机械设计 第十二章 轴

任意截有极大值 ，此时 ，该截面的流量为：
流体是连续的
一维雷诺方程
讨论 1）油膜压力沿 x 方向变化规律 由
• 对平行板 平行板间油膜压力沿 x 方向无 变化，等于入口处压力( )
（ ）成正比，因此限制 值也就是限制轴承的温升，
从而避免温度过高使润滑失效。对于连续运转轴承，通常
都应进行这项计算。
轴颈的转速，r/min
轴颈的圆周速度，m/s 轴承材料的 许用
3. 限制速度 ：
值，见P280表12-2
当 过大，即使 和 值都在允许的范围内，轴
承也可能很快磨损，故还必须限制滑动速度。
。
油槽的 尺寸可 查相关 的手册
§12-5 滑动轴承润滑剂的选用
润滑目的：减小摩擦，降低磨损，冷却，防锈，防尘和吸振。 润滑剂分类：流体（液体为主），脂，固体。润滑油为常用。
一.润滑脂的选择
润滑脂是润滑油与金属皂的混合物，呈半固体形态
。其稠度大，不易流失，无冷却效果，物化稳定性差，
摩阻大，有缓冲、吸振作用、承载能力大，故只适合低
3）润滑油油性良好，与固 6）润滑油不可压缩。
体表面吸附牢固。 取截面x处的一个单元体分
移动板A 0
h
析，存在如下静力平衡条件：
静止板B y
化简后得： 考虑到假设 4）有： 于是： 积分得： 1.油层的速度分布
带入边界条件： 解得：
即：
移动板A 0
静止板B b y
h
2.润滑油的流量 假设：无侧漏，z方向尺寸无限大，则通过间隙高度为 的
层与层间靠内摩擦阻 力(粘性)带动前进 沿 方向按线性变化
油层间压力无变化，平行板间润滑油不产生压力
轴颈和轴瓦偏心时 两倾斜板的摩擦状况

阿基米德蜗杆：αx=20°
标准值
法向直廓蜗杆、渐开线蜗杆：αn=20°
s
pz=zpx1 px1
2.蜗杆导程角γ和分度圆直径d1 螺纹
蜗杆
ψ πd1
tanψ =
s πd1
=
np πd1
∴ d1
=
Z1 tanγ
m
=
qm
γ πd1
tanγ
=
pZ πd1
=
πmZ πd1
1
=
mZ 1 d1
q
=
Z1 tanγ
具有良好的减摩性、耐磨性、跑合性和抗胶合能力
特点：软硬搭配
蜗杆硬：优质碳素钢、合金结构钢 经表面硬化及调制处理
蜗轮软：铸锡青铜、无锡青铜、灰铸铁
1、蜗杆材料
蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造。 对于高速重载的传动，蜗杆常用低碳合金钢， 如20Cr，20CrMnTi等，经渗碳淬火，表面硬度 HRC56～62，并应磨削。
MPa
= 12.86MPa < [σ F ]
齿根的弯曲疲劳强度校核合格。
（5）验算传动效率h
蜗杆分度圆速度为
v1
=
π d1n1
60×1000
=
3.14×112×1450 60×1000
m/
s
=
8.54m /
s
vs
= v1
cosλ
8.54
=
m / s = 8.59m / s
cos6.412°
查表4.9得
ρ v = 1°09′(1.15°)
h
(0.95
~
0.97)
tan tan( v)
H
480 d2

转动心轴：轴转动 固定心轴：轴固定
问：火车轮轴属于什么类型？
问：自行车前轮轴属于什么类型？
传动轴：只受转矩，不受弯矩M=0，T≠0
如：汽车下的传动轴。
转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）
如：减速器中的轴。
问：根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？ 0 轴： 传动轴 Ⅰ轴： 转轴 Ⅱ轴： 转动心轴
表12-2 常用材料的[τT]值和C值
轴的材料 Q235-A, 20 Q275, 35 1Cr18Ni9Ti 45 40Cr, 35SiMn 38SiMnMo, 3Cr13
[τT](N/mm2 )
15~25
20~35
25~45
35~55
C
160~135
135~118
118~107
107~98
注: 当作用在轴上的弯矩比传递的转矩小或只传递转矩、载荷较 平稳、无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴 只作单向旋转, [τT]取较大值， C取较小值; 否则[τT]取较小值， C取较大值。
第12章 轴
§12-1 §12-2 §12-3 §12-4 概 述
带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运 动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。 与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本 低廉等优点。
轴的结构设计 轴的计算 轴的设计实例
§12-1、概述
一、主要功用
1、支承轴上回转零件（如齿轮）
2、传递运动和动力 二、分类 1、按承载分 心轴：只承受弯曲（M），不传递转矩（T=0）
▲ 碾压、喷丸等强化处理。
通过碾压、喷丸等强化处理时可使轴的表面产生预 压应力，从而提高轴的疲劳能力。
五、轴的结构工艺性 为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向 中间增大的阶梯状。在满足使用要求的前提下，轴的结 构越简单，工艺性越好。零件的安装次序 1. 装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有 砂轮越程槽，车螺纹的轴端应有退刀槽。

L－轴承长度mm； n－轴颈转速r/min ；
[p]，[pV] －许用应力Mpa , Mpa·m/S
3.验算速度V→ 跨距大的轴→装配误差或轴挠曲变形 →速度大，局部摩擦功大
v dn v
1000 60
12.4.2 非液体摩擦推力滑动轴承的计算
1.轴承压强验算: 2.验算ｐｖm值:
也就是压力沿圆周方向的 变化率。
12.6.3径向滑动轴承承载系数和最小油膜厚度计算
影响最小油膜厚度的因素很多，可以用一个表示这些因素综 合影响的无量纲数——承载量系数来反映
L——轴承长度，mm L / d ——轴承长径比
C / r——相对间隙
e OO ' ——偏心距，mm
e / C——相对偏心距（偏心率）
h——沿圆周方向任一位置的间隙（油膜厚度），mm h=C+ecosφ
h0 ——对应最大压力处的油膜厚度,mm
h0=C+ecosφ0
hmin ——最小油膜厚度，mm hmin=C-e=C(1- )
流体是连续的，各截面的流量必须相等
∵ Q0 Q
∴
1 2
vh0

1 2
vh
1
12
dp dx
h3
液体动压润滑的基本方程 (一维雷诺方程):
dp 6 V h h0
dx
h3
此式称为一维流体动压基本方程，也叫一维雷诺 方程
表示流体压力的变化率与流体的粘度、速度和间 隙之间的关系。
12.6 液体动压径向滑动轴承的计算
双金属轴瓦：节省贵重金属 单金属轴瓦：结构简单，成本低
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见表12.2
瓦背 轴承衬 材料 材料