第13章 轴承 《机械设计基础(第3版)》教案
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第13章轴承
基本要求:了解轴承的主要类型、结构和材料和润滑方式;掌握非液体摩擦滑动轴承设计原理及设计方法;了解液体摩擦动压润滑形成的机理和条件。熟悉滚动轴承的类型和特点、轴承的代号;
掌握滚动轴承寿命计算方法;了解常用密封方式和使用条件;了解滚动轴承的组合结构设
计的要求。
重点:非液体摩擦滑动轴承的设计计算,滚动轴承的类型、代号;滚动轴承的寿命计算方法。
难点:非液体摩擦滑动轴承的设计计算,向心球轴承的寿命和承载能力的计算;滚动轴承的组合设计。
学时:课堂教学:8学时。
13.1 轴承的分类
轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类。
13.2 滑动轴承的类型、结构和材料
13.2.1滑动轴承的特点与应用
滑动轴承的特点:
与滚动轴承相比, 滑动轴承的特点是:
1、结构简单,可制作成剖分式,装拆方便如内燃机曲柄上的滑动轴承;
2、工作平稳、可靠,噪声低;
3、承载能力大,耐冲击;
4、支承旋转精度高;
5、使用寿命长;
6、起动摩擦阻力较滚动轴承大。
适用场合:
1、高转速,如高速磨床;
2、高速重载、低速重载、冲击载荷,如轧钢机、天文望远镜、码头升船台、水泥搅拌机、破碎
机等;
3、径向尺寸较小;
4、特殊工作条件。
13.2.2摩擦状态
摩擦——是指在外力作用下,一物体相对另一物体运动或有运动趋势时,在其接触表面间所产生切向阻力(摩擦力)的现象。
根据两表面之间有油、无油,油多、油少的不同情况,可能产生以下几种摩擦状态(图13-1所示):
图13-1 滑动摩擦的几种状态
1.干摩擦
当两摩擦表面间无任何润滑剂时,其接触表面直接接触发生的摩擦,称为干摩擦。
在此状态下,不仅会造成严重的磨损,使得大量的摩擦功损耗,还会发生强烈的温升。
所以,对滑动轴承是不允许出现干摩擦的。
2.边界摩擦
两摩擦表面间有润滑油存在,由于润滑油与金属表面具有吸附作用(这是因为在润滑油中,有一种称之为脂肪酸的元素,是一种极性化合物,它的极性分子的吸附能力很强,能够牢固的吸附在金属的表面上)使金属表面上吸附有一层很薄的油膜——边界油膜
由于边界油膜很薄,一般<1 m,不足以把粗糙的金属表面完全隔开,但在一定程度上可以减轻磨损。
3.液体摩擦
有充足的润滑油,摩擦表面被一层流体(液体)完全隔开时的状态。
此时金属表面不直接接触,消除了磨损、减小了摩擦损耗,其摩擦性质仅取决于流体内分子的粘性阻力,是一种比较理想的工作状态
4.混合摩擦状态
在一般机器中,摩擦的表面多处于干摩擦、边界摩擦和液体摩擦的混合状态,称为混合摩擦状态。
又称非液体摩擦状态
13.2.3 滑动轴承的类型
1. 按照承受载荷的方向分:
径向轴承,又称向心滑动轴承,主要承受径向载荷;
推力轴承,承受轴向载荷。
2. 按摩擦状态分:
液体润滑滑动轴承:液体动压润滑滑动轴承
液体静压润滑滑动轴承
非液体润滑滑动轴承
3.常用的向心滑动轴承有整体式和剖分式两大类。
A、整体式轴承
如图13-2所示是一种常见的整体式径向滑动轴承。
轴承座用螺栓与机座联接,顶部设有装油杯的螺纹孔。
轴承孔内压入用减摩材料制成的轴套,