武漢理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課件第13、14章

1、武漢理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課件第武漢理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課件第1313、1414章章 第十三章第十三章 滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承 13-1 滑動(dòng)軸承的類(lèi)型滑動(dòng)軸承的類(lèi)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(dòng)軸承液體摩擦滑動(dòng)軸承 工作時(shí)，軸頸和軸承工作表面被一層潤(rùn)滑油膜隔開(kāi)。由于工作時(shí)，軸頸和軸承工作表面被一層潤(rùn)滑油膜隔開(kāi)。由于 兩零件工作表面沒(méi)有直接接觸，軸承的阻力只是潤(rùn)滑油分兩零件工作表面沒(méi)有直接接觸，軸承的阻力只是潤(rùn)滑油分 子間的內(nèi)摩擦力，所以摩擦系數(shù)?。ㄗ娱g的內(nèi)摩擦力，所以摩擦系數(shù)?。?.0010.008），）， 壽命長(zhǎng)，效率高，但是制造精度要求也高，并需在一定條壽命長(zhǎng)，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(shí)現(xiàn)液體摩擦。件下才能實(shí)現(xiàn)液體摩擦。 （2）非液體摩擦滑動(dòng)軸承非液體摩擦滑動(dòng)軸承 工作時(shí)，軸頸和軸承工作表面間雖有潤(rùn)滑油存在，但從微工作時(shí)，軸頸和軸承工作表面間雖有潤(rùn)滑油存在，但從微 觀(guān)上看，工作表面局部凸起部分仍發(fā)生金屬的直接接觸，觀(guān)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(dòng)軸承實(shí)例滑動(dòng)軸承實(shí)例 液體摩擦實(shí)例一：液體摩擦實(shí)例一： 19761976年，廣洲漁輪廠(chǎng)拆修漁輪上的柴油機(jī)，發(fā)現(xiàn)主年，廣洲漁輪廠(chǎng)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(shí)刮刀留下的刀痕還仍然存在加工時(shí)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(guò)主軸承，這說(shuō)明多年，未更換過(guò)主軸承，這說(shuō)明 軸承已形成液體摩擦，否則會(huì)磨損，就看不到刀痕了。軸承已形成液體摩擦，否則會(huì)磨損，就看不到刀痕了。 液體摩擦實(shí)例二：液體摩擦實(shí)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(shí)，發(fā)現(xiàn)齒面上在滾齒時(shí)滾刀留下的刀痕還存在。年檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)齒面上在滾齒時(shí)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(rùn)滑，這說(shuō)明齒輪間該減

4、速器已使用了幾十年，采用噴油潤(rùn)滑，這說(shuō)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(shí)例三：液體摩擦實(shí)例三： 電風(fēng)扇上葉片輪軸與機(jī)架采用的是滑動(dòng)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(dòng)軸承，質(zhì)量好 時(shí)無(wú)噪聲。用滾動(dòng)軸承時(shí)噪聲和發(fā)熱都較嚴(yán)重。時(shí)無(wú)噪聲。用滾動(dòng)軸承時(shí)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(dòng)軸承）徑向滑動(dòng)軸承主要承受徑向載荷主要承受徑向載荷FR （2）止推滑動(dòng)軸承）止推滑動(dòng)軸承主要承受軸向載荷主要承受軸向載荷FA 滑動(dòng)軸承的類(lèi)型滑動(dòng)軸承的類(lèi)型 13-2 滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式 一、徑

5、向滑動(dòng)軸承一、徑向滑動(dòng)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(kāi)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(kāi)有油孔， 并在內(nèi)表面開(kāi)油溝以輸送潤(rùn)滑油。這種軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但當(dāng)并在內(nèi)表面開(kāi)油溝以輸送潤(rùn)滑油。這種軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但當(dāng) 工作表面磨損后，間隙無(wú)法調(diào)整，軸頸只能從端部裝入。多工作表面磨損后，間隙無(wú)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(chǎng)合，如絞車(chē)、手動(dòng)起重機(jī)等。用于低速、輕載和間歇工作場(chǎng)合，如絞車(chē)、手動(dòng)起重機(jī)等。 滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式滑動(dòng)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(shí)錯(cuò)動(dòng)。安裝時(shí)承座剖分面常做成階梯形，以便定位和防止工作時(shí)錯(cuò)動(dòng)。安裝時(shí) 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(lái)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(kāi)以此來(lái)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(kāi) 安裝軸，便于裝拆維修，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。安裝軸，便于裝拆維修，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。 3、自位式自位式（

7、自動(dòng)調(diào)心式）（自動(dòng)調(diào)心式） 當(dāng)軸頸較長(zhǎng)（寬徑比當(dāng)軸頸較長(zhǎng)（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(shí)，都會(huì)兩軸承不是安裝在同一剛性機(jī)架上，同心度較難保證時(shí)，都會(huì) 造成軸瓦端部的局部接觸，使軸瓦局部磨損嚴(yán)重，此時(shí)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(shí)可采用 自位式滑動(dòng)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(dòng)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(dòng)調(diào)心，從而保證軸頸

8、與軸瓦的均勻接觸。斜而自動(dòng)調(diào)心，從而保證軸頸與軸瓦的均勻接觸。 二、止推滑動(dòng)軸承二、止推滑動(dòng)軸承 由軸承座、套筒、徑向軸瓦、止推軸瓦組成。為了便于對(duì)中，由軸承座、套筒、徑向軸瓦、止推軸瓦組成。為了便于對(duì)中， 止推軸瓦底部制成球面形狀，并用銷(xiāo)釘來(lái)防止它隨軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)。止推軸瓦底部制成球面形狀，并用銷(xiāo)釘來(lái)防止它隨軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)。 潤(rùn)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(rùn)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(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式 13-2 滑動(dòng)軸承的材料滑動(dòng)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(dòng)軸承非液體摩擦滑動(dòng)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(dòng)軸承的工作表面，在工作時(shí)有局部的金屬接非液體磨擦滑動(dòng)軸承的工作表面，在工作時(shí)有局部的金屬接 觸，會(huì)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(huì)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(guò)某一允許值時(shí)，機(jī)器正常運(yùn)行受到破壞，噪聲增大，隙超過(guò)某一允許值時(shí)，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(rùn)滑不良時(shí)工作，摩擦加劇，發(fā)熱過(guò)當(dāng)軸承在高速、重載且潤(rùn)滑不良時(shí)工作，摩擦加劇，發(fā)熱過(guò) 多，可能會(huì)發(fā)生膠合失效。嚴(yán)重時(shí)，甚至軸承與軸頸焊死。多，可能會(huì)發(fā)生膠合失效。嚴(yán)重時(shí)，甚至軸承與軸頸焊死。 非液體摩擦滑動(dòng)軸承非液體摩擦滑動(dòng)軸承 二、設(shè)計(jì)計(jì)算二、設(shè)計(jì)計(jì)算 條件性計(jì)算。一般已知：軸頸直徑條件性計(jì)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(jì)步驟：設(shè)計(jì)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(yàn)算軸承的工作能力）驗(yàn)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(rùn)滑劑，是為了保證摩擦表面之間保留一定的潤(rùn)滑劑， （p大，潤(rùn)滑劑易被擠出），避免軸承過(guò)度磨

12、損而縮短壽大，潤(rùn)滑劑易被擠出），避免軸承過(guò)度磨損而縮短壽 命。命。 p dB F p R 1.徑向滑動(dòng)軸承徑向滑動(dòng)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(cè)參考手冊(cè) 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(dòng)軸承非液體摩擦滑動(dòng)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(guò)熱而發(fā)生膠合，因值是為了防止軸承過(guò)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(duì)于比壓小的軸承，即使對(duì)于比壓小的軸承，即

13、使p和和pv值驗(yàn)算合格，如果滑動(dòng)速度值驗(yàn)算合格，如果滑動(dòng)速度 過(guò)高，也會(huì)發(fā)生加速磨損而使軸承報(bào)廢。過(guò)高，也會(huì)發(fā)生加速磨損而使軸承報(bào)廢。 p、pv和和v值見(jiàn)表值見(jiàn)表13-1 非液體摩擦滑動(dòng)軸承非液體摩擦滑動(dòng)軸承 2.止推滑動(dòng)軸承止推滑動(dòng)軸承 止推滑動(dòng)軸承的計(jì)算與徑向滑動(dòng)軸承的相同止推滑動(dòng)軸承的計(jì)算與徑向滑動(dòng)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(shí)例分析（見(jiàn)三、實(shí)例分析（見(jiàn)P235） p和和pv

14、 值見(jiàn)表值見(jiàn)表13-3 95. 090. 0K 13-5 滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑的目的主要是降低摩擦和減少磨損，提高軸承的效率，潤(rùn)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(shí)還可起到冷卻、吸振、防銹的作用。同時(shí)還可起到冷卻、吸振、防銹的作用。 一、潤(rùn)滑劑一、潤(rùn)滑劑 潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油 潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑 油滑脂油滑脂 固體潤(rùn)滑劑固體潤(rùn)滑劑 對(duì)難于經(jīng)常加油，或者低速重載或擺動(dòng)的軸承宜用潤(rùn)滑脂。對(duì)難于經(jīng)常加油，或者低速重載或擺動(dòng)的軸承宜用潤(rùn)滑脂。 選擇潤(rùn)滑油時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)速高、壓力小、工作溫度較低時(shí)，選粘度小選擇潤(rùn)滑油時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)速高、壓力小、工作溫度較低時(shí)，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(rùn)滑裝置（閱讀）二、潤(rùn)滑裝置（閱讀） 固體潤(rùn)滑劑有石墨和二硫化鉬，以粉劑加入潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂中，固體潤(rùn)滑劑有石墨和二硫化鉬，以粉劑加入潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂中， 用于提高其潤(rùn)滑性能，減少摩擦損失，提高軸承使用壽命。用于提高其潤(rùn)滑性能，減少摩擦損失，提高軸承使用壽命。 滴油潤(rùn)滑 油芯式潤(rùn)滑 油環(huán)潤(rùn)滑 潤(rùn)滑杯（潤(rùn)滑脂） 飛濺潤(rùn)滑壓力循環(huán)潤(rùn)滑 本章英語(yǔ)單詞本章英語(yǔ)單詞 滑動(dòng)軸承滑動(dòng)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(rùn)滑裝置潤(rùn)滑裝置 lubricating devicelubricating device 潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑方式 lubricating typelubricating type 潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油 lubricating oillubricating oil 潤(rùn)滑脂潤(rùn)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(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容 1.1.會(huì)選用滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和材料。會(huì)選用滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和材料。 2.2.重點(diǎn)掌握非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算。重點(diǎn)掌握非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算。 第十四章第十四章 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 1、常用軸承類(lèi)型選擇、常用軸承類(lèi)型選擇 2、壽命計(jì)算方法、壽命計(jì)算方法 3、軸承組合設(shè)計(jì)方法、軸承組合設(shè)計(jì)方法 特點(diǎn)：摩擦阻力小、起動(dòng)容易、效率高等優(yōu)點(diǎn)特點(diǎn)：摩擦阻力小、起動(dòng)容易、效率高等優(yōu)點(diǎn) 14-1 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型和代號(hào)滾動(dòng)軸承的結(jié)

18、構(gòu)、類(lèi)型和代號(hào) 一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu) 組成：外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架。組成：外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架。 (各類(lèi)滾動(dòng)體) 二、主要類(lèi)型二、主要類(lèi)型 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有十二類(lèi)，以滾動(dòng)體形狀、受載性質(zhì)為主命名國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有十二類(lèi)，以滾動(dòng)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(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型和代號(hào)滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型和代號(hào) 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型和代號(hào)滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型和代號(hào) 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(shí)，軸有向右移動(dòng)趨勢(shì)，軸承時(shí)，軸有向右移動(dòng)趨勢(shì)，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(jì)算軸承故僅計(jì)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(cè)查手冊(cè)51500N，n由題意由題意1440r/min 下面求當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷下面求當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P，P=fP(XFR

20、+YFA) ，fP=1.5 1、由于是、由于是3類(lèi)軸承先求類(lèi)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(dòng)載荷、求當(dāng)量動(dòng)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(jì)