第四篇 轴系零部件(第十二章 滑动轴承)

1、 轴承的作用是支承轴。轴承的作用是支承轴。是用来支承轴颈是用来支承轴颈或轴上的回转件。或轴上的回转件。 本篇主要介绍滑动轴承、滚动轴承、联轴器和离合器以及轴本篇主要介绍滑动轴承、滚动轴承、联轴器和离合器以及轴的工作的工作原理、特点原理、特点、应用以及设计计算方法等。（、应用以及设计计算方法等。（1818学时）学时） 轴承应满足如下基本要求：轴承应满足如下基本要求： 1 1能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。 2 2具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。 3 3具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。具有一定的支

2、承精度，保证被支承零件的回转精度。 根据摩擦性质不同可分为根据摩擦性质不同可分为: : 滚动摩擦轴承滚动摩擦轴承：摩擦系数低，起动阻力小：摩擦系数低，起动阻力小，已标准化，选用、润滑维护很方便；，已标准化，选用、润滑维护很方便； 滑动摩擦轴承滑动摩擦轴承：油膜分开运动副，降低摩：油膜分开运动副，降低摩擦力和磨损。擦力和磨损。 滑动轴承的类型：滑动轴承的类型： 按其受载荷方向不同：径向滑动轴承和推力滑动轴承。按其受载荷方向不同：径向滑动轴承和推力滑动轴承。 润滑状态不同：液体润滑、不完全液体润滑和无润滑轴承。润滑状态不同：液体润滑、不完全液体润滑和无润滑轴承。 润滑油膜的形成原理不同：动压、静压

3、和动静压滑动轴承。润滑油膜的形成原理不同：动压、静压和动静压滑动轴承。 工作条件和结构形式不同：整体式、剖分式及自动调心式。工作条件和结构形式不同：整体式、剖分式及自动调心式。 滑动轴承的特点滑动轴承的特点 滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，则主要使用滑动轴承：以下场合，则主要使用滑动轴承： 工作转速很高，如汽轮发电机。工作转速很高，如汽轮发电机。 要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。 承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。 特重型的载荷

4、，如水轮发电机。特重型的载荷，如水轮发电机。 根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。 在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。 径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。 （一）（一） 整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承 组成：通常由轴承座、轴瓦及轴承衬组成：通常由轴承座、轴瓦及轴承衬, ,润滑及密封装置等组成。润滑及密封装置等组成。座与机架用螺栓座与机架用螺栓固定。固定。 滑动轴承设计内容滑动轴承设计内容 1)1)轴承的型式和结构选择；轴承的型式和结构选择；2)2)轴

5、瓦的结构和材料选择；轴瓦的结构和材料选择；3)3)轴轴承的结构参数设计；承的结构参数设计；4)4)润滑剂及其供应量的确定；润滑剂及其供应量的确定；5)5)轴承工作能轴承工作能力及热平衡计算等。力及热平衡计算等。 本章主要介绍滑动轴承的结构、失效形式、材料和润滑等本章主要介绍滑动轴承的结构、失效形式、材料和润滑等内容。内容。 优点：结构简单，成本低廉。优点：结构简单，成本低廉。缺点是轴套磨损后间隙过大无法调缺点是轴套磨损后间隙过大无法调整。只能从沿轴向装入或拆出。整。只能从沿轴向装入或拆出。 应用：低速、轻载或间歇性工应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。作的机器中。 （二）对开式径向滑动轴承（

6、二）对开式径向滑动轴承 组成：由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦及轴组成：由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦及轴承盖螺栓组成。承盖螺栓组成。 轴瓦内表面开有油沟，剖分面最好与载轴瓦内表面开有油沟，剖分面最好与载荷方向垂直，多数剖分面是水平的，也有倾斜荷方向垂直，多数剖分面是水平的，也有倾斜的，轴承座的剖分面做阶梯型，以便定位和防的，轴承座的剖分面做阶梯型，以便定位和防止松动。止松动。 （三）自动调心式滑动轴承（三）自动调心式滑动轴承 具有可动的轴瓦，在轴瓦的外部中间做成凸出具有可动的轴瓦，在轴瓦的外部中间做成凸出的球面，装在轴承盖和轴承座上的奥球面上。的球面，装在轴承盖和轴承座上的奥球面上。 轴承的宽度与轴颈

7、的直径之比轴承的宽度与轴颈的直径之比 (B/d)(B/d)称为宽径称为宽径比，对于比，对于(B/d)(B/d)大于大于1.51.5的轴承，多采用自动调心式的轴承，多采用自动调心式滑动轴承。滑动轴承。另有调隙式、多楔式滑动轴承。另有调隙式、多楔式滑动轴承。 轴承座与轴承盖的剖分面间留轴承座与轴承盖的剖分面间留有不大的间隙，间隙中插入薄片，来有不大的间隙，间隙中插入薄片，来可调节轴瓦磨损后的间隙。可调节轴瓦磨损后的间隙。 特点：特点：结构复杂、可以调整磨损结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。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。应用场合：低速、轻载或间歇性工

8、作的机器中。轴瓦结构轴瓦结构装配演示装配演示用途：承受轴向载荷用途：承受轴向载荷 1 1、普通推力滑动轴承：由轴承座和止推轴颈组成。、普通推力滑动轴承：由轴承座和止推轴颈组成。 常用的轴颈结构形式有：常用的轴颈结构形式有： 2 2、动压推力滑动轴承、动压推力滑动轴承 空心式：轴颈空心式：轴颈接触面上压力分布较接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实均匀，润滑条件较实心式的改善。心式的改善。 单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用于低速、轻载的场合。便，广泛用于低速、轻载的场合。 多环式：不仅能承受较大的轴向多环式：不仅能承受较大的

9、轴向载荷，有时还可承受双向轴向载荷。载荷，有时还可承受双向轴向载荷。 由于各环间载荷分布不均，其单位由于各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力比单环式低面积的承载能力比单环式低50%50%。 （一）滑动轴承常见失效形式（一）滑动轴承常见失效形式 轴承表面的磨粒磨损、刮伤、咬粘（胶合）、疲劳剥落和腐轴承表面的磨粒磨损、刮伤、咬粘（胶合）、疲劳剥落和腐蚀。蚀。 由于工作条件不同，滑动轴承还可能出现气蚀、电侵蚀、流由于工作条件不同，滑动轴承还可能出现气蚀、电侵蚀、流体侵蚀和微动磨损等失效形式。体侵蚀和微动磨损等失效形式。 表表12 - 1 12 - 1 为故障原因的平均比例。为故障原因的平均比例。

10、详细说明详细说明 （二）轴承材料（二）轴承材料 轴承材料：是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料，如轴承材料：是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料，如轴瓦和轴承衬。轴瓦和轴承衬。 轴承失效形式决定轴承材料的性能要求。轴承失效形式决定轴承材料的性能要求。 1)1)良好的减磨性：低摩擦系数，耐磨性良好的减磨性：低摩擦系数，耐磨性- - 抗磨损能力，抗胶抗磨损能力，抗胶合性合性 - - 材料的耐热性和抗粘附性；材料的耐热性和抗粘附性； 2)2)良好的摩擦顺应性：硬度低，塑性好，弹性模量低良好的摩擦顺应性：硬度低，塑性好，弹性模量低 - - 轴轴瓦材料的弹性变形来适应和补偿轴的偏斜和变形；瓦材料的弹

11、性变形来适应和补偿轴的偏斜和变形； 3)3)强度高和抗腐蚀性：足够的抗压抗冲击抗疲劳强度；强度高和抗腐蚀性：足够的抗压抗冲击抗疲劳强度； 4)4)嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入, ,以减轻刮伤和颗粒磨损以减轻刮伤和颗粒磨损; ; 5) 5)跑合性跑合性：轴瓦与轴颈表面短期轻载运行后，能形成相互吻轴瓦与轴颈表面短期轻载运行后，能形成相互吻合的表面粗糙度的能力；合的表面粗糙度的能力； 6)6)润滑性：材料对润滑剂有较大的亲和力，在表面形成吸附润滑性：材料对润滑剂有较大的亲和力，在表面形成吸附油膜；油膜； 7)7)良好的导热性、工艺性及经济性；良好的导热性、工艺性及经济性；

12、 * *但没有一种材料能同时满足所有性能要求，所以，选用轴但没有一种材料能同时满足所有性能要求，所以，选用轴承材料时，应分析具体情况合理使用。承材料时，应分析具体情况合理使用。 常用的轴承材料常用的轴承材料 可分三大类：金属材料、多孔质金属材料非金属材料。可分三大类：金属材料、多孔质金属材料非金属材料。(2)(2)铜合金铜合金( (青铜、黄铜青铜、黄铜) )(3)(3)铝合金铝合金(4)(4)铸铁铸铁(1)(1)轴承合金轴承合金锡基合金锡基合金铅基合金铅基合金作为轴承衬作为轴承衬1)1)金属材料金属材料 2)2)多孔质金属材料（粉末冶金材料）多孔质金属材料（粉末冶金材料） 不同的粉末与石墨混合

13、，经压制，烧结而成的轴承材料。具不同的粉末与石墨混合，经压制，烧结而成的轴承材料。具有多孔组织。在侵油中使微孔中充满润滑油，变成含油轴承有多孔组织。在侵油中使微孔中充满润滑油，变成含油轴承。润润滑性能好。滑性能好。 3)3)非金属材料非金属材料 (1) (1)石墨石墨 (2) (2)塑料塑料 (3) (3)橡胶橡胶 (4) (4)硬木。硬木。 表表12-2 12-2 常用金属轴承材料性能。常用金属轴承材料性能。详细说明详细说明 轴瓦：是与轴颈直接接触相对滑动，由减摩材料作成的。是轴瓦：是与轴颈直接接触相对滑动，由减摩材料作成的。是滑动轴承中的重要零件，其结构是否合理对轴承性能影响很大。滑动轴承

14、中的重要零件，其结构是否合理对轴承性能影响很大。 轴承衬：为了改善轴瓦表面的摩擦性质，其内径表面上浇铸轴承衬：为了改善轴瓦表面的摩擦性质，其内径表面上浇铸一层或两层减磨材料。一层或两层减磨材料。 （一）轴瓦的形式和构造（一）轴瓦的形式和构造详细说明详细说明按构造按构造分类分类整体式整体式:对开式对开式:需从轴端安装和拆卸，可修复性差。需从轴端安装和拆卸，可修复性差。 可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。 按尺寸按尺寸分类分类薄壁薄壁:厚壁厚壁:节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的加工精度要求高。加工精度要求高。 具有足

15、够的强度和刚度，可降低对轴承座具有足够的强度和刚度，可降低对轴承座孔的加工精度要求。孔的加工精度要求。 按材料按材料分类分类单材料单材料:多材料多材料:强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄铜，灰铸铁。铜，灰铸铁。轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。按加工按加工分类分类铸造铸造:轧制轧制:铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。于厚壁轴瓦。只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。虚拟现实中的轴瓦虚拟现实中的轴瓦 常见轴瓦结构形式常见轴瓦结构形

16、式 （二）轴瓦的定位（二）轴瓦的定位 目的：防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向的相对移动。目的：防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向的相对移动。 方法：轴向定位方法：轴向定位- - 做出凸缘；周向定位做出凸缘；周向定位- - 紧定螺钉或销钉。紧定螺钉或销钉。对于轴向定位有：对于轴向定位有：对于周向定位有：对于周向定位有：凸缘凸缘轴瓦一端或两端做凸缘轴瓦一端或两端做凸缘定位唇定位唇定位唇（凸耳）定位唇（凸耳）紧定螺钉紧定螺钉紧定螺钉紧定螺钉（也可做轴向定位）（也可做轴向定位）轴轴 瓦瓦圆柱销圆柱销轴承座轴承座销钉销钉（也可做轴向定位）（也可做轴向定位） （三）油孔及油槽（三）油孔及油槽 油孔：供应

17、润滑油；油槽：输送和分布润滑油。油孔：供应润滑油；油槽：输送和分布润滑油。 开设目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面开设目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面 原则：尽量开在非承载区，尽量不要降低或少降低承载区原则：尽量开在非承载区，尽量不要降低或少降低承载区油膜的承载能力；轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的油膜的承载能力；轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的油封面。油封面。 形式：按油槽走向分形式：按油槽走向分沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等 按油槽数量分按油槽数量分单油槽、多油槽等。单油槽、多油槽等。 液液体动压径向润滑轴承，油槽和体

18、动压径向润滑轴承，油槽和油孔应开在非轴承承载区内，否则会显油孔应开在非轴承承载区内，否则会显著降低轴承的承载能力。著降低轴承的承载能力。 有无周向油槽时，油膜压力分布。有无周向油槽时，油膜压力分布。 滑动轴承种类繁多，他们对润滑剂的要求也各不相同。常用滑动轴承种类繁多，他们对润滑剂的要求也各不相同。常用润滑剂的选择方法为：润滑剂的选择方法为： （一）润滑脂及其选择（一）润滑脂及其选择 特点：润滑脂属于半固体润滑剂，无流动性，故无冷却特点：润滑脂属于半固体润滑剂，无流动性，故无冷却效果，可在滑动表面形成一层薄膜。效果，可在滑动表面形成一层薄膜。 适用场合：要求不高、难以经常供油，或者低速重载以及

19、作适用场合：要求不高、难以经常供油，或者低速重载以及作摆动运动的轴承中。摆动运动的轴承中。 选择润滑脂的主要性能指标为：稠度（针入度）选择润滑脂的主要性能指标为：稠度（针入度）- -固态或流固态或流动性的程度和滴度。动性的程度和滴度。 一般选择原则：一般选择原则： (1)(1)轴承压强高、滑动速度低选用针入度小的润滑脂；反之轴承压强高、滑动速度低选用针入度小的润滑脂；反之，选择针入度大一些的品种；，选择针入度大一些的品种； (2)(2)润滑脂的滴点应高于轴承的工作温度约润滑脂的滴点应高于轴承的工作温度约20-3020-30度；度； (3)(3)水淋或潮湿环境下应选防水性强的钙基或铝基润滑脂；水

20、淋或潮湿环境下应选防水性强的钙基或铝基润滑脂； (4)(4)温度高选用耐热的钠基脂或锂基脂。温度高选用耐热的钠基脂或锂基脂。 * *表表12-312-3，滑动轴承润滑脂选择。，滑动轴承润滑脂选择。润滑脂牌号表润滑脂牌号表 （二）（二）润滑油及其选择润滑油及其选择 特点：有良好的流动性，可形成动压、静压或边膜界润特点：有良好的流动性，可形成动压、静压或边膜界润滑膜。滑膜。是滑动轴承润滑的最主要的润滑剂。是滑动轴承润滑的最主要的润滑剂。 适用场合：不完全液体滑动轴承和完全液体润滑滑动轴承。适用场合：不完全液体滑动轴承和完全液体润滑滑动轴承。 选择的主要指标：粘度、油性。选择时应综合考虑轴承的承选择

21、的主要指标：粘度、油性。选择时应综合考虑轴承的承载量、轴颈转速、润滑方式、滑动轴承的表面粗糙度因素等。载量、轴颈转速、润滑方式、滑动轴承的表面粗糙度因素等。 一般选择原则：主要考虑润滑油的粘度。一般选择原则：主要考虑润滑油的粘度。 (1)(1)转速高、压力小时，油的粘度应低一些；反之，粘度应转速高、压力小时，油的粘度应低一些；反之，粘度应高一些；高一些；(2)(2)高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些；高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些；(3)(3)接触面粗糙：选高粘度润滑油；接触面粗糙：选高粘度润滑油；(4)(4)循环润滑、芯接润滑：选循环润滑、芯接润滑：选低粘度润滑油；低粘度

22、润滑油；(5)(5)轴承间隙小：选用粘度低的润滑油。轴承间隙小：选用粘度低的润滑油。 * *表表12-4 12-4 滑动轴承轻、中载荷时润滑油的选用。滑动轴承轻、中载荷时润滑油的选用。 （三）固体（三）固体润滑剂及其选择润滑剂及其选择 特点：可在滑动表面形成固体膜。特点：可在滑动表面形成固体膜。 适用场合：有特殊要求的场合，如环境清洁要求处、真空中适用场合：有特殊要求的场合，如环境清洁要求处、真空中或高温中。或高温中。 常用类型：二硫化钼常用类型：二硫化钼MoSMoS2 2 ，碳，碳石墨，聚四氟乙烯等。石墨，聚四氟乙烯等。 使用方法：涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面；制成复合材料，使用方法：涂敷、粘

23、结或烧结在轴瓦表面；制成复合材料，依靠材料自身的润滑性能形成润滑膜。依靠材料自身的润滑性能形成润滑膜。润滑脂牌号表润滑脂牌号表 （四）润滑方法及其选择（四）润滑方法及其选择 1.1.油润滑的供油方法油润滑的供油方法 1)1)间隙供油；间隙供油；2)2)滴油润滑；滴油润滑；3)3)芯接润滑；芯接润滑；4)4)油环润滑；油环润滑；5)5)飞飞溅润滑；溅润滑；6)6)压力循环润滑。压力循环润滑。 2.2.脂润滑的供油方法脂润滑的供油方法 常用旋盖式油环。常用旋盖式油环。 选择方法：根据选择系数确定具体选择方法。选择方法：根据选择系数确定具体选择方法。: :轴颈滑动速度轴颈滑动速度BdFp : :轴承

24、平均压力轴承平均压力 工作状态：因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，故无法形成完工作状态：因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，故无法形成完全的承载油膜，工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。全的承载油膜，工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。 轴承轴承应用场合：对于工作要求不高、速度较低、载荷不大、应用场合：对于工作要求不高、速度较低、载荷不大、难于维护等条件下工作的轴承，设计成非液体摩擦滑动轴承。难于维护等条件下工作的轴承，设计成非液体摩擦滑动轴承。 失效形式与设计准则：失效形式与设计准则：1.1.失效形式：边界油膜破裂失效形式：边界油膜破裂磨粒磨损磨粒磨损粘着磨损粘着磨损 2. 2.设计准则：保证边界膜不破裂

25、。设计准则：保证边界膜不破裂。 边界油膜的强度和温度受多种因素影响边界油膜的强度和温度受多种因素影响, ,十分复杂十分复杂, ,采用间采用间接、条件性的计算。接、条件性的计算。 （一）径向心滑动轴承的设计计算（一）径向心滑动轴承的设计计算已知条件：轴径直径：已知条件：轴径直径： 转转 速：速： 径向载荷：径向载荷：d min/rn NF 1.1.确定轴承的结构形式，选定轴瓦材料；确定轴承的结构形式，选定轴瓦材料； 2.2.根据根据 B/d B/d 的推荐值确定轴承宽度的推荐值确定轴承宽度B B； 3.3.验算轴承的工作能力。验算轴承的工作能力。 校核内容：校核内容： 验算轴承压强验算轴承压强P

26、 P： 保证润滑油不被过大的压力挤出，轴瓦也不过度磨损。保证润滑油不被过大的压力挤出，轴瓦也不过度磨损。 2N/mm PdBFp pvB19100Fn100060dndBFpv vv m / s 选择轴承的配合：一般可选选择轴承的配合：一般可选H9/d9H9/d9或或H8/f7H8/f7、H7/f6H7/f6。 验算轴承的验算轴承的PvPv 值：值： 控制轴承工作温度，防止边界膜破坏。控制轴承工作温度，防止边界膜破坏。 验算滑动速度验算滑动速度v v：防止滑动速度过高、加剧磨损。：防止滑动速度过高、加剧磨损。 p、v、 pv 的选择的选择 （一）流体动力润滑的基本方程（一）流体动力润滑的基本方

27、程-雷诺方程雷诺方程AxyzvB()ppxdx dydz tdxdzdxdzpdydzpdydz() ydy dxdz推导雷诺方程假定：推导雷诺方程假定：液体流动为层流；液体流动为层流；流体不可压缩；流体不可压缩；流体惯性力、重力与粘滞；流体惯性力、重力与粘滞；阻力相比很小阻力相比很小, ,略去不计；略去不计；粘度与压力无关；粘度与压力无关；板宽为无限宽板宽为无限宽,Z,Z方向润滑油方向润滑油无流动。无流动。X X方向平衡条件方向平衡条件: :0 dxdzdyydydzdxxPPdxdyPdydz yxP yV 22yVxP d VdyPx221边界条件：边界条件：y 0 v =Vy = h

28、v = 0vV hyhy hypx2VVAPm axBhh0速度分布和压力分布速度分布和压力分布 hvdyQ0 xphvhQ 1223速度为直线分布的截面流量：速度为直线分布的截面流量：QVh02由于由于z z方向不流动、不可压缩方向不流动、不可压缩. .因而因而, ,各截面流量相等各截面流量相等, ,由此可得由此可得: : （二）形成动压润滑油膜的必要条件（二）形成动压润滑油膜的必要条件 1.1.两工作表面必须构成收敛楔形；两工作表面必须构成收敛楔形； 2.2.两工作表面必须有一定的相对运动速度；两工作表面必须有一定的相对运动速度； 3.3.两工作表面间必须连续充满具有一定粘度的润滑油。两工

29、作表面间必须连续充满具有一定粘度的润滑油。P.v.此外此外, , 间隙等匹配适当。间隙等匹配适当。 （三）向心滑动轴承工（三）向心滑动轴承工作状况作状况n 0形成油膜形成油膜n 0n Ddn 0轴承工作特性曲线轴承工作特性曲线fnp液体摩擦液体摩擦边界摩擦边界摩擦混合摩擦混合摩擦 （一）参数的选择：（一）参数的选择： 1 1、轴承的宽径比、轴承的宽径比B/dB/dB/dB/d的取值的取值: :重载：重载： 中载：中载： 轻载：轻载：Bd/.11 5Bd/.0 51Bd/. 0 5注：宽径比不得小于注：宽径比不得小于0 0。2525 液体摩擦动压向心滑动轴承的设计液体摩擦动压向心滑动轴承的设计2

30、 2、相对间隙：、相对间隙：直径间隙：直径间隙：半径间隙：半径间隙：相对间隙：相对间隙：DdRrdr间隙小，承栽能力大，但需提高间隙小，承栽能力大，但需提高加工精度如果太小发热量大，降加工精度如果太小发热量大，降低粘度，承载能力反而降低；因低粘度，承载能力反而降低；因此间隙不能太大也不能太小。此间隙不能太大也不能太小。（二）液体动压向心滑动轴承计算（二）液体动压向心滑动轴承计算 利用一维雷诺方程利用一维雷诺方程hminea102hh0pmaxprRB2B2zhminhmaxa1oo1P2hPe o o11.1.偏心距偏心距 =e :半半径径间间隙隙2.2.偏心率偏心率3.3.最小油膜厚度最小油

31、膜厚度herm in =1 -14.4.任意角任意角 处的油膜厚度处的油膜厚度hr1co srnV 2 cos1 rh 00cos1 rh代入一维雷诺方程代入一维雷诺方程 dndp 1302cos1coscos12整理积分后得轴承任意剖面处的压强整理积分后得轴承任意剖面处的压强: : dnp 1302cos1coscos12作用微弧作用微弧 上的压力：上的压力：rdpp rd在载荷方向上的压力在载荷方向上的压力: :ppyacos()1800轴承单位宽度上在外载方向的总油膜压力轴承单位宽度上在外载方向的总油膜压力: :ppyy12考虑端泻影响考虑端泻影响: :pp CzByy122对有限宽轴承

32、其承载能力的表达式为对有限宽轴承其承载能力的表达式为: : Pp dzyBB/22S0机械设计手册中通过图线给出机械设计手册中通过图线给出 与与? ? ， 的关系。的关系。hmin/ ddCOSCOSCOSCnBdPa)cos()1 ()(421130 2 将上式整理后，将上式整理后，可得表示轴承承载能力的无量纲数：可得表示轴承承载能力的无量纲数：26010 pnS S0：轴承特性系：轴承特性系 SommerfeidSommerfeid 数数 轴承的承载能力与轴承的承载能力与? ? 成反比成反比S0因此已知轴承尺寸，载荷和转速等参数下因此已知轴承尺寸，载荷和转速等参数下可求可求 ， ，反之也可

33、以。，反之也可以。minhhKRRczzm in12RRzz12,K21QQQ ：1Q2QQ2： dBvdBvQQ 1 （四）（四） 轴承热平衡轴承热平衡 平衡条件：平衡条件： 摩擦功耗产生热量摩擦功耗产生热量= =散发热量散发热量1.1.轴承中摩擦系数轴承中摩擦系数取决于粘性摩擦取决于粘性摩擦yv 速度分布：速度分布：xpyhyhyhV .2)()( 求导并取求导并取y=0y=0代入上式代入上式xphhv 2剪切流引起剪切流引起的剪切阻力的剪切阻力压力流引起的剪切压力流引起的剪切阻力非承载区为零阻力非承载区为零xphhv+=2将将积分积分摩擦力为摩擦力为+=210202rdhvrdxphFf

34、摩擦系数为摩擦系数为PFff0 f0S通过通过 在图上查出在图上查出0Sf2 2、热平衡计算、热平衡计算fPvH=单位时间润滑油代走的热量：单位时间润滑油代走的热量：()ittCQH=01单位时间轴承金属散发的热量：单位时间轴承金属散发的热量：()isttdBH=02vdBvCQpfts 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算一、流体动力润滑基本方程的建立对流体平衡方程（NavierStokes方程）作如下假设，以便得到简化形式的流体动力平衡方程。这些假设条件是 ： 流体为牛顿流体，即 。 )(yu 流体的流动是层流，即层与层之间没有物质和能量的交换； 忽略压力对流体粘度的影响，实际上粘度随压力的

35、增高而增加； 略去惯性力及重力的影响，故所研究的单元体为静平衡状态或匀速直线运动，且只有表面力作用于单元体上； 流体不可压缩，故流体中没有“洞”可以“吸收”流质； 流体中的压力在各流体层之间保持为常数。 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算2液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算在以上假设下，从两平板所构成的楔形空间中，取某一层液体的一部分作为单元体，通过建立平衡方程和给定边界条件，可得一维雷诺方程：流体动力润滑的必要条件是： )(603hhhvxp 相对运动的两表面间构成楔形空间。 楔形空间中充满具有粘性的液体。 两板相对运动的结果，应使液体在粘性力的作用下由楔形空间的大端流向楔形空间的小端 。F

36、vxyabcoho 详细推导液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算二、径向滑动轴承形成流体动力润滑时的状态 轴承的孔径D和轴颈的直径d名义尺寸相等；直径间隙是公差形成的。 轴颈上作用的液体压力与F相平衡，在与F垂直的方向，合力为零。 轴颈最终的平衡位置可用a和偏心距e来表示。 轴承工作能力取决于hlim，它与、和F等有关，应保证hlimh。FFFhminoo1oo1o1oaedD初始状态稳定工作状态 演示液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算4液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算三、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数最小油膜厚度：hmin= e r(1-) 偏心率， e / 为直径间隙， D d为半径间隙， R R r r / / 2r 和 d 分别为轴颈的半径和直径。R 和 D 分别为轴承的半径和直径。 e 为偏心距相对间隙， / r / d 其中：液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算5液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算4液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算积分一维雷诺方程 )(603hhhvxp并考虑到压力沿轴承宽度方向的分布，Cp 承载量系数，与轴承