p x
6ηV h3(x) [h(x)
h0 ]
——一维雷诺方程
p x
6ηV h3 ( x)
[h(
x)
h0 ]
V
V
F
V
h0 h
形成动压油膜的必要条件：
1.两表面必须构成楔形； 2.两表面必须有一定的相对速度，
使大口带入油，小口带出油； 3.两表面间必须连续充满润滑剂。
二、径向滑动轴承动压油膜的形成过程
y(h y)
0
p
h
2 x
v V(h - y) y(h y) p
h
2 x
剪切流
p 0 x
压力流
F
油压 p 的分布
xV
V
h
y
2 润滑油的流量：z=1
Q h vdy h[V (h y) y(h y) p ]dy
0
0
h
2 x
Vh h3 p Vh0
2 12 x
2
油膜压力 最大处的 油膜厚度
耗油量系数 ☆
f-摩擦系数
f 0.55 p
随宽径比变化系数
平均温度
tm
ti
t
2
75oC
ti
如给定平均温度 t 'm ，
则控制入口油温度：
ti
t
'm
t
2
35 ~
to
40oC
六、参数选择
已知：F、d、n(ω)，选择 B/d、ψ、 。
1、 宽径比B/d
B/d 大（B大） ，轴承承载能力高；
但B/d 过大时，轴承温升高。
五、轴承的热平衡计算
热平衡条件：摩擦功耗产生热量=轴承的散热量
摩擦功（发热量）： H fFV
散热量：
润滑油带走的热量： H1 Qcto ti
轴承表面散发的热量：
H 2 asπdBto ti
ti
热平衡条件：
H H1 H2
to
t to ti
c (
f p Q ) πa s
VBd V
e
h
R
相对间隙：=δ/r r
R r h e cos(1800
r h ecos
)
h
p x
6ηV h3
(h h0 )
h R r e cos cos
=rcos
F
ω
0
h
dp 6ηV dx h3 (h h0 )
h=rcos h0 rcos 0
V r dx=rd
dp rd
6ηr[r(cos cos0 )] [r (1 cos)]3
z
y
dz
x
(τ
τdy)dxdz y
pdydz
tdxdz
p
P x
dx
dydz
t
t y
dydxdz
0
p t
x y
t v
y
p 2v
x y2
p 2v
x y2
x
x
V
给定x，xp 为常数
2v 1 p
v
y2 x
y
h
yz
v
1
2
p x
y2
C1
y
C2
边界条件：vyV0(, vh
-
V
y)
y h,v
§10-5 液体动压滑动轴承的设计计算
一.液体动压润滑的基本方程---雷诺方程
几点假设：
1.牛顿流体，层流;x 2. 流体不可压缩; 3. 不计惯性力,重力; v
x
V
y
yz
4. 不计压力影响粘度;
轴瓦
5. 板z方向无限宽；油沿z向无流动。
x
dx
V
x
dy
( p p dx)dydz
tdxdz pdydzy
'
n
/
60
1 3
107 / 6
Pa s
例题: 10-1 P264
设计：某机床主轴---流体动压润滑轴承 已知：F=120,000N，d=180mm, n=800r/min。
1、确定轴承结构型式 —>>剖分式滑动轴承
2、确定轴承宽度B ☆ 选择B/d=1
轴承宽度B=180mm
3、计算轴承的 p、pv 、v
ti
F
dB 2
CP
d
CP∝（ , B/d ）
to
不同 B/d 时轴向和周向油膜压力分布
2、相对间隙ψ
F
dB 2
CP
p x
6ηV
(h h0 ) h3
ψ小，轴承承载能力高；
ψ过小，轴承温升高, 下降。
n(ω)高时， ψ应选大些； 载荷大时， ψ应选小些。
h0 h
一般情况下，可按经验公式估取：
ψ 0.8103V 0.25
2
py
= 2 1
p
r
d
cos(180o-( +
a))
B/2 B/2 z
F =
B 2
B 2
C'[1 ( 2z )2 ] B
py dz
z Cp→轴承承载量系数
C p
3
B 2
B 2
{
2 1
[
1
(cos cos0 B(1 cos)3
)d
]
py
[
c os (a
)d ]}C
'[1
2z (
dp
d
6
2
(cos cos0 ) (1 cos)3
F
2
1、求任意位置 处油膜压力p
2、求单位轴承宽度
1
承载力py
3、求有限宽度
承载力F
dp
d
6
2
(cos cos0 ) (1 cos)3
一次积分: 求任意位置 处油膜压力p
a
F
p
( dp )d 1 d
1 求单位轴承宽度承载力py
一般机器常用的相对间隙ψ：
应用 场合
ψ
汽轮机 电动机 减速器 0.001~ 0.002
轧钢机 机床 鼓风机 铁路机车 内燃机 离心机
0.0002~ 0.0002~ 0.001~ 0.0015 0.00125 0.003
3、 粘度
F
dB 2
CP
高，轴承承载能力高，但轴承温升大。
当ω高或B大时， 可以选低些。
直径间隙△=D-d
F
F
F
△
D
d
f
n0
n
｝ 边混界合液摩摩体擦擦摩擦非液体摩擦形成动压油膜
ηn p
三、径向滑动轴承承载能力计算
△
直径间隙：△=D－d
D
半径间隙： R r
d
2
相对间隙：
δ
dr
｛ 偏心距e emax emin 0
e
偏心率=
e
hm
=δ
in
–
e
=
δ
(1–
)
=
r
ψ
(1–
)
F
B
)2
]dz
F F
6rB 2
B 2
B 2
{ 2 1
[s)3
)d
]
[
cos(a
)]d}C '[1
(
2z B
)2
]dz
F
dB 2
CP
Cp→轴承承载量系数 无量纲积分常数
C P ∝(a, , B/d )
=
e
e
e
Cp↑
四、最小油膜厚度hmin 设计时，已知F、d、n(ω)，选择
p F 3.7MPa dB
v dn 7.54m / s
60 1000
为什么设计 液体动压轴 承还要保证 非液体摩擦 轴承对轴瓦 材料的要求？
pv 3.7 7.54 27.9MPa m / s
4、选轴瓦材料（表10-1，P246）
B、ψ、
，
求所需要的承载量系数
CP
CP
F 2 dB
查出偏心率☆
hm in
求出偏心距 e =
e
计算出 hm=in - e = -
滑动轴承形成动压润滑的充分条件??
hm in
e
[hmin ]
S (Rz1
Rz
）
2
hm in
e
[hmin ]
S (Rz1
Rz
）
2
S—安全系数S≥2 Rz1—轴颈表面微观不平度十点高度； Rz2—轴瓦表面微观不平度十点高度。