《机械设计基础 第4版》 课件 11滑动轴承

第十一章滑动轴承

一、主要内容1.摩擦的性质与分类；

2.滑动轴承的特点及应用；3.滑动轴承的结构；4.非液体滑动轴承的设计计算；5.流体动压润滑形成原理；6.径向滑动轴承动压油膜形成过程；学习指导二、重点与难点1.摩擦与润滑的基本知识；

2.滑动轴承的基本结构设计；

3.轴瓦的材料的选择原则；

4.非液体摩擦滑动轴承的设计计算；

5.液体动压润滑的形成条件及设计计算。

非液体摩擦轴承的特点：结构简单，使用方便。损耗较大。液体摩擦轴承的特点：

（1）在高速重载下能正常工作，寿命长、精度高；

（2）可做成剖分式的，能满足特殊结构的需要；（3）具有很好的吸震、缓冲和阻尼作用；（4）径向尺寸比滚动轴承小；（5）起动摩擦阻力较大。概述：按照两表面的润滑状况，摩擦分：第一节摩擦状态

不加润滑剂时，相对运动的零件表面直接接触，这样产生的摩擦称为干摩擦。摩擦力的大小：摩擦力大小可表示为：1、干摩擦2、边界摩擦两表面加入润滑油后，在金属表面形成一层边界膜，它可能是物理吸附膜，也可能是化学反应膜，不满足流体动压形成条件。虽有动压力，但压力较低。油膜较薄时，在载荷的作用下，边界膜互相接触，这种摩擦状态称为边界摩擦。3、液体摩擦当两摩擦表面被流体（液体或气体）完全隔开时，摩擦表面不会产生金属间的直接摩擦，流体层间的粘剪阻力就是摩擦力，这种摩擦称为流体摩擦。运动副表面材料不断损失的现象称为磨损。第二节润滑剂和润滑装置

一、摩擦、磨损、润滑基本知识

1.摩擦、磨损在外力作用下一个物体相对另一个物体运动或有运动趋势时，由法向外力引起的两物体接触面产生切向力，这种现象称为摩擦，这种切向力称为摩擦力。单位时间内材料的磨损量（体积、重量、厚度等）称为磨损率。根据磨损结果着重对磨损表面外观的描述：点蚀磨损、胶合磨损、擦伤磨损等根据磨损机理：粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损（1）粘度粘度是表示润滑油粘性的指标，即流体抵抗变形的能力，它表征油层间内摩擦阻力的大小。粘度的大小可以用动力粘度和运动粘度等指标来表示。2.润滑1)润滑油a.动力粘度(绝对粘度)相距1m，面积为1的两层平行液体间，产生的相对移动速度时，所需施加的力为1N，则这种液体的动力粘度为，单位是。b.运动粘度γ流体的动力粘度与同温度下的密度ρ的比值,称为运动粘度。（2）油性（3）凝点润滑脂是润滑油与各种稠化剂的混合物。2)润滑脂钙基润滑脂钠基润滑脂锂基润滑脂具有良好的抗水性，目前应用最多，但耐热能力差，工作温度。

具有较高的耐热性，工作温度可达，但抗水性差。既能抗水、耐高温()，而且有较好的机械安全性，是一种多用途的润滑脂。二、润滑装置

1.油润滑(1)针阀式油杯(2)芯捻式油杯(3)飞溅润滑(4)压力循环润滑2.脂润滑常见润滑装置有旋转式油杯第三节滑动轴承的结构形式

滑动轴承按所受载荷情况：径向滑动轴承和推力滑动轴承。一、径向滑动轴承

1.整体式径向滑动轴承整体式轴承结构简单,磨损后间隙过大时无法调整;轴颈只能从轴承端部安装和拆卸。2.剖分式径向滑动轴承剖分式径向滑动轴承装拆方便,还可以通过增减剖分面上的调整垫片的厚度来调整间隙。推力轴承由轴承座和推力轴颈组成二、推力滑动轴承

所谓轴承材料指的是轴瓦材料。滑动轴承最常见的失效形式是轴瓦磨损、胶合、疲劳剥落和由制造工艺原因而引起的轴承衬脱落。一、轴瓦材料对轴瓦材料的主要要求是：（1）摩擦因数小；（2）导热性好，热膨胀系数小；（3）耐磨、耐蚀、抗胶合能力强；（4）具有良好的嵌藏性及适应性；（5）要有足够的机械强度和可塑性。第四节轴瓦及轴承衬材料

轴瓦材料可分为三类：金属材料、粉末冶金材料和非金属材料。金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁。

1.轴承合金轴承合金又称白金或巴氏合金锡基轴承合金，如ZChSnSb10-6，ZChSnSb8-4铅基轴承合金，如ZChPbSb16-16-2，ZChPbSb15-15-3这两种轴承合金都有较好的跑合性、耐磨性和抗胶合性。但轴承合金强度不高，价格很贵。2.青铜抗胶合能力仅次于轴承合金，强度较高。铸锡磷青铜铅青铜铝青铜3.黄铜4.铝合金5.铸铁6.粉末冶金材料7.轴承塑料在钢或铜制成的轴瓦内表面上浇注一层轴承合金，这层轴承合金称轴承衬，钢或铜制成的轴瓦机体称瓦背。整体式轴瓦轴瓦和轴承一般采用过盈配合二、轴瓦结构剖分式轴瓦为了向摩擦表面间加注润滑剂,在轴承上方开设注油孔。值大表明摩擦功大,温升大,边界膜易破坏,其限制条件为:1.轴承的单位压强p压强P过大可能使轴瓦产生塑性变形破坏边界膜,而且一旦出现干摩擦状态则加速磨损。应保证压强不超过允许值[p],即2.验算轴承的值

第五节非液体摩擦滑动轴承的设计计算

一、径向滑动轴承的计算≤≤对于跨度较大的轴二、非液体摩擦推力滑动轴承的计算1.验算单位压强2.验算值3.验算速度≤≤≤液体润滑定义:利用一定速度的粘性流体相对摩擦运动来形成收敛形间隙，使轴颈和轴瓦工作表面间产生很大的压力。即使在相当大的载荷作用下，仍能维持两摩擦表面间的液体摩擦状态，称其为液体润滑。液体动压轴承：径向轴承推力轴承靠液体动压力使其在液体摩擦状态下工作的。第六节液体动压滑动轴承简介

分类：一、流体动压润滑形成原理1.两平行板情况a）由于润滑油的粘性以及它与平板间的吸附作用，吸附于板A的油层流速为v，吸附于板B的油层流速为零，当板上无载荷时，两板间带进的油量等于带出的油量，润滑油维持连续流动，A板不会下沉；b）若板A上承受载荷p时，油将向两边挤出，于是板A逐渐下沉，直到与板B接触。这说明两平行板之间是不可能形成压力油膜的。2.两板不平行情况当板A以速度v运动时，由于入口截面aa处的间隙大于出口截面cc处的间隙，则进油多而出油少。润滑油是不可压缩的，迫使进口端润滑油的速度图形向内凹，出口端油的速度图形向外凸。油层速度呈图中实线所示的曲线分布，使带进的油量等于带出的油量。间隙内形成的液体压力将与外载荷p平衡，使板A与板B分开。这说明在间隙内形成了压力油膜。

这种借助于相对运动而在轴承间隙中形成的压力油膜称为动压油膜。相对滑动表面之间必须形成收敛的楔形间隙(通称油楔)；根据以上分析可知，形成动压油膜的必要条件有：2)两工作表面间要有一定的相对滑动速度，并使润滑油从大截面流入，从小截面流出；3)间隙间要连续充满具有一定粘度的润滑油或其他粘性流体。此外，对一定的载荷p，必须使粘度、速度

及间隙等合适匹配。二、径向滑动轴承动压油膜形成过程a)轴颈与轴瓦两表面间自然形成一收敛的楔形空间；b)轴颈转动时，速度极低，摩擦力的作用下迫使轴颈向右滚动而偏移爬升；c)转速增大，楔形间隙内形成的油膜压力将轴颈推开而与轴承脱离接触。随着轴颈表面圆周速度增大，带入楔形空间的油量也逐渐增加，右侧楔形油膜产生一定的动压力，将轴颈向左浮起；d)当机器达到稳定运转时，轴颈则处于此位置。

第七节静压轴承与空气轴承简介

一、静压轴承主要特点：润滑状态和油膜压力与轴颈转速的关系很小；轴速变化和转向改变对油膜刚性的影响很小；2)提高油压就可以提高承载能力，在重载条件下也可以获得液体润滑；3)由于机器在起动前就能建立润滑油膜，因此起动力矩小。二、空气轴承

空气一种取之不尽的流体，空气粘度随温度变化小、耐辐射对机器不会发生污染。因而在要求高速、高温、低温、摩擦小以及有放射线存在的场合，空气润滑轴承显示了它的特殊功能。典型习题

【答】：

1)非液体摩擦滑动轴承得特点是：结构简单、成本低、摩擦大、磨损大、效率低，适用于低速、轻载、不重要的机械。如手动机械、农业机械等。

2)液体摩擦滑动轴承得特点是：摩擦小、效率高、工作平稳、可减振缓冲，适用于高速、重载、高精度的机械。如水轮机、汽轮机、大中型发电机、内燃机、轧钢机等。但设计制造、调整、维护成本高。

例1：滑动轴承有何特点，它适用于何种场合？例2：非液体摩擦滑动轴承怎样计算？

【答】：非液体摩擦滑动轴承目前尚没有精确的算法。当前只能按条件性的算法进行计算。

1、磨损计算(限制压强)。为防止轴承工作面上被过度损坏，以减轻磨损，常限制工作投影面上的平均压强。2、发热计算(限制

值)。对长期运转的轴承验算其发热，发热来自摩擦功，它正比于因而限制值。

3、验算速度。对于长跨距的轴及可能较小，但轴的误