;vUxyF 油压p分布曲线 v楔效应楔效应18形成流体动压润滑的必要条件形成流体动压润滑的必要条件1.两工作表面间必须构成两工作表面间必须构成收敛的楔形间隙收敛的楔形间隙；2.两工作表面间必须两工作表面间必须充满有一定粘度充满有一定粘度的的 润滑油或其它流体；润滑油或其它流体；3.两工作表面必须有一定的两工作表面必须有一定的相对滑动速度相对滑动速度；4.运动方向必须保证能带动润滑油运动方向必须保证能带动润滑油 从从大截面流进，小截面流出。大截面流进，小截面流出。19北京航空航天大学考研试题北京航空航天大学考研试题n流体动压润滑轴承形成动压润滑的必要条件是：n（1

7、）n（2）n（3）n（4）20第十二章第十二章 滑动轴承滑动轴承21第十二章第十二章 滑动轴承滑动轴承 12-1 概述（一）（一）目前滑动轴承应用的主要场合：目前滑动轴承应用的主要场合：1.转速极高的轴承 2.载荷特重的轴承 3.冲击很大的轴承 4.要求特别精密的轴承 22（二）轴承分类（二）轴承分类n轴承轴承：滑动轴承、滚动轴承滑动轴承、滚动轴承n滑动轴承滑动轴承：径向轴承、止推轴承径向轴承、止推轴承n按液体润滑承载机理分：按液体润滑承载机理分：n液体动压轴承、液体静压轴承液体动压轴承、液体静压轴承23滑动轴承滑动轴承：径向轴承、止推轴承径向轴承、止推轴承2412-2 径向滑动轴承的结构径向

8、滑动轴承的结构整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承对开式对开式径向径向滑动轴承滑动轴承图图15-18 斜剖斜剖分式分式径向径向滑动滑动轴承轴承252627282912-2 径向滑动轴承的结构径向滑动轴承的结构调心滑动轴承调心滑动轴承 可调间隙的滑动轴承可调间隙的滑动轴承30滑动轴承12-2 径向滑动轴承结构径向滑动轴承结构 多油楔轴承多油楔轴承31 12-3滑动轴承的失效形式及常用材料滑动轴承的失效形式及常用材料（一）滑动轴承的失效形式和材料（一）滑动轴承的失效形式和材料磨粒磨损磨粒磨损胶合胶合(咬粘咬粘)刮伤、刮伤、疲劳剥落、腐蚀疲劳剥落、腐蚀（二）对材料性能的要求（二）对材料性能的要求*良

9、好的减摩性、耐磨性良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘和抗咬粘(胶合胶合)性性;*良好的摩擦顺应性、嵌良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性入性和磨合性;*足够的强度和抗腐蚀能足够的强度和抗腐蚀能力力;*良好的导热性、工艺性良好的导热性、工艺性和经济性等和经济性等.32 （三）（三）滑动轴承的常用材料滑动轴承的常用材料 表表12-21.轴承合金：锡、铅、锑、铜合金，仅用于轴承衬轴承合金：锡、铅、锑、铜合金，仅用于轴承衬2.铜合金铜合金:青铜广泛应用青铜广泛应用3.铝基轴承合金铝基轴承合金4.灰铸铁及耐磨铸铁：经济、耐磨灰铸铁及耐磨铸铁：经济、耐磨5.多孔质金属材料：粉末冶金，含油轴承多孔质金属材料：粉末冶金

10、，含油轴承 6.非金属材料非金属材料33 12-4 轴瓦瓦结构结构轴瓦结构n整体式轴瓦和剖分式轴瓦n轴瓦由13层制成343536滑动轴承12-4 轴瓦结构轴瓦结构轴瓦结构：由13层材料制成轴瓦内表面结构 37滑动轴承轴瓦结构轴瓦结构图图12-7 轴瓦的固定轴瓦的固定整体式轴瓦整体式轴瓦38滑动轴承12-4 轴瓦结构 油沟与油槽的位置油沟与油槽的位置 油槽的尺寸可查相关的手册。轴向油槽轴向油槽周向油槽周向油槽油孔油孔39滑动轴承油沟与油槽的位置油沟与油槽的位置 不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低轴承的承载能力低轴承的承载能力4041 12-5滑动轴承润滑剂

11、的选用滑动轴承润滑剂的选用（一）润滑脂及其选择原则（一）润滑脂及其选择原则 1.高压低速高压低速，针入度小品种，反之针入度大；2.润滑脂滴点润滑脂滴点应比轴承工作温度高20-30C；3.潮湿环境潮湿环境选钙基或铝基润滑脂；高温工作高温工作选钠基或复合钙基润滑脂。（二）润滑油及其选择原则（二）润滑油及其选择原则1.高速低压高速低压选粘度较低的油；反之选粘度较高油；2.高温工作高温工作的轴承（t60C）油粘度应高些；3.不完全液体润滑不完全液体润滑轴承润滑油选择见表12-4；4.液体动压液体动压轴承润滑油选择见表4-1。42 12-6不完全液体不完全液体润滑滑滑动轴承设计计算滑动轴承设计计算（混合

12、润滑滑动轴承的条件性计算）（一）（一）径向滑动轴承的计算径向滑动轴承的计算 （上式中各参数见表（上式中各参数见表12-2）4.选取滑动轴承的配合：H9/d9、H8/f7、H7/f6 43（混合润滑滑动轴承的条件性计算）（二）（二）止推滑动轴承的计算止推滑动轴承的计算 （上式中各参数见表（上式中各参数见表12-6）44中南大学考研试题中南大学考研试题n设计计算非液体滑动轴承时要验算设计计算非液体滑动轴承时要验算:n1)其目的是其目的是 ;n2)其目的是其目的是 ;n3)其目的是其目的是 ;4512-6 推力（止推）滑动轴承结构推力（止推）滑动轴承结构V图15-25 动压推力滑动轴承46 a单向旋

13、转 b双向旋转 c可倾瓦推力轴承 轴承表面由多组斜面平面组成，当轴低速旋转时依靠平面接触承载，当以工作速度旋转时依靠斜面形成液体动压润滑。12-6 推力滑动轴承结构推力滑动轴承结构4712-6 混合润滑滑动轴承的条件性计算混合润滑滑动轴承的条件性计算 （二）止推滑动轴承的计算（二）止推滑动轴承的计算 a)实心式 b)空心式 c)单环式 d)多环式4812-7液体动压径向滑动轴承的设计计算液体动压径向滑动轴承的设计计算1.流体动力润滑基本方程流体动力润滑基本方程2.径向滑动轴承形成动力润滑过程径向滑动轴承形成动力润滑过程 a)静止 b)启动 c)稳定运转Ff492.径向滑动轴承的主要几何参数径向滑动轴承的主要几何参数.直径间隙直径间隙.半径间隙半径间隙.相对间隙相对间隙.偏心距偏心距.偏心率偏心率.最小油膜厚度最小油膜厚度径向压力分布曲线径向压力分布曲线（参见图12-14）503.油膜的总承载能力为油膜的总承载能力为Fr承载量系数承载量系数表表12-7.相对间隙相对间隙=(D-d)/d51北京理工大学考研试题北京理工大学考研试题 对已知设计好的液体动压径向滑动轴对已知设计好的液体动压径向滑动轴承承,只改变下面一个参数只改变下面一个参数,其他参数都不变其他参数都不变,轴承的承载能力是提高了还是降低了轴承的承载能力是提高了还是降低了?52