滑动轴承设计

第三章滑动轴承设计参数与计算方法!"#滑动轴承的类型、特性与选用滑动轴承的种类繁多，分类方法亦繁多，按润滑原理不同，将其分为：无润滑轴承、粉末冶金含油轴承、动压轴承和静压轴承。

以粉末冶金含油轴承代表处于混合润滑状态下的轴承；无润滑轴承亦代表固体润滑轴承。

!"#"#滑动轴承的性能比较（表$%!%#）表$%!%#滑动轴承的性能比较轴承型式无润滑轴承粉末冶金含油轴承动压轴承静压轴承轴承性能承载能力!!高温适应性好，可以在材料的温度极限以下运转差，受润滑剂氧化的限制一般，可以在润滑剂温度极限以下运转低温适应性优一般好，摩擦阻力大真空适应性优好，需要专用润滑剂一般，需专用润滑剂差潮湿适应性好，轴须耐腐蚀好尘埃适应性好，需注意密封必须密封好，需密封和过滤装置好抗振性一般好旋转精度差好优摩擦阻力大较大小最小噪声一般小最小润滑装置最简单简单复杂程度差异较大复杂w w w.bz f x w.c om!"#"$滑动轴承的承载能力与极限转速几种主要滑动轴承的极限承载能力和极限转速曲线见图!"#"$和图!"#"%。

可供选择滑动轴承类型时参考。

对动压轴承，按中等粘度润滑油进行计算；对无润滑轴承和混合润滑轴承，按磨损寿命为$&’(计算；对静压轴承，理论上在材料强度允许图%&!&#径向轴承的极限载荷与转速""""无润滑轴承—·—液体动压轴承—··—粉末冶金含油轴承—滚动轴承图%&!&$推力轴承的极限载荷与转速""""无润滑轴承—·—液体动压轴承—··—粉末冶金含油轴承—滚动轴承w w w.bz f x w.c om的载荷和转速范围内均可应用。

为了便于比较，还将疲劳寿命为!"#$的滚动轴承的极限承载能力和极限转速曲线画出。

滑动轴承的设计§ 1滑动轴承概述用于支撑旋转零件(转轴，心轴等)的装置通称为轴承。

按其承载方向的不同，轴承可分为：径向轴承Radial bearing：轴承上的反作用力与轴心线垂直的轴承称为径向轴承；推力轴承Thrust bearing：轴承上的反作用力与轴心线方向一致的轴承称为推力轴承。

按轴承工作时的摩擦性质不同，轴承可分为：滑动轴承和滚动轴承。

滑动轴承，根据其相对运动的两表面间油膜形成原理的不同，还可分为:流体动力润滑轴承(简称动压轴承)(Hydrodynamic lubrication)流体静力润滑轴承(简称静压轴承)(Hydrostatic lubrication)。

本章主要讨论动压轴承。

和滚动轴承相比，滑动轴承具有承载能力高、抗振性好，工作平稳可靠，噪声小，寿命长等优点，它广泛用于内燃机、轧钢机、大型电机及仪表、雷达、天文望远镜等方面。

在动压轴承中，随着工作条件和润滑性能的变化，其滑动表面间的摩擦状态亦有所不同。

通常将其分为如下三种状态：1、完全液体摩擦完全液体摩擦状态(图8-1a)是指滑动轴承中相对滑动的两表面完全被润滑油膜所隔开，油膜有足够的厚度，消除了两摩擦表面的直接接触。

此时，只存在液体分子之间的摩擦，故摩擦系数很小(f =0.001～0.008)，显著地减少了摩擦和磨损。

2、边界摩擦当滑动轴承的两相对滑动表面有润滑油存在时，由于润滑油与摩擦表面的吸附作用，将在摩擦表面上形成一层极薄的边界油膜(图8-1b)，它能承受很高的压强而不破坏。

边界油膜的厚度比一微米还小，不足以将两摩擦表面分隔开，所以，相对滑动时，两摩擦表面微观的尖峰相遇就会把油膜划破，形成局部的金属直接接触，故这种状态称为边界摩擦状态。

一般而言，边界油膜可覆盖摩擦表面的大部分。

虽它不能像完全液体摩擦完全消除两摩擦表面间的直接接触，却可起着减轻磨损的作用。

这种状态的摩擦系数f =0.008～0.01。

3、干摩擦两摩擦表面间没有任何物质时的摩擦称为干摩擦状态(图8-1c)，在实际中，没有理想的干摩擦。

摩擦：滚动摩擦滚动摩擦轴承滚动轴承滑动摩擦滑动摩擦轴承滑动轴承第十二章滑动轴承第一节概述1、滑动轴承应用场合：1）工作转速特高轴承，如汽轮发电机；2）要求对轴的支撑位置特别精确的轴承，如精密磨床；3）特重型的轴承，如水轮发电机；4）承受巨大的冲击和振动，如轧钢机；5）根据工作要求必须做成剖分式的轴承，如曲轴轴承；6）在特殊的工作条件下（如在水中或腐蚀性介质中）工作的轴承，如军舰推进器的轴承；7）在安装轴承处的径向空间尺寸受到限制时，也常采用滑动轴承，如多辊轧钢机。

2、分类①按载荷方向：径向（向心）轴承、止推轴承、向心止推②按接触表面之间润滑情况：液体滑动轴承、非液体滑动轴承液体滑动轴承：完全是液体非液体滑动轴承：不完全液体润滑轴承、无润滑轴承不完全液体润滑轴承（表面间处于边界润滑或混合润滑状态）无润滑轴承（工作前和工作时不加润滑剂）③液体润滑承载机理：液体动力润滑轴承（即动压轴承）液体静压润滑轴承（即液体静压轴承）3、如何设计滑动轴承（设计内容）1）轴承的型式和结构2）轴瓦的结构和材料选择3）轴承的结构参数4）润滑剂的选择和供应5）轴承的工作能力及热平衡计算4.特点：承载能力大，工作平稳可靠，噪声小，耐冲击，吸振，可剖分等特点。

第二节滑动轴承的典型结构一、整体式径向滑动轴承：特点：结构简单，易于制造，端部装入，装拆不便，轴承磨损后无法调整。

应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。

二、对开式径向滑动轴承：装拆方便，间隙可调，应用广泛。

特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。

应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。

三、止推式滑动轴承：多环式结构，可承受双向轴向载荷。

第三节滑动轴承的失效形式及常用材料一、失效形式1、磨粒磨损：硬颗粒对轴颈和轴承表面起研磨作用。

2、刮伤：硬颗粒划出伤痕。

3、胶合：轴承温度过高，载荷过大，油膜破裂或供油不足时，轴颈和轴承相对运动表面材料发生粘附和迁移，从而造成轴承损坏。

动压径向滑动轴承设计中将宽径比增大则最小油膜厚度动压径向滑动轴承设计中，将宽径比增大则最小油膜厚度引言：动压径向滑动轴承作为一种常见而重要的机械元件，在工程设计中发挥着重要作用。

而在其设计过程中，宽径比对最小油膜厚度的影响尤为重要。

本文将从深度和广度两个方面，对这个问题进行全面评估，并探讨宽径比的增加如何影响最小油膜厚度。

我们将简要介绍动压径向滑动轴承的基本原理，然后探讨宽径比与最小油膜厚度之间的关系，以从简到繁、由浅入深的方式来展开讨论。

一、动压径向滑动轴承的基本原理动压径向滑动轴承是一种基于流体动压原理工作的机械元件。

它由内圈、外圈和轴承座构成，其中轴承座内表面和外圈之间形成一个微小的间隙，称为油膜。

当轴以一定速度旋转时，油膜会产生压力，使轴与轴承座之间形成一个承载力，从而实现轴的平稳运转。

二、宽径比与最小油膜厚度的关系在动压径向滑动轴承的设计中，宽径比是一个重要的参数，它指的是轴承的外径与内径之间的比值。

在设计过程中，我们需要考虑宽径比对最小油膜厚度的影响。

通常情况下，增大宽径比会使最小油膜厚度减小。

这是因为相同转速下，增大宽径比会导致流经油膜的流量增加，从而增大单位面积上的速度梯度。

根据流体动力学的原理，速度梯度增大会引起油膜的压力降低，进而导致油膜厚度减小。

然而，当宽径比增加到一定程度时，最小油膜厚度会出现一个临界点。

在这个临界点之后，最小油膜厚度反而会开始增加。

这是因为过大的宽径比会导致流经油膜的流量增加过多，使得油膜压力不再降低，甚至到达饱和状态。

此时，增大宽径比会导致油膜的压力增加，从而使最小油膜厚度增加。

在动压径向滑动轴承的设计中，需要根据具体的工况和性能要求，合理选择宽径比，以达到最佳的最小油膜厚度。

三、增大宽径比对轴承性能的影响除了对最小油膜厚度的影响外，增大宽径比还会对动压径向滑动轴承的其他性能产生一定的影响。

增大宽径比能够提高轴承的刚度。

由于宽径比的增加会使油膜厚度减小，从而使轴承的刚度增加，提高了轴向的刚度。

一、零件的分析(一)零件的作用题目所给的零件是滑动轴承盖。

它一般与滑动轴承配套使用中，与滑动轴承一起是用来支撑轴的部件，有时也用来支撑轴上的回转零件。

主要起安装、定位支承滑动轴承的作用，零件上方的Φ60孔用来安装滑动轴承，底面用来将滑动轴承组件固定在机器上，2-Φ13孔联接滑动轴承下半部分与轴承座，起联接、调整间隙用。

(二)零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是滑动轴承盖需要加工的表面以及加工表面之间的尺寸公差要求：1、以φ60为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ60的孔，以及其前后端面，前后端面与孔有位置要求，2—φ13通孔与φ60孔有位置要求。

2、以顶部为中心的加工表面这一组加工表面包括：M10螺纹孔、端面。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

由上面分析可知，可以粗加工滑动轴承盖下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。

再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此滑动轴承盖零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

二、确定生产类型已知此滑动轴承盖零件的生产纲领为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。

三、确定毛坯(一)确定毛坯种类零件材料为HT200。

考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。

查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-8。

(二)确定铸件加工余量及形状查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-F级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：表1-1(三)绘制铸件零件图四、工艺规程设计(一)选择定位基准1、粗基准的选择：以零件的底部大端面为主要的定位粗基准，以侧面为辅助粗基准。