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机械设计 15章滑动轴承

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十五章滑动轴承ppt课件

十五章滑动轴承ppt课件
机械设计
第一节 概述 第二节 滑动轴承结构与材料 第三节 混合润滑轴承的计算 第四节 液体动压润滑原理 第五节 液体动压润滑径向轴承的设计 第六节 液体静压润滑简介
第十五章
滑动轴承
返回章目录
分类方式
按 轴 承 中 轴 瓦 形 式 的 不 同
类型及特点
整体式滑动轴承（轴与轴瓦之间的间 隙不能调整）
润滑，并靠 液体- 的静压 平衡外载荷。
本章结束
单位时间内轴承摩擦功所产生的热量等于同时间 内由润滑油流动所带走的热量和经轴承表面散发的热 量之和。
fF c q ( t v 0 t i) a s π B t 0 d t i
t t0 ti
f
p
c
q vBd
πas v
润滑油的平均温度
tmti t 2
径向轴承的摩擦 特性系数线图
五、参数选择
1 、 在具有足够承载能力的条件下，最小油膜厚度应 满足：
hmin > h
2 、在平均油温tm≤75 ℃时，油的人口温度应满足： 35℃ ≤ ti ≤ 40℃
➢液体动压径向滑动轴承的设计步骤
1. 选择轴承宽径比，计算轴承宽度
2. 在保证 p≤[p] 、 pv≤[pv] 、 v≤[v]的条件下，选择 轴瓦材料
保证润滑油不被过大的压力所挤出，避免工作表
面的过度磨损
pp
➢径向轴承 ➢止推轴承
p Fr p
dB
p 4Fa p πd22 d12 z
二、限制轴承的 pv
➢径向轴承 pvFr πdnpv
dB60 1000
➢止推轴承 pm vpv
v 三、限制轴承的滑动速度
vv
第四节 液体动压润滑原理

《机械设计基础》第15章 滑动轴承

《机械设计基础》第15章 滑动轴承

τ
P＋dp τ＋dτ
雷诺耳实验（1883年）——层流与湍流的现象
雷诺方程：
h0 - h dp = 6ηv dx h3
其中：p——油膜压力 η——润滑油粘度 V——速度 h——间隙厚度（油膜厚度） h0——油膜压力为极限值时的间隙厚度
分析雷诺方程：
（1）当相对运动的两表面 形成收敛油楔时。即能保 证移动件带着油从大口走 u 向小口。 o
形成动压润滑的条件： （1）相对运动的两表面形成收敛油楔时。 （2）两表面必须有一定的相对速度。
（3）润滑油必须有一定的粘度，并供油充分。
（4）油膜的最小厚度应大于两表面不平度之和。
例：试判断下列图形能否建立动压润滑油膜？
v v v v
向心滑动轴承形成动压油膜的过程：
F F FF F
o
o1 o1 o o1 1 o1
润滑脂 （黄油） 固体润滑剂
钙基、钠基、铅基、锂基等。
石墨、二流化钼、聚氟乙烯树脂等 （用于高温下的轴承）。
空气、氢气等（只用于高速、高 温以及原子能工业等特殊场合）
气体润滑剂
●润滑剂的主要指标：
（1） 粘度——是润滑油最重要的物理性能指标，是选择润滑 油的主要依据，它标志着流体流动时内摩擦阻 力的大小。粘度越大，内摩擦阻力越大，即流 动性越差。 （2）凝点——是润滑油冷却到不能流动时的温度。凝点越低越好。 （3） 闪点——是润滑油在靠近试验火焰发生闪燃时的温度。 闪点是鉴定润滑油耐火性能的指标。在工作温度 较高和易燃环境中，应选用闪点高于工作温度 20°~30°C的润滑油。 （4） 油性——是指润滑油湿润或吸附在表面的能力。吸附能力 越强，油性越好。 （5） 滴点——是指润滑脂受热后开始滴落时的温度。润滑脂使 用工作温度应低于滴点20°~30°C，低于40°~ 60°更好。 （6）针入度（稠度）——是表征指润脂稀稠度的指标。针入度越 小，表示润滑脂越稠；反之，流动性越大。

机械设计滑动轴承

机械设计滑动轴承

3）铝基合金 —— 耐腐蚀性好，疲劳强度较高摩擦性较好 4）灰铸铁及耐磨铸铁 —— 具有减磨性、耐磨性，性脆、磨合性差， 轻载、低速 5）多孔质金属材料 —— 不同金属粉末压制、烧结而成 —— 吸油 （自润滑性）——含油轴承 韧性小，平稳、无冲击 中低速 6）非金属材料 塑料、碳— 石墨、橡胶、木材等
p 6ηV = 3 (h h0 ) x h
A< 0
不能承载
4、形成流体动力润滑的必要条件 1）两运动表面间具有楔形间隙； 2）两表面应有相对速度，速度的方向是将油 由大口带向小口； 3）润滑油应有一定的粘度，且要充分
二、径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 F F F n n
n=0
n≈0 Ff与 n反相
4、润滑油的粘－温特性
粘 -温 曲 线
5、零件润滑方法 旋 套 式
油 环 润 滑
油 芯 油 杯 旋 盖 式 油 脂 杯
针 阀 油 杯
§2 滑动轴承类型、轴瓦结构及材料
一、 滑动轴承类型
承载形式: 径向轴承(承受径向载荷)
止推轴承(承受轴向载荷)
滑 动 轴 承
润滑状态：不完全液体润滑轴承（不许干摩擦）
2、失效形式与设计准则 失效形式： 承载油膜破裂。 设计准则： 保证液体润滑，hmin≥[h] 同时，因Δt↑→η↓→油膜破裂：限制Δt 3、承载能力计算 推导思路 1）将直角坐标系的雷诺方程转换极坐标系 2）求任意位置的油膜压力 3）pφ 在 F 方向上的分量 pφy 4）求单位宽度上的油膜承载能力 5）考虑轴承端泄，进行修正 承载能力
y
η——动力粘度 y 长、宽、高各1米的液体，上下板相对滑动速度 1 m/s ，需要的切向力为 1 N 时，即 η=1 Ns/m2 （1Pa s — 帕 秒） 动力粘度国际制单位（SI）：

机械设计基础基础自测题

机械设计基础基础自测题

机械设计基础基础自测题第9章机械零件设计概论1.设计机械时，应考虑哪些基本要求？2.何谓零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？3.零件失效的原因有哪些？4.零件强度和刚度的条件是什么？5.你熟悉：名义载荷、名义应力、计算载荷、计算应力、载荷系数等名词术语吗？6.你熟悉机械零件的设计步骤吗？7.变应力的基本参数是什么？循环特性的定义如何？对应的应力变化曲线如何？8.在变应力作用下，零件的主要失效形式是什么？9.机械零件的疲劳失效表现有哪些特征？10.疲劳曲线的方程表达式是什么？11.何谓极限应力？何谓许用应力？12.你了解疲劳点蚀的破坏机理吗？13.你会用简化后的赫兹公式计算两个零件的接触应力吗？14.磨损的主要类型有哪些？15.耐磨性计算的准则是什么？16.制作机械零件的常用金属材料有哪些？17.钢和铸铁的区分标志是什么？18.铸铁有哪些种类？19.常用钢材有哪些种类？20.零件毛坯获取方法有哪些？21.设计机械零件时，优先选取哪种材料？22.常用的有色金属是哪些？23.常用的非金属材料有哪些？24.何谓零件的互换性？25.你理解如下名词的物理含义吗？基本尺寸、实际尺寸、最大极限尺寸、最小极限尺寸、尺寸误差、上偏差、下偏差、尺寸公差、零线、公差带、孔与轴的基本偏差、公差等级与标记方法、配合、间隙或过盈。

26.配合的类型有哪三种？其孔与轴的公差带相对位置如何？27.配合的基准制有哪两种？对应份公差带位置如何？28.试解释配合代号: H6/h5 (基准制、孔、轴代号、精度等级)29.表面粗糙度反映零件的什么误差？30.表面粗糙度对零件功能有何影响？31.不同加工方法获得的零件表面粗糙度变化趋势如何？32.何谓优先数系？33.零件工艺性良好的标志是什么？34.零件的工艺性优势哪些基本要求？35.何谓标准化？制定标准化有何意义？36.标准化的特征是什么？37.实际工程中使用的标准有哪些层次？性质如何？第10章联接1.螺纹是怎样形成的？2.常用螺纹的牙型有那几种？3.如何判断螺旋的旋向？4.何谓单线螺纹和多线螺纹？，螺距与导程有何关系？5.何谓联接螺纹和传动螺纹？6.螺纹的主要参数有哪些？各用什么符号表示？（大径d、小径d1、中径d2、螺距P、导程S、螺旋升角ψ、牙型角α、牙侧角β7.何谓螺纹的拧紧与拧松？8. 螺纹拧紧时驱动力矩T与轴向载荷F之间有何关系？9.螺纹拧松时驱动力矩T与轴向载荷F之间又有何关系？10.何谓螺纹的自锁？自锁的条件是什么？11.与矩形螺纹相比，非矩形螺纹的摩擦力是增大还是减小？为什么？12.传动螺旋的机械效率计算公式如何？13.传动螺旋与联接螺纹的螺旋升角的取值范围如何？14.三角形普通螺纹与管螺纹的牙型角各为多少度？15.何谓粗牙螺纹和细牙螺纹？16.梯形螺纹和锯齿型螺纹的牙侧角各是多少？用于何种场合？17.普通螺栓与铰制孔螺栓有何异同？各用于什么场合？18.螺栓联接与螺钉联接的区别是什么？19.双头螺柱用于什么场合？20.紧定螺钉的作用是什么？用于什么场合？21.常用的螺母结构形式有哪些？22.垫圈的作用是什么？有哪些常用的结构形式？23.螺纹拧紧力矩与轴向载荷的关系如何？24.测力矩板手与定力矩板手有何区别？25.螺纹的放松有哪些方法？26.螺栓联接的主要失效形式有哪几种？27.松螺栓的强度条件是什么？28.紧螺栓的强度条件是什么？29.何谓预紧力与残余预紧力？30.受横向载荷螺栓的预紧力与载荷之间有何关系？31.横向载荷较大时，可采取哪些措施来承受横向载荷？32.为什么说受轴向载荷的螺栓，其总拉力不等于预紧力与工作载荷之和（即：Fa≠ F0+FE）？其正确计算公式如何？33.你能利用螺栓与被联接件的受力变形图来分析螺栓与被联接件刚度对螺栓总拉力的影响吗？34.相对刚度系数是如何定义的？它对螺栓总拉力有何影响？35.螺栓受变载荷作用时，最容易在何部位产生疲劳断裂？36.采取什么措施可提高螺栓联接的疲劳强度？37.为什么降低kb ↓或增大 kc ↑可以减小螺栓总拉力的变化范围？38.为什么采用悬置螺母可以改善螺纹牙间的载荷分布？39.减小应力集中的措施有哪些？40.避免或减小附加应力的措施有哪些？41.螺旋传动的主要作用是什么？42.对螺旋传动的要求是什么？（强度足够, 耐磨, 摩擦系数小）43.螺旋传动的主要失效形式是什么？44.滚动螺旋类型有哪两种？45.滚动螺旋的优缺点有哪些？46.键的作用是什么？47.键的类型有哪几种？48. 标记：键C16×100 GB1096-79 的含义是什么？49.导向平键联接有何特点？50.半圆键有何特点？常用于何处？51.楔键联接和切向键联接有何特点？常用于何处？52. 当同一轴段采用两个键时，这两个键应于何布置？53. 花键联接有何特点，有几种类型？第11章齿轮传动1.齿轮的传动类型有哪两类？各用于什么场合？2.齿轮的失效形式有哪些？3.齿面疲劳点蚀的机理如何？常出现在哪种传动类型？4.齿面胶合的失效机理如何？避免齿面胶合的措施有哪些？5.减小齿面磨损的措施有哪些？6.齿轮常用材料及热处理方法有哪些？7.齿轮误差对传动过程有何影响？8.直齿轮切向力、径向力、法向力如何计算？9.齿形系数是否与模数有关？为什么？10.软齿面闭式齿轮传动的设计模式如何？11.硬齿面闭式齿轮传动的设计模式如何？12.开式齿轮传动的设计模式如何？13.斜齿轮切向力、径向力、轴向力如何计算？14.斜齿轮的螺旋角通常取多少？人字齿轮的螺旋角一般取多少？15.锥齿轮切向力、径向力、轴向力如何计算？16.开式齿轮传动采用什么方式润滑？17.闭式齿轮传动的润滑方式取决于什么参数？18.为什么高速齿轮传动不宜采用油池润滑?19.影响齿轮传动效率的因素有哪些？第12章蜗杆传动1.蜗杆是如何形成的？蜗杆传动用于哪种传动场合？2.蜗杆传动的优缺点有哪些？3.阿基米德蜗杆是如何得到的？4.蜗杆传动的正确啮合条件如何？5.蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角有何关系？6.何谓蜗杆的直径系数？定义该系数的目的是什么？7.蜗杆的分度圆直径、导程角如何计算？8.蜗轮旋转方向如何确定？9.为什么蜗轮常采用青铜制造？10.蜗杆的圆周力、径向力、轴向力大小如何计算？11.轴向力的方向如何确定？12.蜗杆传动的效率如何计算？13.当蜗杆传动的热平衡计算超过允许值时，可采取哪些降温措施？第13章带传动与链传动1.带传动是如何工作的？有哪几种类型？2.带传动为什么要定期张紧？有哪些张紧方法？3.带传动有哪些有缺点？4.带传动的紧边与松边有何关系？5.平皮带与V形带在条件相同时？哪个传递动力大？为什么？6.最大应力包括哪几部分？出现在何处？7.何谓带传动的弹性滑动？8.带绕过主动轮时，带速是落后还是超前轮速？9.带绕过从动轮时，带速是落后还是超前轮速？10.V带由哪几部分组成？何谓节线、节面？11.何谓带轮的基准直径和基准长度？12.计算V带的许用功率时，为什么要对基本额定功率进行修正？13.为什么要限制带轮的最小直径？14.对小带轮的包角有何限制？可采取哪些措施可增大包角？15.带传动的设计步骤如何？16.同步带有哪些有缺点如何？17.链传动有哪些特点？传动范围如何？18.链传动有哪些优缺点？19.链传动的主要参数是什么？20.为什么链条的节数最好取偶数？而链轮齿数最好取奇数？21.链轮的分度圆直径如何计算？22.当主动链轮匀速转动时，从动链轮也是匀速转动吗？23.链传动的速度不均匀系数与链轮齿数有何关系？24.当链轮的齿数过大时，容易出现什么现象？25.链节距对传动过程有何影响？26.为什么链传动的中心距一般设计成可调节的？27.何谓链传动的功率曲线图？28.链传动有哪些润滑方式？29.链传动的布置原则如何？第14章轴1.轴的作用如何？2.轴的类型有哪些？转轴、传动轴、心轴的承受载荷有何区别？3.常用轴的形状有哪些？4.轴的常用材料有哪些？5.轴的设计应考虑哪些要求？6.为什么直轴要设计成阶梯状？7.轴端倒角、砂轮越程槽、螺纹退刀槽有何作用？8.用什么方法可实现轴上零件的准确定位？9.用什么方法可实现轴上零件的轴向与周向固定？10.轴端零件可用什么方法固定？11.轴肩尺寸与轴上零件的倒角与圆角参数有何关系？12.轴向力较小时，常用哪些方式固定轴上零件？13.零件的周向固定可采用哪些方式来实现？14.当同一根轴上有两个键槽时，往往设计成共线形式，为什么？15.有哪些措施可减小轴的应力集中？16.按弯扭合成计算轴的强度时，为什么要引入折合系数？17.何谓当量弯矩？第15章滑动轴承1.轴承的作用如何？2.按轴承表面润滑情况，摩擦有哪几种状态？3.何谓向心滑动轴承？何谓推力滑动轴承？4.为什么要将大型液体滑动轴承设计成两边供油的形式？5.对轴承材料有哪些基本要求？6.常用的轴承材料有哪些？7.润滑剂的作用是什么？工程上常用的润滑剂有哪几类？8.牛顿液体流动定律的物理含义是什么？9.润滑油的具有哪些特性？其选用原则是什么？10.润滑脂是如何得到的？它有何优缺点？11.常用的固体润滑剂有哪几种？适用于什么场合？12.固体润滑剂的使用方式有哪些？13.动压油膜是如何产生的？其必要条件是什么？14.为什么在稳定运转时，轴径与轴承不同心？15.将轴瓦内孔做成能产生多个动压油膜特殊形状的目的是什么？16.静压轴承与动压轴承的工作原理相同吗？第16章滚动轴承1.滚动轴承由哪些零件组成？各零件的起何作用？2.滚动轴承有哪些优缺点？3.何谓滑动轴承的接触角？它与轴向承载能力有何关系？4.滚动轴承是如何分类的？5.滚动轴承基本类型有哪些？它们都能承受哪些载荷？6.什么是滚动轴承的极限转速？7.何谓滚动轴承的角偏差？角偏差过大时，宜采用什么轴承？8.滚动轴承基本代号代表什么含义？代号:61210的含义是什么？9.滚动轴承的失效形式有哪些？10.何谓滚动轴承的寿命？11.何谓滚动轴承的可靠度？12.何谓滚动轴承的基本额定寿命？13.何谓滚动轴承的基本额定动载荷？14.何谓滚动轴承的当量动载荷？15.如何正确判别角接触向心轴承所受轴向载荷？16.滚动轴承密封的目的是什么？17.滚动轴承的密封形式有哪些？18.你会根据载荷情况选择滚动轴承的类型吗？19.滚动轴承常用的固定形式有那两种？20.两端固定支承预留补偿间隙的目的是什么？21.一端固定、一端游动适用于什么场合？22.轴承间隙调整方法有哪些？23.滚动轴承为什么要预紧？预紧方法有哪些？24.轴承组合位置的调整可用什么方法来实现？25.滚动轴承内外圈的配合的一般原则是什么？第17章联轴器、离合器、制动器1.联轴器、离合器、制动器的作用是什么？有哪些类型？2.选择联轴器、离合器的依据是什么？3.两轴线可能存在哪几种相对位移量？4.为什么在工程上常采用双万向联轴器而不用单万向联轴器？5.双万向联轴器实现等速输出的条件是什么？6.牙嵌式离合器的牙型有哪几种？7.摩擦式离合器的工作原理如何？有何优缺点？8.为什么圆锥式摩擦离合器只需要很小的操纵力即能使离合器传递较大的转矩？9.根据定向离合器的工作原理，你能判断星轮的转动方向吗？10.制动器有何作用？其工作原理是什么？。

【机械设计基础】(第五版)课后习题答案15-18章答案

【机械设计基础】(第五版)课后习题答案15-18章答案

【机械设计基础】(第五版)课后习题答案15-18章答案15-1答滑动轴承按摩擦状态分为两种：液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承。

液体摩擦滑动轴承：两摩擦表面完全被液体层隔开，摩擦性质取决于液体分子间的粘性阻力。

根据油膜形成机理的不同可分为液体动压轴承和液体静压轴承。

非液体摩擦滑动轴承：两摩擦表面处于边界摩擦或混合摩擦状态，两表面间有润滑油，但不足以将两表面完全隔离，其微观凸峰之间仍相互搓削而产生磨损。

15-2解（1）求滑动轴承上的径向载荷（2）求轴瓦宽度（3）查许用值查教材表15-1，锡青铜的，（4）验算压强（5）验算值15-3解（1）查许用值查教材表15-1，铸锡青铜ZCuSn10P1的，（2）由压强确定的径向载荷由得（3）由值确定的径向载荷得轴承的主要承载能力由值确定，其最大径向载荷为。

15-4解（1）求压强（5）求值查表15-1，可选用铸铝青铜ZCuAl10Fe3 ，15-5证明液体内部摩擦切应力、液体动力粘度、和速度梯度之间有如下关系：轴颈的线速度为，半径间隙为，则速度梯度为磨擦阻力摩擦阻力矩将、代入上式16-1解由手册查得6005 深沟球轴承，窄宽度，特轻系列，内径，普通精度等级（0级）。

主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷；可用于高速传动。

N209/P6 圆柱滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径，6级精度。

只能承受径向载荷，适用于支承刚度大而轴承孔又能保证严格对中的场合，其径向尺寸轻紧凑。

7207CJ 角接触球轴承，窄宽度，轻系列，内径，接触角,钢板冲压保持架，普通精度等级。

既可承受径向载荷，又可承受轴向载荷，适用于高速无冲击, 一般成对使用，对称布置。

30209/P5 圆锥滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径，5级精度。

能同时承受径向载荷和轴向载荷。

适用于刚性大和轴承孔能严格对中之处，成对使用，对称布置。

16-2解室温下工作；载荷平稳，球轴承查教材附表1，（1）当量动载荷时在此载荷上，该轴承能达到或超过此寿命的概率是90%。

《机械设计》教材讨论题、思考题及习题 文字版

《机械设计》教材讨论题、思考题及习题 文字版

《机械设计》教材讨论题、思考题及习题绪论讨论题0-1 就文中的三个实例分析每部机器，哪部分为原动部分、传动部分和执行部分？分别分析它们是否满足机器的三个特征？并从中举例说明机构、机械零件及构件的含义。

思考题0-1 什么是机器？什么是机构？它们各有何特征？一台完整的机器由哪几部分组成？并举例说明。

0-2 什么是机械零件、通用零件、专用零件、部件、标准件？指出下列零件各属于哪一类：螺栓，齿轮，轴，曲轴，汽门弹簧，轧辊，飞机螺旋桨，汽轮机叶片，滑动轴承，滚动轴承，联轴器。

0-3 本课程研究的对象和主要内容是什么？0-4 本课程的性质与任务是什么？和前面学过的课程相比较，本课程有什么特点？第一章机械零件设计的基础知识及设计方法简介思考题1-1 机械设计的内容和一般程序是什么？1-2 机械零件常规设计计算方法有哪几种？各使用于何种情况？1-3 机械零件应满足哪些基本要求？设计的一般步骤是什么？1-4 机械零件的主要失效形式有哪些？什么是机械零件的工作能力？工作能力准则有哪些？1-5 合理地选择许用安全系数有何重要意义？影响许用安全系数的因素有哪些？设计时应如何选择？1-6 作用在机械零件上的载荷有几种类型？何谓静载荷、变载荷、名义载荷和计算载荷？1-7 作用在机械零件中的应力有哪几种类型？何谓静应力、变应力？静载荷能否产生变应力？1-8 何谓材料的疲劳极限、疲劳曲线、金属材料的疲劳曲线分成哪几种类型？各有何特点？指出疲劳曲线的有限寿命区和无限寿命区，并写出有限寿命区疲劳曲线方程，材料试件的有限寿命疲劳极限 rN如何计算？说明寿命系数K N的意义。

1-9 材料的极限应力图是如何作出的？简化极限应力图又是如何作出的？它有何用途？1-10 影响零件疲劳强度的主要因素有哪些？零件的简化极限应力图与材料试件的简化极限应力图有何不同？如何应用？1-11 表面接触疲劳点蚀是如何产生的？根据赫兹公式（Hertz），接触带上的最大接触应力应如何计算？说明赫兹公式中各参数的含义。

机械设计-滑动轴承概述


轴瓦结构与轴瓦材料
轴承材料 1、对材料性能要求
轴瓦和轴承衬与轴颈直接接触，承受载荷，产生摩 擦和磨损，因此材料应具有以下性能：
（1） 足够的强度 （2）良好的耐磨性、减磨性和耐腐蚀性 （3）良好的导热性和抗胶合能力
轴瓦结构与轴瓦材料
2、常用的材料
总结
1.滑动轴承的结构 2.轴瓦结构与轴瓦材料
谢谢观看
轴瓦结构与轴瓦材料
轴瓦结构
2、油沟、油孔
为了使将润滑油能够很好地分布到轴瓦的整个工 作表面，在轴瓦的非承载区上要开出油沟和油孔。
轴瓦结构与轴瓦材料
轴瓦结构
3、轴承衬
为了节省金属材料（如轴承合金）及提高轴承工作能力，在强度 较高、价格较廉的轴瓦内表面上浇注一层减摩性更好的，但价格较 贵的合金材料。其厚度在0.5~6mm内。
3）应用：适于低速、轻载或间隙工作的机器。
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
当轴承受到的径向力有较大偏斜时，可采用斜开式向 心滑动轴承，剖分角一般为45°。
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
3、自动调心式滑动轴承 为防止轴承与轴颈的“边缘接触”，以避免轴承端部局部迅 速磨损。
特点轴：瓦外表面做成球面，与轴承盖和轴座的内表面相 配合，适应轴颈在轴弯曲时产生偏斜，减小磨损。
滑动轴承概述
1 滑动轴承的结构
CONTENTS
目
2 轴瓦结构与轴瓦材料
录
滑动轴承的结构
滑动轴承
径向滑动轴承（承受径向载荷） 按承载方向的不同 止推滑动轴承（承受轴向载荷）
径向止滑推动轴承（承受径向、轴向载荷）
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
（1）整体式 1）构成： 轴承座、轴瓦

滑动轴承的概述和应用


脂润滑轴承润滑脂的选择
轴承工作温度θ/℃
＜60
60~130
线速度v/m·s-1
＜0.5
＞0.5
＜0.5
＞0.5
＞130 —
润滑脂品种 锥入度/(10 mm)-1
钙基润滑脂
羟基润滑 脂
锂基润滑脂 膨润土基脂
265~340 335~385
220~250
•固体润滑剂
滑动轴承常用的固体润滑剂有炭石墨、二硫化钼、聚四氟 乙烯等。
油膜厚度h —圆轴承，从OOj量起，任意θ角处油膜厚度 h≈R-r+ecosθ≈c+ecosθ≈c(1+εcosθ)
最小油膜厚度h2（θ＝180°）是
保证流体动力润滑的最重要的参 数。
h2=dψ(1-ε)/2
2.性能计算
即计算液体动力润滑径向圆轴承的承载能力、摩擦功耗、润
滑油流量。雷诺方程有三个未知量（h、η、p），还需要补
23.1 24.0～28.0
铜基轴承合金 150～700
耐磨铸铁
200～350
75～120 —
7600～9000 —
27～71 —
16～19 —
各种轴瓦材料的使用性能比较
金属材料
非金属材料
锡(铅)基 铜基轴 铜铅 铸 塑料 木材 橡胶 轴承合金 承合 合金 铁
金
承载能力 尚可
良
良 良 尚可 差 差
主轴油的选用
轴承间隙 /mm
主轴油牌号
0.002~0.006 0.006~0.010 0.010~0.030
L-FD 2
L-FD 3、5、 L-FD 7、10 7
0.030~0.060
L-FD 15、 22

机械设计滑动轴承习题及答案

1、验算滑动轴承最小油膜厚度hmin的目的是＿＿。

A、确定轴承是否能获得液体摩擦B、控制轴承的发热量C、计算轴承内部的摩擦阻力D、控制轴承的压强p2、巴氏合金用来制造＿＿。

A、单层金属轴瓦B、双层或多层金属轴瓦C、含油轴承轴瓦D、非金属轴瓦3、在滑动轴承材料中，＿＿通常只用作双金属轴瓦的表层材料。

A、铸铁B、巴氏合金C、铸造锡磷青铜D、铸造黄铜4、液体摩擦动压径向轴承的偏心距e随＿B＿而减小。

A、轴颈转速n的增加或载荷F的增大B、轴颈转速n的增加或载荷F的减少C、轴颈转速n的减少或载荷F的减少D、轴颈转速n的减少或载荷F的增加5、非液体摩擦滑动轴承，验算pv<[pv]是为了防止轴承＿＿。

A、过度磨损B、过热产生胶合C、产生塑性变形D、发生疲劳点蚀6、设计液体动压径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度hmin不够大，在下列改进设计的措施中，最有效的是＿A＿。

A、减少轴承的宽径比B/dB、增加供油量C、减少相对间隙D、增大偏心率7、在＿B＿情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。

A、重载B、高速C、工作温度高D、承受变载荷或振动冲击载荷8、温度升高时，润滑油的粘度＿＿。

A、随之升高B、保持不变C、随之降低D、可能升高也可能降低9、动压滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是＿＿。

A、轴颈和轴承间构成楔形间隙B、充分供应润滑油C、轴颈和轴承表面之间有相对滑动D、润滑油的温度不超过50度10、与滚动轴承相比较，下述各点中，＿＿不能作为滑动轴承的优点。

A、径向尺寸小B、间隙小，旋转精度高C、运转平稳，噪声低D、可用于高速情况下［正确答案］答案：A、B、B、B、B、A、B、C、D、B。

濮良贵《机械设计》(第9版)章节题库-第15章 轴【圣才出品】


α。对于不变的转矩，α＝0.3；对于脉动循环应力，α＝0.6；对于对称循环应力，α＝1。
11．对于高载荷重要的转轴，选（ ）材料最为适宜。 A．钢 Q275 B．45 钢 C．40Cr 调质 D．20 钢 【答案】C 【解析】转轴的材料选取时，碳素钢一般用于制造受力较小或不重要的轴，合金钢适 用于重载、高速的重要轴的制造。
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C．轴上有应力集中
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D．所采常由弯矩所产生的弯曲应力 σ 是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转
切应力 τ 常常不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数
13．下列各轴中，属于转轴的是（ ）。 A．减速器中的齿轮轴 B．自行车的前、后轴 C．铁路机车的轮轴 D．滑轮轴 【答案】A 【解析】转轴既承受弯矩又承受扭矩。减速器中的齿轮轴既承受弯矩作用，又有扭矩 的作用，故该轴为转轴。
14．一般二级齿轮减速器的中间轴是（ ）。 A．传动轴 B．固定心轴
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16．当采用轴肩定位轴上零件时，零件轴孔的倒角应（ ）轴肩的过渡圆角半径。 A．大于 B．小于 C．大于或等于 D．小于或等于 【答案】A 【解析】轴肩定位的轴孔倒角应该大于轴肩的过度圆角半径，以保证可靠的轴向定位。
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6．某 45 钢的轴刚度不足，可采取（ ）措施来提高其刚度。 A．用 40Cr 钢代替 B．淬水 C．增大轴的尺寸 D．提高材料的抗腐蚀性能 【答案】C 【解析】对于光轴，扭角 φ＝5.73×104×T/（GⅠp），增加轴径，轴的截面惯性矩 Ⅰ、极惯性矩Ⅰp 增大，扭角减小，轴的刚度得到提高，ABD 三项的措施对调高刚度的影 响不大。
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2. 两板相互倾斜: 楔形间隙 当两 板 相对运动(由大→小) 间 连续流体 两端速度若按虚线三角形→带 入油量＞带出油量→间隙内油 压↑→油膜具承载力→流体由中 向两端流动→压力流。
进口流速→凹形 →压力油膜→起始于入口处， 终止于最小油膜厚度处。 → 出口流速→凸形
二. 形成动压润滑的必要条件:
(二)设计计算：
→维持边界油膜不遭破裂
一.向心轴承：
1.轴承压强(p)验算→ 油不被过大压力挤出→不产生 FR 过大磨损
p
Bd
p
Mpa
(15-3)
2.验算pｖ值→ 限制温升→防止油膜破裂→防止胶合
FR dn pV pV Bd 1000 60
Mpa· m/S
(15-4)
两工 作平面 间必须 1.有楔形间隙 2.连续充满粘性流体
3.有相对运动(由大截面→小截面)
三. 向心滑动轴承形成动压润滑的过程：
e
n=0,形成 弯曲的楔 形空间
轴瓦对轴颈摩擦力 开始形成动压 →轴颈向右滚动而 润滑，轴颈受 形成动压润滑 力向左移动 ，并稳定运转 偏移
四.液体动压润滑的基本方程
1.基本方程建立的假设:
空气轴承
空气是一种取之不尽的流体， 而且粘性小，它的粘度为 L － AN7 全损耗系统用油的 1/4000 ， 所以利用空气作为润滑剂，可 以解决每分钟数十万转的超高
FR－径向载荷N ； B－轴承寛度mm； 二. 推力轴承 d－轴颈直径 mm ； n－轴颈转速r/min ； [p]，[pV] －许用应力Mpa , Mpa· m/S 查表(15-1) p.257
二. 推力轴承：
1.轴承压强验算:
p z

4
FA (d 2 d1 )
2 2
p
Mpa (15-6)

2
d r

e

最小油膜 h e (1 ) r (1 ) min 厚度 任意极角 h (1 cos ) r (1 cos ) 油膜厚度 油膜压力 最大处的 油膜厚度
h0 (1 cos0 )
p dydz ( d ) dxdz
沿x方向单位压力变化率 1) = 油层的速度分布 沿y方向切应力变化率。 2)润滑油流量 x →由牛顿粘性定律 3)液体动压润滑的基本方程 du τ p dy p+dp τ +d τ 2
y 油膜压力变化率与速度梯度的导数有关。
( p dp) dydz dxdz 0
(b) 固定式三油楔轴承。形成三个动压油膜，提高了旋转精度和稳定性， 但承载量为三个油楔中的油膜力的向量和，比单油楔圆轴承低；其摩 擦损耗为三个油楔中的损耗之和，较单油楔轴承损耗大。固定式三油 楔轴承只允许轴颈沿一个固定的方向回转。 (c) 可倾式多油楔轴承。通常采用三片轴瓦，也有四片、五片轴瓦的。 轴瓦由带球端的螺钉支承着。单向回转时，支点不安置在正中而偏向 一侧(见图示0.41L)，随着运转条件的改变能自行倾斜，以保证时时处 于最佳工作状态下运转，这正是可倾式优于固定式之处。此外，可倾 式多油楔轴承还具有较好的抗振性能、旋转精度和稳定性，但制造、 调试都较费事。
第十五章 滑 动 轴 承
前言 摩擦状态 滑动轴承的结构 滑动轴承的材料
p.253
非液体摩擦滑动轴承的计算 润滑剂和润滑装置 动压润滑基本原理
前Байду номын сангаас
一. 轴承功用
言
: 支承轴及轴上零件,并保证旋转精 度；减少轴与支承间的摩擦与磨损。
Fr F 二. 轴承的分类： FA1 a FA2 FR1 滑动轴承 FR2 按摩擦性质 滚动轴承 向心轴承－ 主要承受径向载荷FＲ （与轴心线垂直） 按载荷的方向 推力轴承－ 主要承受轴向载荷FA
§15-5非液体摩擦滑动轴承的计算
┌液体润滑滑动轴承 └非液体润滑滑动轴承 (一)失效形式及设计准则: 1.主要失效形式: →磨损→间隙↑→运动精度↓ →耗功→温度↑→粘度↓润滑恶化→烧瓦、胶合
2.设计准则: →维持边界油膜不遭破裂
在润滑剂中加少量石墨或MOS2→边界油膜较坚韧
p p
pV pV
2.特点: →润滑效果好，具冷却、清洗作用。 供油、 密封麻烦。
3.润滑方法:→┌间歇润滑:油孔、油杯
└连续润滑:油杯、油环、飞溅、压力
4.牛顿粘性定律 －润滑油作层流流动时, 各油层间 的剪应力与速度梯度成正比。 →沿 y 坐标各油层速度呈线性分布→剪切流。 η－动力粘度 Pa· S(N· s/m2)(国际) du (15-1) ν－运动粘度(m2/s)
dp d z dx dy
dp d u 2 dx dy
(15-8)
dp d 2u 2 dx dy
(15-8)
1)油层的速度分布: (式15-7对y积分)
1 dp 2 →由边界条件: u y C1 y C2 当y=0 ,u=v 2 dx
当y=h ,u=0
(15-9)
Rz1、Rz2：轴颈、轴瓦孔表面微观不平度的十点平均高度 S：安全系数，常取≥2。
§15-8 液体动压多油楔轴承与静压轴承简介
在多油楔滑动轴承中，轴瓦的内孔制成特殊形状，目的是在 工作中产生多个油楔，形成多个动压油膜，借以提高轴承的 工作稳定性加旋转精度。
椭圆轴承，它的项隙和侧隙之比常制成1：2，减小了顶隙而扩 大了侧隙。顶隙减小，在顶部也可形成动压油膜；侧隙扩大， 增加端泄油量，降低轴承温升。工作时，椭圆轴承中形成上 下两个动压油膜，有助于提高稳定性。但其摩擦损耗将会有 所增加，而且供油量增大，承载量降低。
静压轴承与空气轴承简介
静压轴承是依靠给油装置，将高压油压入轴承的间隙中，强制形成
油膜，保证轴承在液体摩擦状态下工作。油膜的形成与相对滑动速度 无关，承载能力主要取决于油泵的给油压力，因此静压轴承对高速、 低速、轻载、重载下都能胜任工作。
在启动、停止和正常运转时期内，轴与轴承之间均无直接接触，理
§15-2
滑动轴承的结构
p.238
(一)向心滑动轴承→主要承受径向载荷FR
1.整体式→ 轴承座、轴瓦(轴套) 2.剖分式→ 轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦(两边)、 螺栓连接件。
(二)推力轴承→主要承受轴向载荷FA(Fa) 轴的端面或凸肩(推力圆盘) →实心、空心、 单环、多环式。
图15-8
在止推轴承上开 出若干楔形扇形面 → 固定式 可倾式 →可形成动压润滑
§15-4 润滑剂和润滑装置
p.242
一.润滑目的： 摩擦功耗↓磨损↓, 冷却、吸振、防锈 润┌液体润滑剂：润滑油 滑│半固体润滑剂：润滑脂 剂└固体润滑剂→石墨、ＭoS2、聚四氟乙稀 二. 润滑油： 1.主要性能指标: 粘度→液体流动的内摩擦性能→内部剪应力 温度↑→粘度↓（粘温图）。
压力↑→粘度↑，变化极微，可忽略。
－贮油和稳定供油
④油沟与轴瓦端面保持一定距离，防止漏油
⑤宽径比：轴瓦宽度与轴颈直径之比B/d
液体摩擦滑动轴承：B/d=0.5-1； 非液体摩擦的滑动轴承：B/d=0.8-1.5
§15-3 轴瓦及轴承衬材料
材料具有的性能 1）摩擦系数小；2）导热性好，热膨胀系 数小；3）耐磨、耐蚀、抗胶合能力强；4）足够的机械强 度和可塑性→两层不同金属（浇铸或压合）做成轴瓦
2.验算ｐｖ值:
pvm pv
Mpa· m/S (15-7)
d2 、 d1—环状支承面的外、内径mm Z—轴环数 [p],[pV] －许用应力Mpa, Mpa· m/S 多环推力轴承，表中值减小20%～40% Vm —支承面平均半径的圆周速度 m/s
Vm
dm n
60 1000
1)Z向无限长 ,润滑油在Z向没有流动 2)压力p不随y值的大小而变化 , 即同一油膜截面上压力为常数 2.公式的建立: 3)润滑油的粘度η不随压 力而变化,并且忽略油 层的重力和惯性 4)润滑油处于层流状态。
2.公式的建立:
－AB板间形成动压润滑
→取一微单元体(dx,dy,dz)→它承受油压p、内摩擦切 应力τ →根据平衡条件,沿x方向:
1 dp 2 yh u ( y hy) v 2 dx h
油层速度由两部分组成→
(后)呈线性分布←剪切流 (前)呈抛物线分布←压力流(油压沿x方向变化)
1 dp 3 hv q x udy h 0 12 dx 2 油压最大处,速度呈线性分布→ 1 流体连续原理→ qx vh0 2 流过不同截面的流量相等。
一.轴承合金 (白合金、巴氏合金)
1.锡锑轴承和金 摩擦系数小，抗胶合性能好，对油的吸 附性强，耐蚀性好，易跑合，常用于高速、重载→价格 贵、机械强度差→轴承衬 2.铅锑轴承和金 较脆，中速、中载轴承
轴承衬
二. 青铜 强度高、承载能力大，耐磨性和导热性都优于轴承合 金，可在较高温度下工作，但可塑性差，不宜跑合， 与之相配的轴颈必须淬硬。 三. 具有特殊性能的轴承材料： 粉未治金（含油轴承、陶质金属） 铁（铜）粉＋石墨→压型→烧结； 多孔性组织，空隙内可储存润滑油 灰铸铁、耐磨铸铁 塑料、橡胶 →轻载、低速
h h0 dp 6v 3 dx h
(15-10)
dp w (cos cos0 ) 6 2 d (1 cos )3 p 6 w
2


1
(cos cos0 ) d 3 (1 cos )
dB F CP 2
承载量系数
二. 最小油膜厚度
hmin e (1 ) r (1 )
其他条件不变，hmin越小，则偏心率越大，Cp也越大， 轴承承载能力也愈大。 但受粗糙度、轴刚度、几何形状误差等影响，油膜厚度 不能无限减小，需要加以限制。