第12章-滑動(dòng)軸承教案與講稿

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上教 案 與 講 稿授課時(shí)間2007年 9月 6日 星期 一 第 1、2 節(jié)2007年 9 月 10 日 星期 一 第 1、2 節(jié)2007年 9 月 13日 星期 四 第 1、2 節(jié)授課內(nèi)容概要§12-1概述 §12-2徑向滑動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)形式§12-3滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料§12-4軸瓦結(jié)構(gòu) §12-5滑動(dòng)軸承潤滑劑的選用§12-6 不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算§12-7 液體動(dòng)力潤滑徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算§12- 其它型式滑動(dòng)軸承簡介目的要求1、了解軸承的分類和用途；了解滑動(dòng)軸承

2、的結(jié)構(gòu)種類。2、了解滑動(dòng)軸承的失效形；軸瓦的材料和結(jié)構(gòu)；3、熟悉不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承（徑向滑動(dòng)軸承；止推滑動(dòng)軸承）的失效形式和設(shè)計(jì)計(jì)算；4、掌握動(dòng)壓液體潤滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 重點(diǎn)1、 滑動(dòng)軸承的失效形式和滑動(dòng)軸承材料的選擇；2、 不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算；3、 動(dòng)壓液體潤滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算。難點(diǎn)1、 不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算；2、 動(dòng)壓液體潤滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算。作業(yè)布置選擇與填空：12-15分析與思考：12-625設(shè)計(jì)計(jì)算：12-27、28習(xí)題12-2、3本章（節(jié)）參考書1 吳宗澤機(jī)械設(shè)計(jì)(第一版)高等教育出版社，2001年7月2 邱宣懷機(jī)械設(shè)計(jì)(第四版)高等教育

3、出版社，1997年7月3 彭文生機(jī)械設(shè)計(jì)(第二版)華中科技大學(xué)出版社，2000年3月4 李育錫主編，機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)集（1）（2）(第二版) 北京：高等教育出版社，20015 彭文生、黃華梁主編，機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)指南(第一版)北京：高等教育出版社，20036 吳宗澤，黃純穎主編，機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題集(第三版) 北京：高等教育出版社，20027 濮良貴、紀(jì)名剛主編，機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)指南(第四版)北京：高等教育出版社，20018 周開勤機(jī)械零件手冊(第四版)高等教育出版社，1994年教學(xué)方法課堂講授和多媒體演示主要教具多媒體、機(jī)械設(shè)計(jì)教具備注授 課 過 程 及 內(nèi) 容備 注第十二章 滑動(dòng)軸承§121 概述

4、 一、特點(diǎn)Ø 工作平穩(wěn)、可靠無噪聲；Ø 能保證液體潤滑，二表面不直接接觸，無磨損，油膜有吸振能力；Ø 啟動(dòng)摩擦阻力較大。二、類型Ø 按承受載荷方向不同分：徑向（滑動(dòng)）軸承； 止推（滑動(dòng)）軸承Ø 按滑動(dòng)表面潤滑狀態(tài)不同：液體潤滑（摩擦）軸承不完全液體潤滑（摩擦）軸承無潤滑軸承Ø 按液體潤滑承載機(jī)理不同分：液體動(dòng)力潤滑軸承（液體動(dòng)壓軸承）； 液體靜壓潤滑軸承（液體靜壓軸承）三、應(yīng)用Ø 工作轉(zhuǎn)速特高，滾動(dòng)軸承高速時(shí)噪聲大，壽命低；Ø 重載，滾動(dòng)軸承單件生產(chǎn)造價(jià)高；Ø 高精度，旋轉(zhuǎn)精度高，誤差環(huán)節(jié)少；Ø

5、 可做成剖分式，便于裝拆，調(diào)整間隙；Ø 徑向尺寸小，多根軸排列省空間；Ø 特殊工作條件（水、腐蝕性介質(zhì)）。§122徑向滑動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)型式 1. 整體式徑向滑動(dòng)軸承 p272圖12-1 結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。2.對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承 安裝、拆卸方便，可在一定范圍內(nèi)調(diào)整間隙。§123 滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料 （重點(diǎn)內(nèi)容）一、滑動(dòng)軸承的失效形式 磨粒磨損； 刮傷； 膠合； 疲勞剝落； 腐蝕二、軸承材料軸承材料包括軸瓦和軸承襯的材料。軸承材料的主要要求：² 良好的減摩性、耐磨性和抗咬合性² 良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性²

6、足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力² 良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性等常用軸承材料： 見表122² 軸承合金（巴氏合金、白合金）² 銅合金-錫青銅、鉛青銅、鋁青銅² 鋁基軸承合金² 灰鑄鐵、耐磨鑄鐵² 多孔質(zhì)金屬材料（含油軸承）-鐵基、青銅基² 非金屬材料-酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯等工程塑料，碳石墨，橡膠、木材 §124 軸瓦結(jié)構(gòu) 整體式軸承中與軸頸配合的零件稱為軸套，結(jié)構(gòu)如圖所示，分為不帶擋邊和帶擋邊的兩種結(jié)構(gòu)，其基本尺寸、公差參見GB2509-81或GB2510-81。對(duì)開式軸承的軸瓦由上下兩半組成，為使軸瓦既有一定的強(qiáng)度

7、，又有良好的減磨性，常在軸瓦內(nèi)表面澆鑄一層減磨性好的材料（如軸承合金），稱為軸承襯。軸承襯應(yīng)可靠的貼合在軸瓦表面上，為此可以采用如圖所示的結(jié)合形式（圖中涂黑層表示軸承襯）為了將潤滑油引入軸承，并布滿于工作表面，常在其上開有供油孔和油溝；供油孔和油溝應(yīng)開在軸瓦的非承載區(qū)，否則會(huì)降低油膜的承載能力。軸向油溝也不應(yīng)在軸瓦全長上開通，以免潤滑油自油溝端部大量泄漏。對(duì)于一些重型機(jī)器的軸承軸瓦，其上常開設(shè)油室。它既可以使?jié)櫥臻g增大，并有貯油和保證潤滑油穩(wěn)定應(yīng)的作用。§125 滑動(dòng)軸承潤滑劑的選用 （自學(xué)為主）為了保證軸承良好的潤滑狀態(tài)，除了合理選擇潤滑劑之外，合理選擇潤滑方法和潤滑裝置也是十分

8、重要的。（一）潤滑脂及其選擇潤滑脂只能間歇供給。常用的裝置如圖所示的（圖a）旋蓋注油油杯和（圖b）壓注油杯。旋蓋注油油杯靠旋緊杯蓋將杯內(nèi)潤滑脂壓入軸承工作面；壓注油杯靠油槍壓注潤滑脂至軸承工作面。（二）潤滑油及其選擇潤滑油的潤滑方法有間歇供油和連續(xù)供油兩種。間歇供油有手工油壺注油和油杯注油供油。這種方法只適用于低速不重要的軸承或間歇工作的軸承。對(duì)于重要的軸承必須采用連續(xù)供潤滑，連續(xù)供油方法及裝置主要有以下幾種（1）油杯滴油潤滑（2）浸油潤滑（3）飛濺潤滑和油環(huán)潤滑（4）壓力循環(huán)潤滑 §126 不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 （重點(diǎn)內(nèi)容）一、徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 用于工作可靠性要求不

9、高的低速、重載、間歇工作的軸承。軸承可靠的工作條件是：邊界膜不破壞。1. 驗(yàn)算軸承平均壓力(保證邊界膜不破裂和軸承強(qiáng)度)：； （121）2. 驗(yàn)算pv值：軸承單位面積上的摩擦功為fpv，限制摩擦功就是限制軸承溫升。（限制軸承的溫升，防止邊界膜因溫度太高而破裂以及防止膠合） （122）3. 驗(yàn)算滑動(dòng)速度（考慮磨損）： （123）選取適當(dāng)?shù)呐浜?。一般可?。骸６?止推滑動(dòng)軸承的計(jì)算 （自學(xué)）§127 液體動(dòng)力潤滑徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 一、流體動(dòng)力潤滑的基本方程 （重點(diǎn)內(nèi)容）流體動(dòng)力潤滑：兩個(gè)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦表面，因相對(duì)速度而產(chǎn)生的粘性流體膜將兩表面完全隔開，有流體膜產(chǎn)生的壓力來平衡外載荷

10、，稱為流體動(dòng)力潤滑。·二板不平行，且板間的間隙沿運(yùn)動(dòng)方向由大到小呈收斂的楔形。·板上載荷為F，若板兩端速度呈三角形（虛線）分布，將形成進(jìn)油多，出油少，間隙內(nèi)“擁擠”，產(chǎn)生油壓，將板托起（承載），形成壓力油膜稱為動(dòng)壓油膜。·進(jìn)出口油流量應(yīng)相等，圖中陰影面積為流量。速度三角形底邊均為v，高度不等，因此進(jìn)口處速度三角形必內(nèi)凹；出口處速度三角形外凸；中間必有一處速度呈三角形分布。形成液體動(dòng)力潤滑的必要條件是：（1）相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面形成收斂的楔形間隙；（2）被油膜分開的兩表面有一定的相對(duì)滑動(dòng)速度，并帶著油由大口向小口運(yùn)動(dòng)；（3）潤滑油有一定的粘度，供油充分。流體動(dòng)力潤滑的基本方

11、程 p2831. ，又因?yàn)?，壓力沿x方向變化與速度沿y方向變化的關(guān)系。若速度v沿y呈線性關(guān)系2油層的速度分布（在某一截面內(nèi)，速度沿y方向的分布規(guī)律） ；式中：在一個(gè)截面內(nèi)為常數(shù)，h是常數(shù)，y是變量。油層的速度分為二部分：前部分由板的運(yùn)動(dòng)造成，速度呈線形分布；后部分呈拋物線，由于油壓沿x方向變化引起，即引起。各截面速度三角形面積應(yīng)相等（代表流量）。·當(dāng)>0時(shí)，>0，p沿x上升，速度三角形內(nèi)凹；·當(dāng)<0時(shí)，<0, p沿x下降，速度三角形外凸，；·當(dāng)=0時(shí)，直角速度三角形。 3.潤滑油流量 4.無限長動(dòng)力潤滑滑動(dòng)軸承基本方程， 當(dāng), 雷諾方程：

12、（128）·當(dāng)時(shí)，>0，p沿x上升；·當(dāng)=0時(shí)，；·當(dāng)時(shí)，<0， p沿x下降， ·收斂的壓力油膜：該油膜沿x方向各處油壓都大于入口和出口的油壓，能支持載荷。·形成液體動(dòng)力潤滑的必要條件是：（1）相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面形成收斂的楔形間隙；（2）被油膜分開的兩表面必須有足夠的相對(duì)滑動(dòng)速度，其運(yùn)動(dòng)方向必須使?jié)櫥陀纱罂诹鬟M(jìn)，從小口流出。（3）潤滑油有一定的粘度，供油充分。由雷諾方程：·與v成正比，v小，p?。?#183;與粘度成正比，粘度大，p大 ·液體動(dòng)力潤滑可以獲得足夠厚的油膜，保證二表面不直接接觸，避免磨損出現(xiàn)。二、徑向滑

13、動(dòng)軸承形成流體動(dòng)力潤滑的過程 p285圖12-13a） 軸靜止；b） n0，摩擦力與圓周速度方向相反，軸心向右移動(dòng)；c） n，v形成油膜，摩擦系數(shù)f下降，軸承向左移動(dòng)；d） n，v，軸頸抬高，oo1變小，油楔角度也變小，內(nèi)壓又下降，軸下降；同時(shí)，速度大，油層相對(duì)速度變大，內(nèi)摩擦增大，f，發(fā)熱，油粘度下降，油壓減小，軸下降。達(dá)到某種平衡狀況。e） ，孔與軸心重合， 軸心的位置隨轉(zhuǎn)速與載荷的不同而不斷改變。當(dāng)轉(zhuǎn)速高，載荷小時(shí)，oo1最小，最大；當(dāng)轉(zhuǎn)速低，載荷大時(shí)，oo1最大，最?。?越小，承載能力越大；應(yīng)滿足三、徑向滑動(dòng)軸承的幾何關(guān)系和承載量因數(shù) （不要求掌握推導(dǎo)過程）p286 徑向滑動(dòng)軸承能形成

14、楔形間隙，產(chǎn)生壓力油膜如圖 要求掌握徑向滑動(dòng)軸承的幾個(gè)主要幾何關(guān)系及油壓分布形態(tài)：1. 幾何關(guān)系·軸承直徑間隙：；·半徑間隙：；·相對(duì)間隙：；·偏心率： ；e為偏心距·最小油膜厚度：；2. 承載能力計(jì)算將雷諾方程改用極坐標(biāo)表達(dá)，將得到式p286（12-15）3. 軸承的寬徑比與承載能力軸承的寬度對(duì)承載能力有影響，因軸承二端有泄漏，因此油壓沿寬度的變化呈拋物線分布，且其油膜壓力也比無限寬軸承的油膜壓力低。4. 油膜總承載能力為： （12-21），承載量因數(shù)： （12-23），承載量因數(shù)C p一般積分求解很困難，通常采用數(shù)值積分方法求解，由p288

15、表12-7查得。四、最小油膜厚度： （1225）許用油膜厚度五、軸承的熱平衡計(jì)算 p289 目的：控制潤滑油在工作載荷下潤滑油的最高溫升，以維護(hù)軸承的承載能力。出發(fā)點(diǎn)：當(dāng)軸承達(dá)到熱平衡時(shí) ，即軸承在單位時(shí)間內(nèi)由摩擦而產(chǎn)生的熱量等于同時(shí)間內(nèi)軸承散出的熱量（包括軸承的油流帶出的熱量及軸承裝置散發(fā)的熱量）時(shí)，計(jì)算潤滑油的溫升，使其不超過允許值。熱平衡時(shí)有： (12-27) 而 Q fpv (12-27a) Q 1 qc(t o-t i) (12-27b) Q 2 Sd B (t o-t i) (12-27c)可得：tto-ti(f/)p /c(q /vBd )S/v (12-28) 其中：q /vB

16、d-潤滑油油量因數(shù)，由軸承的寬徑比B/d 及偏心率查圖1216 f-軸承的摩擦因數(shù)，f(/)(/p)0.55 ，-隨軸承寬徑比B/d而變的因數(shù)，見P209 滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)時(shí)，通常是t給出平均溫度t m （一般，取平均溫度不超過750C）,校核入口處的油溫t i t i t m t / 2 35400C 若t i 35400C ，則表示軸承的熱平衡易于建立，軸承的承載能力尚未充分用盡。此時(shí)，應(yīng)降低平均溫度，并允許適當(dāng)加大軸瓦及軸頸的表面粗糙度，重作計(jì)算；若t i 35400C , 則表示軸承不易達(dá)到熱平衡。此時(shí)，應(yīng)加大間隙（以增加油的流量，增加散熱能力），并考慮適當(dāng)降低軸瓦和軸頸的表面粗糙度，再作

17、計(jì)算。六、參數(shù)選擇 p2911. 軸承的寬徑比 ， 一般在0.3-1.5間。寬徑比?。撼休d能力??；軸承壓強(qiáng)大，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好；端泄漏量大，溫升低；支承剛度差；選擇寬徑比的原則：高速重載時(shí)，軸承的溫升高，B/d宜取小些；低速重載時(shí)，為提高軸承的整體剛度，B/d宜取大些；高速輕載時(shí)，如對(duì)軸承剛性無過高要求，B/d可取小值；如需軸承有較大的剛性時(shí)，B/d宜取較大值。2. 相對(duì)間隙：越小：承載能力大，F(xiàn)與2成反比；旋轉(zhuǎn)精度高；油流量小，易發(fā)熱，溫升高。相對(duì)間隙主要根據(jù)載荷、速度選取。選擇相對(duì)間隙的原則：速度愈高，值應(yīng)愈大； 載荷愈大，值應(yīng)愈?。淮送?，直徑大、寬徑比小，調(diào)心性能好，加工精度高時(shí)，應(yīng)取小值；反之，取大值。對(duì)一般軸承，可按下式估算值: （n/60）4/9 / 1031/9 3. 粘度 p291粘度是滑動(dòng)軸承的一個(gè)重要參數(shù)，對(duì)軸