武漢理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計課件第13、14章

1、武漢理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計課件第武漢理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計課件第1313、1414章章 第十三章第十三章 滑動軸承滑動軸承 13-1 滑動軸承的類型滑動軸承的類型 1、按工作表面摩擦狀態(tài)分、按工作表面摩擦狀態(tài)分 （1）液體摩擦滑動軸承液體摩擦滑動軸承 工作時，軸頸和軸承工作表面被一層潤滑油膜隔開。由于工作時，軸頸和軸承工作表面被一層潤滑油膜隔開。由于 兩零件工作表面沒有直接接觸，軸承的阻力只是潤滑油分兩零件工作表面沒有直接接觸，軸承的阻力只是潤滑油分 子間的內(nèi)摩擦力，所以摩擦系數(shù)小（子間的內(nèi)摩擦力，所以摩擦系數(shù)?。?.0010.008），）， 壽命長，效率高，但是制造精度要求也高，并需在一定條壽命長，效率

2、高，但是制造精度要求也高，并需在一定條 件下才能實現(xiàn)液體摩擦。件下才能實現(xiàn)液體摩擦。 （2）非液體摩擦滑動軸承非液體摩擦滑動軸承 工作時，軸頸和軸承工作表面間雖有潤滑油存在，但從微工作時，軸頸和軸承工作表面間雖有潤滑油存在，但從微 觀上看，工作表面局部凸起部分仍發(fā)生金屬的直接接觸，觀上看，工作表面局部凸起部分仍發(fā)生金屬的直接接觸， 因此，工作條件要求不高，故在機(jī)械中應(yīng)用仍然較廣泛。因此，工作條件要求不高，故在機(jī)械中應(yīng)用仍然較廣泛。 滑動軸承實例滑動軸承實例 液體摩擦實例一：液體摩擦實例一： 19761976年，廣洲漁輪廠拆修漁輪上的柴油機(jī)，發(fā)現(xiàn)主年，廣洲漁輪廠拆修漁輪上的柴油機(jī)，發(fā)現(xiàn)主 軸上的

3、軸承軸上的軸承( (巴氏合金巴氏合金) ) 在加工時刮刀留下的刀痕還仍然存在加工時刮刀留下的刀痕還仍然存 在。該柴油機(jī)已使用了在。該柴油機(jī)已使用了l0l0多年，未更換過主軸承，這說明多年，未更換過主軸承，這說明 軸承已形成液體摩擦，否則會磨損，就看不到刀痕了。軸承已形成液體摩擦，否則會磨損，就看不到刀痕了。 液體摩擦實例二：液體摩擦實例二： 原原“東方紅東方紅”輪現(xiàn)為輪現(xiàn)為“江峽輪江峽輪”的齒輪減速器，在的齒輪減速器，在 19751975 年檢查時，發(fā)現(xiàn)齒面上在滾齒時滾刀留下的刀痕還存在。年檢查時，發(fā)現(xiàn)齒面上在滾齒時滾刀留下的刀痕還存在。 該減速器已使用了幾十年，采用噴油潤滑，這說明齒輪間該減

4、速器已使用了幾十年，采用噴油潤滑，這說明齒輪間 也形成了液體摩擦，大大降低了磨損。也形成了液體摩擦，大大降低了磨損。 液體摩擦實例三：液體摩擦實例三： 電風(fēng)扇上葉片輪軸與機(jī)架采用的是滑動軸承，質(zhì)量好電風(fēng)扇上葉片輪軸與機(jī)架采用的是滑動軸承，質(zhì)量好 時無噪聲。用滾動軸承時噪聲和發(fā)熱都較嚴(yán)重。時無噪聲。用滾動軸承時噪聲和發(fā)熱都較嚴(yán)重。 2、按承受的載荷方向分、按承受的載荷方向分 （1）徑向滑動軸承）徑向滑動軸承主要承受徑向載荷主要承受徑向載荷FR （2）止推滑動軸承）止推滑動軸承主要承受軸向載荷主要承受軸向載荷FA 滑動軸承的類型滑動軸承的類型 13-2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式 一、徑

5、向滑動軸承一、徑向滑動軸承 1、整體式整體式 該結(jié)構(gòu)由軸承座和軸套（套筒式軸瓦）組成。軸承座用螺栓該結(jié)構(gòu)由軸承座和軸套（套筒式軸瓦）組成。軸承座用螺栓 與機(jī)座聯(lián)接，頂部設(shè)有裝油杯的螺紋孔。軸套上開有油孔，與機(jī)座聯(lián)接，頂部設(shè)有裝油杯的螺紋孔。軸套上開有油孔， 并在內(nèi)表面開油溝以輸送潤滑油。這種軸承結(jié)構(gòu)簡單，但當(dāng)并在內(nèi)表面開油溝以輸送潤滑油。這種軸承結(jié)構(gòu)簡單，但當(dāng) 工作表面磨損后，間隙無法調(diào)整，軸頸只能從端部裝入。多工作表面磨損后，間隙無法調(diào)整，軸頸只能從端部裝入。多 用于低速、輕載和間歇工作場合，如絞車、手動起重機(jī)等。用于低速、輕載和間歇工作場合，如絞車、手動起重機(jī)等。 滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式滑動軸

6、承的結(jié)構(gòu)型式 2、剖分式剖分式 該結(jié)構(gòu)由軸承蓋、軸承座、剖分瓦和雙頭螺柱組成。軸承蓋和軸該結(jié)構(gòu)由軸承蓋、軸承座、剖分瓦和雙頭螺柱組成。軸承蓋和軸 承座剖分面常做成階梯形，以便定位和防止工作時錯動。安裝時承座剖分面常做成階梯形，以便定位和防止工作時錯動。安裝時 上下瓦分面間放有墊片，當(dāng)軸瓦工作面磨損后，可抽去一些墊片，上下瓦分面間放有墊片，當(dāng)軸瓦工作面磨損后，可抽去一些墊片， 以此來調(diào)整軸承的間隙。這種結(jié)構(gòu)可調(diào)整間隙，且軸承蓋可打開以此來調(diào)整軸承的間隙。這種結(jié)構(gòu)可調(diào)整間隙，且軸承蓋可打開 安裝軸，便于裝拆維修，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴。安裝軸，便于裝拆維修，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴。 3、自位式自位式（

7、自動調(diào)心式）（自動調(diào)心式） 當(dāng)軸頸較長（寬徑比當(dāng)軸頸較長（寬徑比B/d1.51.75），軸的剛度小，或由于），軸的剛度小，或由于 兩軸承不是安裝在同一剛性機(jī)架上，同心度較難保證時，都會兩軸承不是安裝在同一剛性機(jī)架上，同心度較難保證時，都會 造成軸瓦端部的局部接觸，使軸瓦局部磨損嚴(yán)重，此時可采用造成軸瓦端部的局部接觸，使軸瓦局部磨損嚴(yán)重，此時可采用 自位式滑動軸承。這種軸承將軸瓦外表面做成凸形，與軸承蓋自位式滑動軸承。這種軸承將軸瓦外表面做成凸形，與軸承蓋2 及軸承座及軸承座3上的凹形球面相配合。因此，軸瓦可隨軸的彎曲或傾上的凹形球面相配合。因此，軸瓦可隨軸的彎曲或傾 斜而自動調(diào)心，從而保證軸頸

8、與軸瓦的均勻接觸。斜而自動調(diào)心，從而保證軸頸與軸瓦的均勻接觸。 二、止推滑動軸承二、止推滑動軸承 由軸承座、套筒、徑向軸瓦、止推軸瓦組成。為了便于對中，由軸承座、套筒、徑向軸瓦、止推軸瓦組成。為了便于對中， 止推軸瓦底部制成球面形狀，并用銷釘來防止它隨軸頸轉(zhuǎn)動。止推軸瓦底部制成球面形狀，并用銷釘來防止它隨軸頸轉(zhuǎn)動。 潤滑油從底部進(jìn)入，上部流出。這種軸承主要承受軸向載荷，潤滑油從底部進(jìn)入，上部流出。這種軸承主要承受軸向載荷， 借助于徑向軸瓦也可承受部分徑向載荷。借助于徑向軸瓦也可承受部分徑向載荷。 滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式 13-2 滑動軸承的材料滑動軸承的材料 主要是主要是軸瓦軸瓦

9、的材料的材料 一、材料要求一、材料要求 低摩擦系數(shù)、耐腐蝕性、抗膠合性、抗壓抗疲勞強(qiáng)度、導(dǎo)熱低摩擦系數(shù)、耐腐蝕性、抗膠合性、抗壓抗疲勞強(qiáng)度、導(dǎo)熱 性、工藝性性、工藝性 二、材料二、材料 1）青銅）青銅 2）軸承合金）軸承合金 3）其它材料）其它材料 灰鑄鐵、粉末冶金灰鑄鐵、粉末冶金 13-4 非液體摩擦滑動軸承非液體摩擦滑動軸承 一、主要失效形式一、主要失效形式 1、磨損、磨損2、膠合、膠合 非液體磨擦滑動軸承的工作表面，在工作時有局部的金屬接非液體磨擦滑動軸承的工作表面，在工作時有局部的金屬接 觸，會產(chǎn)生不同程度的摩擦和磨損，使配合間隙增大，當(dāng)間觸，會產(chǎn)生不同程度的摩擦和磨損，使配合間隙增大

10、，當(dāng)間 隙超過某一允許值時，機(jī)器正常運(yùn)行受到破壞，噪聲增大，隙超過某一允許值時，機(jī)器正常運(yùn)行受到破壞，噪聲增大， 旋轉(zhuǎn)精度變低。旋轉(zhuǎn)精度變低。 當(dāng)軸承在高速、重載且潤滑不良時工作，摩擦加劇，發(fā)熱過當(dāng)軸承在高速、重載且潤滑不良時工作，摩擦加劇，發(fā)熱過 多，可能會發(fā)生膠合失效。嚴(yán)重時，甚至軸承與軸頸焊死。多，可能會發(fā)生膠合失效。嚴(yán)重時，甚至軸承與軸頸焊死。 非液體摩擦滑動軸承非液體摩擦滑動軸承 二、設(shè)計計算二、設(shè)計計算 條件性計算。一般已知：軸頸直徑條件性計算。一般已知：軸頸直徑d(mm)、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速 n(r/min)、和軸承承受的徑向載荷、和軸承承受的徑向載荷FR（N） 設(shè)計步驟：設(shè)計步驟： （

11、1）根據(jù)軸承的工作條件和使用要求，確定軸承及相應(yīng)）根據(jù)軸承的工作條件和使用要求，確定軸承及相應(yīng) 的軸瓦的結(jié)構(gòu)型式，并選定軸瓦材料。的軸瓦的結(jié)構(gòu)型式，并選定軸瓦材料。 （2）確定軸承的寬度）確定軸承的寬度B。一般由寬徑比。一般由寬徑比B/d及及d值確定。值確定。 B/d 承載承載 但油不易從兩端流出，散熱性差。但油不易從兩端流出，散熱性差。 一般取一般取 B/d=0.51.5。 （3）驗算軸承的工作能力）驗算軸承的工作能力 1）磨損）磨損校核壓強(qiáng)校核壓強(qiáng)p 限制壓強(qiáng)限制壓強(qiáng)p是為了保證摩擦表面之間保留一定的潤滑劑，是為了保證摩擦表面之間保留一定的潤滑劑， （p大，潤滑劑易被擠出），避免軸承過度磨

12、損而縮短壽大，潤滑劑易被擠出），避免軸承過度磨損而縮短壽 命。命。 p dB F p R 1.徑向滑動軸承徑向滑動軸承 100060 pv dn Bd F pv R 100060 v dn v 4）選擇軸承的配合選擇軸承的配合 參考手冊參考手冊 轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)速高，越大。載荷大，越大。載荷大， 越小。越小。 非液體摩擦滑動軸承非液體摩擦滑動軸承 2) )膠合膠合校核校核pv值值 限制限制pv值是為了防止軸承過熱而發(fā)生膠合，因值是為了防止軸承過熱而發(fā)生膠合，因pv值大，軸承值大，軸承 單位面積上的摩擦功也大。單位面積上的摩擦功也大。 3) )校核校核v值值 對于比壓小的軸承，即使對于比壓小的軸承，即

13、使p和和pv值驗算合格，如果滑動速度值驗算合格，如果滑動速度 過高，也會發(fā)生加速磨損而使軸承報廢。過高，也會發(fā)生加速磨損而使軸承報廢。 p、pv和和v值見表值見表13-1 非液體摩擦滑動軸承非液體摩擦滑動軸承 2.止推滑動軸承止推滑動軸承 止推滑動軸承的計算與徑向滑動軸承的相同止推滑動軸承的計算與徑向滑動軸承的相同 1）磨損）磨損校核壓強(qiáng)校核壓強(qiáng)p )( 4 2 1 2 2 p Kdd F p A 21 )6 . 04 . 0(dd 2) 膠合膠合校核校核pvm值值 pvpvm 100060 nd v m m )( 2 1 21 dddm 三、實例分析（見三、實例分析（見P235） p和和pv

14、 值見表值見表13-3 95. 090. 0K 13-5 滑動軸承的潤滑滑動軸承的潤滑 潤滑的目的主要是降低摩擦和減少磨損，提高軸承的效率，潤滑的目的主要是降低摩擦和減少磨損，提高軸承的效率， 同時還可起到冷卻、吸振、防銹的作用。同時還可起到冷卻、吸振、防銹的作用。 一、潤滑劑一、潤滑劑 潤滑油潤滑油 潤滑劑潤滑劑 油滑脂油滑脂 固體潤滑劑固體潤滑劑 對難于經(jīng)常加油，或者低速重載或擺動的軸承宜用潤滑脂。對難于經(jīng)常加油，或者低速重載或擺動的軸承宜用潤滑脂。 選擇潤滑油時，對轉(zhuǎn)速高、壓力小、工作溫度較低時，選粘度小選擇潤滑油時，對轉(zhuǎn)速高、壓力小、工作溫度較低時，選粘度小 的油，反之，選粘度大的油。

15、的油，反之，選粘度大的油。 二、潤滑裝置（閱讀）二、潤滑裝置（閱讀） 固體潤滑劑有石墨和二硫化鉬，以粉劑加入潤滑油或潤滑脂中，固體潤滑劑有石墨和二硫化鉬，以粉劑加入潤滑油或潤滑脂中， 用于提高其潤滑性能，減少摩擦損失，提高軸承使用壽命。用于提高其潤滑性能，減少摩擦損失，提高軸承使用壽命。 滴油潤滑 油芯式潤滑 油環(huán)潤滑 潤滑杯（潤滑脂） 飛濺潤滑壓力循環(huán)潤滑 本章英語單詞本章英語單詞 滑動軸承滑動軸承 sliding bearingsliding bearing 整體式軸承整體式軸承 solid bearingsolid bearing 剖分式軸承剖分式軸承 split bearing spl

16、it bearing 軸瓦軸瓦 bush bush 軸承襯軸承襯 bearing linerbearing liner 青銅青銅 bronzebronze 軸承合金（巴氏合金）軸承合金（巴氏合金） bearing alloy bearing alloy (Babbitt metals) (Babbitt metals) 潤滑裝置潤滑裝置 lubricating devicelubricating device 潤滑方式潤滑方式 lubricating typelubricating type 潤滑油潤滑油 lubricating oillubricating oil 潤滑脂潤滑脂 grease

17、 (grease lubricant)grease (grease lubricant) 本章小結(jié)本章小結(jié) 內(nèi)容歸納內(nèi)容歸納 本章小結(jié)本章小結(jié) 重點學(xué)習(xí)內(nèi)容重點學(xué)習(xí)內(nèi)容 1.1.會選用滑動軸承的結(jié)構(gòu)和材料。會選用滑動軸承的結(jié)構(gòu)和材料。 2.2.重點掌握非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算。重點掌握非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算。 第十四章第十四章 滾動軸承滾動軸承 1、常用軸承類型選擇、常用軸承類型選擇 2、壽命計算方法、壽命計算方法 3、軸承組合設(shè)計方法、軸承組合設(shè)計方法 特點：摩擦阻力小、起動容易、效率高等優(yōu)點特點：摩擦阻力小、起動容易、效率高等優(yōu)點 14-1 滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號滾動軸承的結(jié)

18、構(gòu)、類型和代號 一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu) 組成：外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架。組成：外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架。 (各類滾動體) 二、主要類型二、主要類型 國家標(biāo)準(zhǔn)有十二類，以滾動體形狀、受載性質(zhì)為主命名國家標(biāo)準(zhǔn)有十二類，以滾動體形狀、受載性質(zhì)為主命名 大軸向載荷承受能力大大軸向載荷承受能力大 滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號 滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號 1.雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承 0型型 外圈厚度不一，接觸角外圈厚度不一，接觸角0F S2 時，軸有向右移動趨勢，軸承時，軸有向右移動趨勢，軸承“壓緊壓緊”， “放松放松”。由力平衡方程，有：

19、由力平衡方程，有： FA+F S1 = F S2 + FS= FA 壓緊端； 壓緊端；F S1 = FA 放松端 放松端 （2）FA+F S1 P2 故僅計算軸承故僅計算軸承I 例例14-2 求深溝球軸承的壽命。求深溝球軸承的壽命。 FR1=2000N， FR2=1500N ，F(xiàn)A=600N FA 解：解： h P C n Lh )( 60 106 例例14-3 FR1=1000N， FR2=2000N ， FA=800N 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承30207 其中其中 =10/3 C查手冊查手冊51500N，n由題意由題意1440r/min 下面求當(dāng)量動負(fù)荷下面求當(dāng)量動負(fù)荷P，P=fP(XFR

20、+YFA) ，fP=1.5 1、由于是、由于是3類軸承先求類軸承先求FAi F S1 =F R1 /2Y=1000/21.6=313N F S2 =F R2 /2Y=2000/21.6=625N F S1 +FA=313+800=1113 N F S1 + FA F S2 軸承軸承I放松、軸承放松、軸承壓緊壓緊 由力的平衡方程由力的平衡方程 F S1 + FA = F S2 + FS F A1 = F S1 =313 N F A2 = F S1 + FA =1113 N 2、求當(dāng)量動載荷、求當(dāng)量動載荷P 軸承軸承I P1= fP(XFR1+YFA1) =1500N 軸承軸承 P2= fP(XFR2+YFA2) =3871N P2P1 以軸承以軸承作為壽命計