机械设计
第一节 概述 第二节 滑动轴承结构与材料 第三节 混合润滑轴承的计算 第四节 液体动压润滑原理 第五节 液体动压润滑径向轴承的设计 第六节 液体静压润滑简介
第十五章
滑动轴承
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分类方式
按 轴 承 中 轴 瓦 形 式 的 不 同
类型及特点
整体式滑动轴承（轴与轴瓦之间的间 隙不能调整）
润滑，并靠 液体- 的静压 平衡外载荷。
本章结束
单位时间内轴承摩擦功所产生的热量等于同时间 内由润滑油流动所带走的热量和经轴承表面散发的热 量之和。
fF c q ( t v 0 t i) a s π B t 0 d t i
t t0 ti
f
p
c
q vBd
πas v
润滑油的平均温度
tmti t 2
径向轴承的摩擦 特性系数线图
五、参数选择
1 、 在具有足够承载能力的条件下，最小油膜厚度应 满足：
hmin > h
2 、在平均油温tm≤75 ℃时，油的人口温度应满足： 35℃ ≤ ti ≤ 40℃
➢液体动压径向滑动轴承的设计步骤
1. 选择轴承宽径比，计算轴承宽度
2. 在保证 p≤[p] 、 pv≤[pv] 、 v≤[v]的条件下，选择 轴瓦材料
保证润滑油不被过大的压力所挤出，避免工作表
面的过度磨损
pp
➢径向轴承 ➢止推轴承
p Fr p
dB
p 4Fa p πd22 d12 z
二、限制轴承的 pv
➢径向轴承 pvFr πdnpv
dB60 1000
➢止推轴承 pm vpv
v 三、限制轴承的滑动速度
vv
第四节 液体动压润滑原理
一、液体动压润滑的基本方程
假设条件----
①液体为不可压缩的牛顿液体；
②液体膜中液体的流动是层流；
③忽略压力对液体粘度的影响；
④忽略惯性力及重力的影响；
⑤液体膜中的压力沿膜厚方向保持不变。
一维雷诺方程的推导
1. 求油层速度分布
p d y d z d x d z p p xd x d y d z yd y d x d z 0
3. 选择润滑油并确定粘度
、
4. 验算最小、 油膜厚度
5. 验算润滑油入口温度 6. 计算润滑油流量
7. 选择轴承配合
8. 确定最大间隙、最小间隙 9. 校核轴承的承载能力、最小油膜厚度及润滑油入 口温度
第六节 液体静压润滑简介
液体静压轴承不依靠系统自身的运动，而是利用外 部供油装置将高压油送进轴承间隙强制形成静压承载 油膜，将轴颈与轴承表面完全隔开, 实现液体静压
2. 求润滑油流量
q hudyvhh3 p
0
2 12 x
3. 导出一维雷诺方程
p x
6h3vhh0
二、形成动压油膜的必要条件
（1）两相对滑动表面之 间必须相互倾斜而形成收敛 的楔形间隙。
（2）两滑动表面应具有 一定的相对滑动速度， 并 且其速度方向应该使润滑油 由大口流进，从小口流出。
（3）润滑油应具有一定 的粘度，供油要充分。
n 604 9
10319
3. 润滑油粘度
选用粘度大的润滑油可提高轴承的承载能力，但 同时会减小流量，增大摩擦功耗和轴承温升。 润滑 油的粘度小，又会降低轴承的承载能力。通常载荷 大、速度低的轴承应选用较大粘度的润滑油。
n 601
107
3
六、液体动压径向滑动轴承的工作能力准则和设计步骤 ➢液体动压径向滑动轴承的工作能力准则
1. 轴承宽径比 B/d
轴承宽径比与轴承的承载能力及温升有关。减小 宽径比可增大端泄流量、降低温升，有利于提高运转 稳定性，降低摩擦功耗，减小轴向尺寸。但轴承宽度 减小，轴承承载能力也随之降低。增大宽径比虽然能 提高承载能力，但宽径比过大会造成轴承偏载。
2. 相对间隙 ψ
在设计中相对间隙的值主要根据载荷和速度选取： 速度愈高，ψ值应愈大；载荷愈大，ψ值应愈小。此 外，直径大、宽径比小、值应愈小。此外，直径大、 宽径比小、调心性能好、加工精度高时，ψ可取小值； 反之取大值。
三、径向滑动轴承形成动压油膜的过程
第五节 液体动压润滑径向轴承的设计
一、液体动压径向滑动轴承的几何关系
（1）轴承直径间隙 Dd
（2）半径间隙 Rr
（3） 相对间隙 /r
（4）偏心距和偏心率 -e/
（5） 轴承包角 与结构有关 （6）最小油膜厚度
hmi n (1)
二、液体动压径向滑动轴承的承载量系数
承载量系数
Cp
3 B/2 2 B/2 1
1
1cos cocsos30d
cosa
dC1
2z2dz B
有限宽轴承油膜的总承载能力
F
Bd 2
Cp
Cp
F2 Bd
F2 2vB
三、液体动压径向滑动轴承的最小油膜厚度
h m ir n 1 h
h S R z 1 R z2
四、液体动压径向滑动轴承的热平衡计算
整理，得： p
x y
牛顿粘性流体摩擦定律：
u
y
p 2u
x y2
积分，得：
u21 p xy2C1yC2
边界条件: y = 0 时， u = v ; y = h 时， u = 0
得积分常数为
C1
h
2
p x
v h
C2 v
uvhh yyh 2 y p x
两相对运动平板间油膜中的速度分布和压力分布
•铸铁
2. 多孔质金属材料 多孔质金属材料由铜、铁、石墨等粉末压制、烧
结而成。 具有多孔结构，在使用前先把轴瓦在热油中浸渍
数小时，使孔隙内充满润滑油，因此这种材料的轴承 常称为含油轴承。
3. 非金属材料 用于轴承的非金属材料有塑料、橡胶、碳-石墨
等，其中塑料用得最多，主要有聚四氟乙烯、酚醛 树脂和尼龙等。
剖分式径向滑动轴承
调心式 滑动轴承
二、止推滑动轴承的结构
三、滑动轴承的材料
滑动轴承材料的要求——
➢应有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性； ➢应有良好的顺应性、嵌藏性以及跑合性能； ➢应有足够的强度和塑性，包括抗压性、抗疲劳性等； ➢应有良好的加工工艺性与经济性。
1. 金属材料 •轴承合金 •铜合金 •铝基轴承合金
剖分式滑动轴承（轴与轴瓦之间的间隙 可以调整）
调心式滑动轴承（轴瓦可在轴承座中适 当地摆动）
第二节 滑动轴承结构与材料
一、径向滑动轴承的典型结构
1—轴承座； 2—整体轴瓦； 3—油孔； 4—螺纹孔
整体式径向滑动轴承
1—轴承座； 2—轴承盖； 3—双头螺柱； 4—螺纹孔； 5—油孔； 6—油槽； 7—剖分式轴瓦
四、径向滑动轴承的轴瓦结构
1. 轴瓦的形式和构造
整体式轴瓦
（a） 整体轴套 （b）卷制轴套
对开式厚壁轴瓦 对开式薄壁轴瓦
2. 轴瓦的定位 销钉固定轴瓦
凸缘固定轴瓦
3. 油孔及油槽的开设 常见的油孔、油槽形式
油槽位置对油膜承载能力的影响
第三节 混合润滑轴承的计算
➢混合润滑轴承的设计准则
一、限制轴承的平均压强