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1、摩擦学设计第1页，此课件共26页哦摩擦学发展的重要历史阶段史前人类的钻木取火祖先们在春秋时代（公元前770221年）对摩擦、磨损现象有了一定的了解，并且已经知道采用动物油脂进行润滑诗经中相关的记载西晋时代张华所著博物志最早记载了人类使用矿物油做润滑剂15世纪，意大利的列奥纳多达芬奇才开始把摩擦学引入理论研究的途径18世纪起摩擦学研究蓬勃兴起，到20世纪60年代摩擦学成为一门独立的交叉学科应用及研究的领域不断扩大：机械、冶金、生物、地质、音乐、体育等第2页，此课件共26页哦第三章 摩擦学设计及其应用滑动轴承设计3-1摩擦学基本知识简介3-2滑动轴承的结构与材料3-3不完全液体润滑滑动轴承设计计算
2、3-4液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算小结：滑动轴承设计的内容第3页，此课件共26页哦3-1 摩擦学基本知识一.摩擦n定义n摩擦的类型：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦n摩擦状态的判定：表3-1、图3-2二.磨损n定义n磨损的过程：图3-3n磨损的类型：粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、摩擦化学磨损n改善摩擦副耐磨性能的措施选择减磨材料、合理选择润滑剂和添加剂、控制易损件的工作条件三.润滑第4页，此课件共26页哦3-2 滑动轴承的结构与材料一.滑动轴承的典型结构（p471-15.3.1）n整体式（图15-16）、剖分式（图15-17）二.轴瓦的结构与材料第9页，此课件共26页哦二.轴瓦的
3、结构与材料1.轴瓦的结构n轴瓦的形式和构造-整体铸造、对开式n油孔及油槽（p476，图15-27、15-28）n轴瓦的定位-保证轴瓦与轴承座之间无轴向、周向的相对移动（图15-28）2.轴瓦的材料n选用原则n常用的轴瓦材料（p75，表3-3）第10页，此课件共26页哦3-3 不完全液体润滑滑动轴承 设计计算一.失效形式n磨粒磨损与粘着磨损为主、多种失效形式并存的情况二.设计准则n边界膜不遭破坏，维持粗糙表面微腔内有液体润滑存在三.径向滑动轴承的计算四.推力滑动轴承的设计计算（自学）第13页，此课件共26页哦三.不完全液体润滑径向滑动轴承设计算典型问题1.已知条件：轴颈的直径d（mm）；轴转速n
4、（r/min）；轴承的径向外载荷F（N）。2.设计的目的：确定轴承的材料与宽度B1）验算轴承的平均压力p-防止磨损式（3-13）2）验算轴承的pV值-限制温升式（3-14）3）验算滑动速度V-防止磨损式（3-15）见表3-3第14页，此课件共26页哦3-4液体动力润滑径向滑动轴承的 设计计算一.径向滑动轴承形成液体动力润滑的过程（图3-12）二.形成液体动力润滑的条件和基本方程三.径向滑动轴承的几何参数四.液体动力润滑径向滑动轴承的工作能力计算五.轴承参数的选择第15页，此课件共26页哦二.流体膜压力分布的微分方程-雷诺方程1.假设条件：y1）忽略重力、磁力、惯性力的影响；2）流体在界面上无滑
5、动，即贴于界面的油层速度与界面速度相同；3）沿油膜厚度方向上，不计油膜压力的变化；4）润滑油沿膜厚方向没有流动；5）流体为牛顿流体；6）润滑油流动为层流；7）润滑油不可压缩。第16页，此课件共26页哦2.一维雷诺方程 根据层流运动的流体膜中一微元体的受力平衡、流量连续的分析，并利用假设条件及必要的边界条件，可得到如下的流体膜压力分布方程，即：一维雷诺方程。式（12-8）3.形成液体动力润滑的条件 （图4-17）1）润滑油要有一定的粘度，且其它条件不变时，粘度越高，承载能力越高。2）两相对运动表面要有相当的相对滑动速度。3）相对滑动表面形成收敛的油楔。4）有充足的供油。最大压力处对应的油膜厚度。
6、第17页，此课件共26页哦三.径向滑动轴承的几何参数1.直径间隙2.半径间隙3.相对间隙4.偏心距5.偏心率6.最小油膜厚度7.偏位角8.任意位置的油膜厚度h空气润滑油油楔油膜压力第18页，此课件共26页哦四.液体动力润滑径向滑动轴承的工作能力计算1.轴承承载力计算2.摩擦力及摩擦功耗的计算3.轴承的最小油膜厚度4.轴承的热平衡计算5.工作能力计算的一般步骤图3-18数值计算机算方法见p81-82第19页，此课件共26页哦1.轴承的承载力计算总承载量计算的无量纲参数-索氏数定义：式（3-25）图3-15其中：为润滑油在轴承平均工作温度下的动力粘度，Ns/m2为轴颈的转速，rad/sB为轴承的宽
7、度，m；d为轴颈的直径，m。第20页，此课件共26页哦2.轴承的摩擦力及摩擦功耗计算定义：轴承的摩擦特性系数图3-16摩擦力：摩擦功耗：第21页，此课件共26页哦3.轴承中的最小油膜厚度计算 轴承中的最小油膜厚度，不能无限制地减小。它受到轴颈与轴承内表面的粗糙度、轴的刚性及轴承与轴颈的几何形状误差等的影响。式（3-35）式（3-34）表3-5安全系数第22页，此课件共26页哦4.轴承热平衡计算根据能量守恒：每秒产生的热量 带走热量达到热平衡时的润滑油温度差式(12-28)为保证轴承的正常工作，一般要求等效温度不超过75。流量系数，图3-17第23页，此课件共26页哦等效温度：入口油温tin一般为3045C高速重载条件：式（3-33）式（3-32）中等载荷和一切非稳定载荷下：第24页，此课件共26页哦五.轴承参数的选择n相对间隙n宽径比表3-6、表3-7n润滑油动力粘度表3-8式（3-36）第25页，此课件共26页哦