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1、机械设计滑动轴承本讲稿第一页，共五十二页1第 4 章摩擦、磨损及润滑本讲稿第二页，共五十二页2 滑动轴承4-1 摩擦（润滑状态）图3-11.干摩擦：干摩擦：表面间无润滑剂或保护膜的纯金属间的摩擦；2.边界摩擦：表面被吸附在表面的边界膜隔开；4.混合摩擦：3.流体摩擦：表面被流体完全隔开，摩擦性能取决于内部分子间的 粘性阻力本讲稿第三页，共五十二页3本讲稿第四页，共五十二页4本讲稿第五页，共五十二页5 滑动轴承摩擦（润滑状态）2.边界摩擦（润滑）边界摩擦（润滑）：表面被吸附在表面的边界膜隔开；按边界膜形成机理，边界膜分为：n 吸附膜吸附膜 润滑剂中分子吸附在金属表面而形成的边界膜；n化学反应膜化
2、学反应膜润滑剂中以原子形式存在的S、Al、P元素与金属反应生成化合物，在金属表面形成的薄膜。反应膜具有较高的熔点，比吸附膜稳定。本讲稿第六页，共五十二页6 滑动轴承3.混合摩擦混合摩擦(润滑润滑)：摩擦表面间处于边界摩擦与流体摩擦的混合状态时.4.流体摩擦流体摩擦(润滑润滑)：摩擦表面间的润滑模厚度大到足以将两个表面的轮廓峰完全隔开.本讲稿第七页，共五十二页7n北方交大考研试题北方交大考研试题干摩擦时,摩擦力与所受载荷及表面接触面积的关系为:A.与表面面积无关而与载荷成正比;B.与表面面积有关而与载荷无关;C.与表面面积有关而与载荷成正比.本讲稿第八页，共五十二页8北京理工大学考研试题北京理工
3、大学考研试题n零件表面在混合润滑状态时的摩擦系数比液体润滑状态时的摩擦系数 。A.大；B.小；C.可能大，可能小；D.相等。本讲稿第九页，共五十二页94-2 磨损磨损本讲稿第十页，共五十二页10按磨损机理可分为：按磨损机理可分为：1.粘着磨损：粘着磨损：“冷焊”后，表面材料的 脱离及迁移；2.磨粒磨损：磨粒磨损：摩擦面间的游离颗粒，起到微切削作用；3.疲劳磨损：疲劳磨损：疲劳点蚀；4.冲蚀磨损：冲蚀磨损：流动液体、气体所夹 硬质物体颗粒引起5.化学磨损化学磨损（腐蚀磨损）：机械作用及化学或 电化学作用共同引起的磨损；本讲稿第十一页，共五十二页114-3 润滑剂、添加剂和润滑方法润滑剂、添加剂和
4、润滑方法（一）润滑剂（一）润滑剂1.润滑油润滑油润滑油的主要指标（1）粘度）粘度:流体抵抗变形的能力，标志着 流体内摩擦阻力的大小。a）动力粘度 b)运动粘度 v=0vhvxzh本讲稿第十二页，共五十二页12a）动力粘度牛顿粘性定律：在流体中任意点处的切应力均与该处流体的速度梯度成正比。u=0Uhuxy剪切剪切应力应力动力动力粘度粘度速度速度梯度梯度h本讲稿第十三页，共五十二页13b）运动粘度与动力粘度的换算关系：n动力粘度动力粘度：主要用于流体动力计算。Pasn运动粘度运动粘度：使用中便于测量。m2/s粘温曲线见 图4-92.油性油性（润滑性）：润滑油在摩擦表面形成各种吸附膜和化学反应膜的性
5、能；3.润滑油主要指标润滑油主要指标：闪点闪点:油气遇火焰即能发出闪光的最低温度油气遇火焰即能发出闪光的最低温度;要求工作温度低要求工作温度低于闪点于闪点30-40C(油高温工作指标)凝点凝点:不能再自由流动的最高温度不能再自由流动的最高温度.(油低温工作指标)密度密度本讲稿第十四页，共五十二页14（三）润滑剂的添加剂（三）润滑剂的添加剂耐磨损添加剂：抗磨损；极压添加剂：提高抗胶合性；油性添加剂：提高边界润滑的油膜强度；（二）润滑脂的主要指标（二）润滑脂的主要指标1.针入度：针入度：重1.5N的锥体，于25C恒温下5s后刺入的深度；2.滴点：滴点：在规定的加热条件下，润滑脂从标准测量杯的孔口滴
6、下第一滴时的温度。工作温度应低于滴点20C本讲稿第十五页，共五十二页15vVxyVvV=0F 油压p分布曲线 vv4-4 流体动压润滑的基本理论流体动压润滑的基本理论雷诺方程雷诺方程h0本讲稿第十七页，共五十二页17流体静力润滑：向两运动表面输入压力油；流体动力润滑：利用两运动表面形成收敛的楔行楔行间隙间隙、相对速度相对速度及润滑油粘度润滑油粘度，形成压力膜;vUxyF 油压p分布曲线 v楔效应楔效应本讲稿第十八页，共五十二页18形成流体动压润滑的必要条件形成流体动压润滑的必要条件1.两工作表面间必须构成两工作表面间必须构成收敛的楔形间隙收敛的楔形间隙；2.两工作表面间必须两工作表面间必须充满
7、有一定粘度充满有一定粘度的的 润滑油或其它流体；润滑油或其它流体；3.两工作表面必须有一定的两工作表面必须有一定的相对滑动速度相对滑动速度；4.运动方向必须保证能带动润滑油运动方向必须保证能带动润滑油 从从大截面流进，小截面流出。大截面流进，小截面流出。本讲稿第十九页，共五十二页19北京航空航天大学考研试题北京航空航天大学考研试题n流体动压润滑轴承形成动压润滑的必要条件是：n（1）n（2）n（3）n（4）本讲稿第二十页，共五十二页20第十二章第十二章 滑动轴承滑动轴承本讲稿第二十一页，共五十二页21第十二章第十二章 滑动轴承滑动轴承 12-1 概述（一）（一）目前滑动轴承应用的主要场合：目前滑
8、动轴承应用的主要场合：1.转速极高的轴承 2.载荷特重的轴承 3.冲击很大的轴承 4.要求特别精密的轴承 本讲稿第二十二页，共五十二页22（二）轴承分类（二）轴承分类n轴承轴承：滑动轴承、滚动轴承滑动轴承、滚动轴承n滑动轴承滑动轴承：径向轴承、止推轴承径向轴承、止推轴承n按液体润滑承载机理分：按液体润滑承载机理分：n液体动压轴承、液体静压轴承液体动压轴承、液体静压轴承本讲稿第二十三页，共五十二页23滑动轴承滑动轴承：径向轴承、止推轴承径向轴承、止推轴承本讲稿第二十四页，共五十二页2412-2 径向滑动轴承的结构径向滑动轴承的结构整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承对开式对开式径向径向滑动轴承滑
9、动轴承图图15-18 斜剖分斜剖分式式径向径向滑动轴承滑动轴承本讲稿第二十五页，共五十二页25本讲稿第二十六页，共五十二页26本讲稿第二十七页，共五十二页27本讲稿第二十八页，共五十二页28本讲稿第二十九页，共五十二页2912-2 径向滑动轴承的结构径向滑动轴承的结构调心滑动轴承调心滑动轴承 可调间隙的滑动轴承可调间隙的滑动轴承本讲稿第三十页，共五十二页30滑动轴承12-2 径向滑动轴承结构径向滑动轴承结构 多油楔轴承多油楔轴承本讲稿第三十一页，共五十二页31 12-3滑动轴承的失效形式及常用材料滑动轴承的失效形式及常用材料（一）滑动轴承的失效形式和材料（一）滑动轴承的失效形式和材料磨粒磨损磨
10、粒磨损胶合胶合(咬粘咬粘)刮伤、刮伤、疲劳剥落、腐蚀疲劳剥落、腐蚀（二）对材料性能的要求（二）对材料性能的要求良好的减摩性、耐磨性和良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘抗咬粘(胶合胶合)性性;良好的摩擦顺应性、嵌入性良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性和磨合性;足够的强度和抗腐蚀能力足够的强度和抗腐蚀能力;良好的导热性、工艺性和良好的导热性、工艺性和经济性等经济性等.本讲稿第三十二页，共五十二页32 （三）（三）滑动轴承的常用材料滑动轴承的常用材料 表表12-21.轴承合金：锡、铅、锑、铜合金，仅用于轴承衬轴承合金：锡、铅、锑、铜合金，仅用于轴承衬2.铜合金铜合金:青铜广泛应用青铜广泛应用3.铝基轴承合金
11、铝基轴承合金4.灰铸铁及耐磨铸铁：经济、耐磨灰铸铁及耐磨铸铁：经济、耐磨5.多孔质金属材料：粉末冶金，含油轴承多孔质金属材料：粉末冶金，含油轴承 6.非金属材料非金属材料本讲稿第三十三页，共五十二页33 12-4 轴瓦瓦结构结构轴瓦结构n整体式轴瓦和剖分式轴瓦n轴瓦由13层制成本讲稿第三十四页，共五十二页34本讲稿第三十五页，共五十二页35本讲稿第三十六页，共五十二页36滑动轴承12-4 轴瓦结构轴瓦结构轴瓦结构：由13层材料制成轴瓦内表面结构 本讲稿第三十七页，共五十二页37滑动轴承轴瓦结构轴瓦结构图图12-7 轴瓦的固定轴瓦的固定整体式轴瓦整体式轴瓦本讲稿第三十八页，共五十二页38滑动轴承
12、12-4 轴瓦结构 油沟与油槽的位置油沟与油槽的位置 油槽的尺寸可查相关的手册。轴向油槽轴向油槽周向油槽周向油槽油孔油孔本讲稿第三十九页，共五十二页39滑动轴承油沟与油槽的位置油沟与油槽的位置 不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低轴不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低轴承的承载能力承的承载能力本讲稿第四十页，共五十二页40本讲稿第四十一页，共五十二页41 12-5滑动轴承润滑剂的选用滑动轴承润滑剂的选用（一）润滑脂及其选择原则（一）润滑脂及其选择原则 1.高压低速高压低速，针入度小品种，反之针入度大；2.润滑脂滴点润滑脂滴点应比轴承工作温度高20-30C；3.潮湿环境潮湿环境选钙基或铝基润
13、滑脂；高温工作高温工作选钠基或复合钙基润滑脂。（二）润滑油及其选择原则（二）润滑油及其选择原则1.高速低压高速低压选粘度较低的油；反之选粘度较高油；2.高温工作高温工作的轴承（t60C）油粘度应高些；3.不完全液体润滑不完全液体润滑轴承润滑油选择见表12-4；4.液体动压液体动压轴承润滑油选择见表4-1。本讲稿第四十二页，共五十二页42 12-6不完全液体不完全液体润滑滑滑动轴承设计计算滑动轴承设计计算（混合润滑滑动轴承的条件性计算）（一）（一）径向滑动轴承的计算径向滑动轴承的计算 （上式中各参数见表（上式中各参数见表12-2）4.选取滑动轴承的配合：H9/d9、H8/f7、H7/f6 本讲稿
14、第四十三页，共五十二页43（混合润滑滑动轴承的条件性计算）（二）（二）止推滑动轴承的计算止推滑动轴承的计算 （上式中各参数见表（上式中各参数见表12-6）本讲稿第四十四页，共五十二页44中南大学考研试题中南大学考研试题n设计计算非液体滑动轴承时要验算设计计算非液体滑动轴承时要验算:n1)其目的是其目的是 ;n2)其目的是其目的是 ;n3)其目的是其目的是 ;本讲稿第四十五页，共五十二页4512-6 推力（止推）滑动轴承结构推力（止推）滑动轴承结构V图15-25 动压推力滑动轴承本讲稿第四十六页，共五十二页46 a单向旋转 b双向旋转 c可倾瓦推力轴承 轴承表面由多组斜面平面组成，当轴低速旋转时
15、依靠平面接触承载，当以工作速度旋转时依靠斜面形成液体动压润滑。12-6 推力滑动轴承结构推力滑动轴承结构本讲稿第四十七页，共五十二页4712-6 混合润滑滑动轴承的条件性计算混合润滑滑动轴承的条件性计算 （二）止推滑动轴承的计算（二）止推滑动轴承的计算 a)实心式 b)空心式 c)单环式 d)多环式本讲稿第四十八页，共五十二页4812-7液体动压径向滑动轴承的设计计算液体动压径向滑动轴承的设计计算1.流体动力润滑基本方程流体动力润滑基本方程2.径向滑动轴承形成动力润滑过程径向滑动轴承形成动力润滑过程 a)静止 b)启动 c)稳定运转Ff本讲稿第四十九页，共五十二页492.径向滑动轴承的主要几何
16、参数径向滑动轴承的主要几何参数.直径间隙直径间隙.半径间隙半径间隙.相对间隙相对间隙.偏心距偏心距.偏心率偏心率.最小油膜厚度最小油膜厚度径向压力分布曲线径向压力分布曲线（参见图12-14）本讲稿第五十页，共五十二页503.油膜的总承载能力为油膜的总承载能力为Fr承载量系数承载量系数表表12-7.相对间隙相对间隙=(D-d)/d本讲稿第五十一页，共五十二页51北京理工大学考研试题北京理工大学考研试题 对已知设计好的液体动压径向滑动轴承对已知设计好的液体动压径向滑动轴承,只改变下面一个参数只改变下面一个参数,其他参数都不变其他参数都不变,轴承的轴承的承载能力是提高了还是降低了承载能力是提高了还是降低了?本讲稿第五十二页，共五十二页52