滑动轴承设计案例

《滑动轴承的设计》word文档

滑动轴承的设计 § 1 滑动轴承概述 用于支撑旋转零件(转轴，心轴等)的装置通称为轴承。 按其承载方向的不同，轴承可分为： 径向轴承Radial bearing：轴承上的反作用力与轴心线垂直的轴承称为径向轴承； 推力轴承Thrust bearing：轴承上的反作用力与轴心线方向一致的轴承称为推力轴承。 按轴承工作时的摩擦性质不同，轴承可分为：滑动轴承和滚动轴承。 滑动轴承，根据其相对运动的两表面间油膜形成原理的不同，还可分为:流体动力润滑轴承(简称动压轴承)(Hydrodynamic lubrication) 流体静力润滑轴承(简称静压轴承)(Hydrostatic lubrication)。本章主要讨论动压轴承。 和滚动轴承相比，滑动轴承具有承载能力高、抗振性好，工作平稳可靠，噪声小，寿命长等优点，它广泛用于内燃机、轧钢机、大型电机及仪表、雷达、天文望远镜等方面。 在动压轴承中，随着工作条件和润滑性能的变化，其滑动表面间的摩擦状态亦有所不同。通常将其分为如下三种状态： 1、完全液体摩擦 完全液体摩擦状态(图8-1a)是指滑动轴承中相对滑动的两表面完全被润滑油膜所隔开，油膜有足够的厚度，消除了两摩擦表面的直接接触。此时，只存在液体分子之间的摩擦，故摩擦系数很小(f =0.001～0.008)，显著地减少了摩擦和磨损。

2、边界摩擦 当滑动轴承的两相对滑动表面有润滑油存在时，由于润滑油与摩擦表面的吸附作用，将在摩擦表面上形成一层极薄的边界油膜(图8-1b)，它能承受很高的压强而不破坏。边界油膜的厚度比一微米还小，不足以将两摩擦表面分隔开，所以，相对滑动时，两摩擦表面微观的尖峰相遇就会把油膜划破，形成局部的金属直接接触，故这种状态称为边界摩擦状态。一般而言，边界油膜可覆盖摩擦表面的大部分。虽它不能像完全液体摩擦完全消除两摩擦表面间的直接接触，却可起着减轻磨损的作用。这种状态的摩擦系数f =0.008～0.01。 3、干摩擦 两摩擦表面间没有任何物质时的摩擦称为干摩擦状态(图8-1c)，在实际中，没有理想的干摩擦。因为任何金属表面上总存在各种氧化膜，很难出现纯粹的金属接触(除非在洁净的实验室，才有可能发生)。由于干摩擦状态，将产生大量的摩擦损耗和严重的磨损，故滑动轴承中不允许出现干摩擦状态，否则，将导致强烈的升温，把轴瓦烧毁。 完全液体摩擦是滑动轴承工作的最理想状况。对那些重要且高速旋转的机器，应确保轴承在完全液体摩擦状态下工作，这类轴承常称为液体摩擦滑动轴承。边界摩擦常与半液体摩擦状态、半干摩擦状态并存，通称为非液体摩擦状态。对那些在低速且有冲击条件下工作的不太重要的机器，可按非液体摩擦状态设计轴承，称为非液体摩擦滑动轴承。 § 2 滑动轴承的结构形式 一、向心滑动轴承的结构形式 1、剖分式 普通剖分式轴承结构(图8-2)由轴承盖、轴承座、剖分轴瓦和螺栓组成。轴瓦是直接和轴颈相接触的重要零件。为了安装时易对中，轴承盖和轴承座的剖分面常作出阶梯形的榫口。润滑油通过轴承盖上的油孔和轴瓦上的油沟流入轴承间隙润滑摩擦面。轴承剖分面最好与载荷方向近于垂直，以防剖分面位于承载区出现泄漏，降低承载能力。通常，多数轴承剖面为水平剖分，也称正剖分(图8-2a、8-2b)，也有斜剖分的(图8-2c、8-2d)。

转轴设计实例

转轴设计实例 例11.6.1 试设计图11.5.7所示单级斜齿圆柱齿轮减速器的从动轴。已知传递的功率P=10kW ，从动齿轮的转速min 2202 r n =，分度圆直径2356d mm =，齿轮上所受的力22656t F N =，2985r F N =，2522a F N =，齿轮轮毂的长度80L mm =，齿轮单向转动，采用轻窄系列深沟球轴承。 解:（1）选择轴的材料，确定许用应力 选45钢，正火处理，查表11.1.1得到其硬度为 170~217HBS ，抗拉强度 600b Mpa σ=，查表11.5.4得到许用弯曲应力为[]155MPa σ-=。 （2）估算该轴最细段的直径 查表11.5.1得到C=115，因此有 3 31011542.2202P d C mm mm n ≥== 由表11.6.2确定取 45d mm =。 （3）对轴进行结构设计 考虑轴上零件的位置和固定方式，以及结构工艺性，按比例绘制出轴及轴系零件的结构草图（图11.5.8）。 轴的具体结构设计过程及结果如下： 1) 确定轴上零件的位置和定位、固定方式 由于是单级齿轮减速器，应把齿轮布置在箱体内壁的中间，轴承对称布置在齿轮的两边，轴的外伸端安装联轴器。 齿轮靠轴环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定。两端轴承分别靠轴肩、套筒实现轴向定位和固定，靠过盈配合实现周向固定。轴通过两端轴承盖实现图 11.5.7 减速器

轴向定位。联轴器靠轴肩、平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向固定。 2）确定各轴段的直径 外伸端直径为45㎜。为了使联轴器能轴向定位，在轴的外伸端应设计出一个轴肩。因轴承也要安装在这一轴段上，所以，通过右端轴承盖的这一轴段应取直径55mm 。考虑到便于轴承装拆，与透盖毡圈接触的轴段（公差带取f7）比安装轴承的轴段直径（该处直径的公差带是按轴承的标准选取的，为k6）略小，取为52㎜。按要求，查轴承的标准手册选用两个6211型的深沟球轴承，故安装左端轴承的轴段直径也是55㎜。为了便于齿轮的装配，齿轮处的轴头直径为60㎜。用于齿轮定位的轴环直径为70㎜。查轴承标准得，左端轴承处的轴肩所在轴段的直径为64㎜，轴肩圆角半径取1㎜，齿轮与联轴器处的轴环、轴肩的圆角半径取1.5㎜。 3）确定轴的各段长度 齿轮轮毂的宽度为80㎜，故取齿轮处轴头的长度为78㎜。由轴承的标准手册查得6211型轴承的宽度为21㎜，因此左端轴颈的长度为21㎜。齿轮两端面、轴承端面应与箱体内壁保持一定的距离，分别取为15㎜，和5㎜,右侧穿过透盖的轴段的长度取为68㎜。联轴器处的轴头长度按联轴器的标准长度取70㎜。由图11.5.8可知，轴的支跨距为L=141㎜。 4）校核的强度 （1）绘制轴的计算简图（图11.5.9a ） （2）绘制水平面内弯矩图（图11.5.9b ） 两支承端的约束力为 22656132822t hA hB F F F N N ==== 截面C 处的弯矩为 m N m N L F M hA hc ?=??==62.932 141.013282 3）绘制垂直面内弯矩（图11.5.9c ） 两支承端的约束反力为 N N L d F F F a r vA 48.166)141 23565222985(22222-=??-=-=N N L d F F F a r vB 48.1151)141 23565222985(22222=??+=+= 截面C 左侧的弯矩为 10.141166.48.11.74.22vC vA L M F N m N m ==-?=- m N m N L F M vB vC ?=??==18.812 141.048.115122 4）绘制合成弯矩图（11.5.9d ） 截面C 左侧的合成弯矩为 m N m N M M M vc hc C ?=?-+=+=35.94)74.11(62.93222121 截面C 右侧的合成弯矩为 图11.5.9 轴的计算简图

铸造工艺设计实例

轴承座铸造工艺设计说明书 一、工艺分析 1、审阅零件图 仔细审阅零件图，熟悉零件图，而且提供的零件图必须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记。仔细样。注意零件图的结构是否符合铸造工艺性，有两个方面：（1）审查零件结构是否符合铸造工艺 （2 ）在既定的零件结构条件下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取措施避 零件名称：轴承座 零件材料：HT150 生产批量：大批量生产 2、零件技术要求 铸件重要的工作表面，在铸造是不允许有气孔、砂眼、渣孔等缺陷。 3、选材的合理性 铸件所选材料是否合理，一般可以结合零件的使用要求、车间设备情况、技术状况和经济成本等， 用铸造合金（如铸钢、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、铸造铝合金、铸造铜合金等）的 牌号、性能、工艺特点、价格和应用等，进行综合分析，判断所选的合金是否合理。 4、审查铸件结构工艺性 铸件壁厚不小于最小壁厚5-6又在临界壁厚20-25以下。 二、工艺方案的确定

1、铸造方法的确定 铸造方法包括：造型方法、造芯方法、铸造方法及铸型种类的选择 （1）造型方法、造芯方法的选择 根据手工造型和机器造型的特点，选择手工造型 （2）铸造方法的选择 根据零件的各参数，对照表格中的项目比较，选择砂型铸造。 （3）铸型种类的选择 根据铸型的特点和应用情况选用自硬砂。 2、浇注位置的确定 根据浇注位置选择的4条主要规则，选择铸件最大截面，即底面处。 3、分型面的选择 本铸件采用两箱造型，根据分型面的选择原则，分型面取最大截面，即底面。 三、工艺参数查询 1、加工余量的确定 根据造型方法、材料类型进行查询。查得加工余量等级为11~13， 取加工余量等级为12。

机械设计习题与答案22滑动轴承

二十二章滑动轴承习题与参考答案 一、选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案) 1 验算滑动轴承最小油膜厚度h min 的目的是 。 A. 确定轴承是否能获得液体润滑 B. 控制轴承的发热量 C. 计算轴承内部的摩擦阻力 D. 控制轴承的压强P 2 在题2图所示的下列几种情况下，可能形成流体动力润滑的有 。 3 巴氏合金是用来制造 。 A. 单层金属轴瓦 B. 双层或多层金属轴瓦 C. 含油轴承轴瓦 D. 非金属轴瓦 4 在滑动轴承材料中， 通常只用作双金属轴瓦的表层材料。 A. 铸铁 B. 巴氏合金 C. 铸造锡磷青铜 D. 铸造黄铜 5 液体润滑动压径向轴承的偏心距e 随 而减小。 A. 轴颈转速n 的增加或载荷F 的增大 B. 轴颈转速n 的增加或载荷F 的减少 C. 轴颈转速n 的减少或载荷F 的减少 D. 轴颈转速n 的减少或载荷F 的增大 6 不完全液体润滑滑动轴承，验算][pv pv 是为了防止轴承 。 A. 过度磨损 B. 过热产生胶合 C. 产生塑性变形 D. 发生疲劳点蚀 7 设计液体动力润滑径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度h min 不够大，在下列改进设计的措

施中，最有效的是 。 A. 减少轴承的宽径比d l / B. 增加供油量 C. 减少相对间隙ψ D. 增大偏心率χ 8 在 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。 A. 重载 B. 高速 C. 工作温度高 D. 承受变载荷或振动冲击载荷 9 温度升高时，润滑油的粘度 。 A. 随之升高 B. 保持不变 C. 随之降低 D. 可能升高也可能降低 10 动压润滑滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是 。 A. 轴颈和轴承间构成楔形间隙 B. 充分供应润滑油 C. 轴颈和轴承表面之间有相对滑动 D. 润滑油温度不超过50℃ 11 运动粘度是动力粘度与同温度下润滑油 的比值。 A. 质量 B. 密度 C. 比重 D. 流速 12 润滑油的 ，又称绝对粘度。 A. 运动粘度 B. 动力粘度 C. 恩格尔粘度 D. 基本粘度 13 下列各种机械设备中， 只宜采用滑动轴承。 A. 中、小型减速器齿轮轴 B. 电动机转子 C. 铁道机车车辆轴 D. 大型水轮机主轴 14 两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为 。 A. 液体摩擦 B. 半液体摩擦 C. 混合摩擦 D. 边界摩擦 15 液体动力润滑径向滑动轴承最小油膜厚度的计算公式是 。 A. )1(m in χψ-=d h B. )1(m in χψ+=d h C. 2/)1(m in χψ-=d h D. 2/)1(m in χψ+=d h 16 在滑动轴承中，相对间隙ψ是一个重要的参数，它是 与公称直径之比。 A. 半径间隙r R -=δ B. 直径间隙d D -=? C. 最小油膜厚度h min D. 偏心率χ 17 在径向滑动轴承中，采用可倾瓦的目的在于 。 A. 便于装配 B. 使轴承具有自动调位能力 C. 提高轴承的稳定性 D. 增加润滑油流量，降低温升 18 采用三油楔或多油楔滑动轴承的目的在于 。 A. 提高承载能力 B. 增加润滑油油量 C. 提高轴承的稳定性 D. 减少摩擦发热 19 在不完全液体润滑滑动轴承中，限制pv 值的主要目的是防止轴承 。

滑动轴承的故障诊断分析 (DEMO)

滑动轴承的故障诊断分析 一、滑动轴承的分类及其特点 1、静压轴承 静压轴承的间隙只影响润滑油的流量，对承载能力影响不大，因此、静压轴承可以不必调整间隙，静压轴承在任何转速下都能保证液体润滑，所以理论上对轴颈与轴瓦的材料无要求。实际上为防止偶然事故造成供油中断，磨坏轴承轴承，轴颈仍用45#，轴瓦用青铜等。 2、动压轴承 动压滑动轴承必须在一定的转速下才能产生压力油膜。因此、不适用于低速或转速变化范围较大而下限转速过低的主轴。 轴承中只产生一个压力油膜的单油楔动压轴承，当载荷、转速等条件变化时，单油楔动压轴承的油膜厚度和位置也随着变化，使轴心线浮动，而降低了旋转精度和运动平稳性。 多油楔动压轴承一定的转速下，在轴颈周围能形成几个压力油楔，把轴颈推向中央，因而向心性好。 异常磨损：由于安装时轴线偏斜、负载偏载、轴承背钢与轴承座孔之间有硬质点和污物，轴或轴承座的刚性不良等原因，造成轴承表面严重损伤。其特征为：轴承承载不均、局部磨损大，表面温度升高，影响了油膜的形成，从而使轴承过早失效。 二、常见的滑动轴承故障 ●轴承巴氏合金碎裂及其原因 1.固体作用：油膜与轴颈碰摩引起的碰撞及摩擦，以及润滑油中所含杂质（磨粒）引起 的磨损。 2.液体作用：油膜压力的交变引起的疲劳破坏。 3.气体作用：润滑膜中含有气泡所引起的汽蚀破坏。 ●轴承巴氏合金烧蚀 轴承巴氏合金烧蚀是指由于某种原因造成轴颈与轴瓦发生摩擦，使轴瓦局部温度偏高，巴氏合金氧化变质，发生严重的转子热弯曲、热变形，甚至抱轴。 当发生轴承与轴颈碰摩时，其油膜就会被破坏。摩擦使轴瓦巴氏合金局部温度偏高，而导致巴氏合金烧蚀，由此引起的轴瓦和轴颈的热胀差，进一步加重轴瓦和轴颈的摩擦，形成恶性循环。

轴设计计算和轴承计算模板(实例)

【轴设计计算】 计算项目计算内容及过程计算结果 1. 选择材料该轴没有特殊的要求，因而选用调质处理的45号钢，可以查得 的其强度极限。(表12-1） 45号钢，调质处 理， ＝650MPa 2. 初估轴径 按扭转强度估算输出端联轴器处的最小直径，根据表12-11， 按45号钢，取C＝110； 根据公式（12-2）有： 由于在联轴器处有一个键槽，轴径应增加5％，49.57+49.57 × 5％=52.05（mm）；为了使所选轴径与联轴器孔径相适应，需要同 时选取联轴器。 Tc=K·T2=1.3×874.2=1136.46≤Tn查手册（课程 设计P238），选用HL4弹性联轴器J55×84/Y55×112GB5014-85。故 取联轴器联接的轴径为d1=55mm。 d1=55mm HL4弹性联轴器 Tn=1250 N·m [n]=4000r/min l =84mm 3. 结构设计 （1）轴上零件 的轴向定位 （2）轴上零件 的周向定位 根据齿轮减速器的简图确定轴上主要零件的布置图（如图所示） 和轴的初步估算定出轴径进行轴的结构设计。 齿轮的一端靠轴肩定位，另一端靠套筒定位，装拆、传力均较为 方便；两端轴承常用同一尺寸，以便于购买、加工、安装和维修； 为了便于拆装轴承，轴承处轴肩不宜过高（轴肩高h≥0.07d ），故 左端轴承与齿轮间设置两个轴肩，如下页图所示。 齿轮与轴、半联轴器与轴、轴承与轴的周向定位均采用平键联接 及过盈配合。根据设计手册，并考虑便于加工，取在齿轮、半联轴 器处的键剖面尺寸为b×h=18×11，（查表7-3）配合均采用H7/k6； 滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴的尺寸公差为k6,如图所 示。 （3）确定各段 轴径直径和长 度 轴径：从联轴器开始向左取ф55（联轴器轴径）d1； d2 →ф63 （55+2×0.07 d1=62.7；取标准值，表12-10） d3→ф65 （轴颈，查轴承内径）（轴承） d4 →ф75 （取＞65的标准值）（齿轮） d5 →ф85 （75+2×0.07 d4＝85.5；取整数值） d6→ф74 （查轴承7213C的安装尺寸da） d7→ф65（轴颈，同轴两轴承取同样的型号）d7＝d3 轴长：取决于轴上零件的宽度及他们的相对位置。半联轴器与轴配 合长度 =84mm，为使压板压住半联轴器，取其相应的轴长为 l1=82mm；选用7213C轴承，其宽度为B=23mm；齿轮端面至箱体壁间 的距离取a＝15mm；考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地，取滚 动轴承与箱体内边距s=5mm；轴承处箱体凸缘宽度，应按箱盖与箱座 联接螺栓尺寸及结构要求确定，暂定：该宽度B3＝轴承宽＋（0.08～ 0.1）a＋（10～20）mm，取为50mm；轴承盖厚度取为20mm；轴承盖 与联轴器之间的距离取为b=16 mm；已知齿轮宽度为 d1=55mm d2=63mm d3=65mm d4=75mm d5=85mm d6=74mm d7=65mm B=23mm a＝15mm s=5mm B3＝50mm b=16 mm l1=82mm l2 =16+21+(50-5-23) =59mm

轴设计计算和轴承计算实例

【轴设计计算】

的跨度。 L =80+2×15+2×5+2×（23/2）=143mm L1= 58+82/2+23/2=111.5mm =45mm l 4 =80-2=78mm l 5 =10mm l 6 =10mm l 7 =23mm L =143mm L1=111.5mm （4）考虑轴的结构工艺性 4. 强度计算 （略） 考虑轴的结构工艺性，在轴的左端与右端均制成2×45o 倒角；左端支撑轴承的轴径为磨削加工，留有砂轮越程槽；为便于加工，齿轮、半联轴器处的键槽布置在同一母线上，并取同一剖面尺寸。 先作出轴的受力计算图（即力学模型）如图中（a ）所示，取集中载荷作用于齿轮及轴承的中点。 【轴承计算】 已知一单级圆柱齿轮减速器中，相互啮合的一对齿轮为渐开线圆柱直齿轮，传动轴轴颈直径为d ＝55mm ，转速n ＝1450rpm ，拟采用滚动轴承，轴承所承受的径向载荷Fr =2400N ，外传动零件传递给轴的轴向载荷为 Fa ＝520N ，载荷平稳，工作温度正常要求预期寿命25000h ，试确定轴承型号。 计算项目 计算过程 计算结果 1.选择轴承类型 依题意，轴承主要承受径向载荷且转速较高，故选用深沟球轴承 深沟球轴承 2.预选型 号、查参数Cr 、C0r 因d ＝55mm ，预选轴承6211，查轴承手册知：基本额定动载荷Cr ＝ 43.2kN ，基本额定静载荷C0r ＝29.2kN (P228) 预选轴承6211 Cr ＝43.2kN C0r ＝ 29.2kN 3.计算当量动载荷P Fa /C0r ＝0.018，用内插法由表12-16知， 判断系数e ＝0.20 Fa/Fr ＝0.22>e ，由表12-16查得X ＝0.56，Y ＝2.211，由表12-14知f p ＝1，由公式 知P ＝2494N P ＝2494N 4.计算轴承受命L h 查表12-13取温度系数f t ＝1，由公式12-12知轴承寿命 且接近于预期寿命，故选用6211轴承合适。 L h ＝59737h 选用6211轴 承合适 5.说明 也可以用公式12-13计算实际动载荷C’， 故选择6211轴承合适。 C’＝32422N 选择6211轴 ) (a r p YF XF f P +=

滑动轴承设计

滑动轴承的设计准则，是根据其工作方式及特点确定的。对于非流体摩擦状态的滑动轴承，或称混和摩擦状态滑动轴承，保证其轴瓦材料的使用性能是主要任务；对于流体润滑轴承，设计重点则主要集中在如何在给定的工况下，构造具有合理几何特征的轴颈和轴瓦，使之能在工作过程中依赖流体内部的静动压力承载。 1．非流体润滑状态滑动轴承的设计准则 对于非流体润滑、混和润滑和固体润滑状态工作的滑动轴承，常用限制性计算条件来保证其使用功能。此设计条件也可作为流体润滑轴承的初步设计计算条件。 （1）轴承承载面平均压强的设计计算 由于过大的表面压强将对材料表面强度构成威胁，并会加速轴承的磨损，因此在设计中应满足: 其中：P——轴承承载面上压强，MPa；F——轴承载荷，N；A——轴承承载面积，mm2；[P]——轴承材料的许用压强，MPa。 对于径向轴承，一般只能承担径向载荷: 其中：F——轴承径向载荷，N；D——轴承直径，mm；B——轴承宽度，mm。DB是承载面在F方向上的投影面积。 推力轴承一般仅能承担轴向载荷，对于环形瓦推力轴承: 其中：F——轴承轴向载荷，N；D2、D1——轴承承载环面外径、内径，mm。 (2) 轴承摩擦热效应的限制性计算 滑动轴承工作时，其摩擦效应引起温度升高，摩擦热量的产生与单位面积上的摩擦功耗成正比，而轴承承载面压强p与速度v的乘积通常用来表征滑动轴承的摩擦功耗，称为pv值。滑动轴承设计中，用限制 pv值的办法，控制其工作温升，其设计准则为： 其中：P——轴承承载面上压强，MPa；对于径向和推力轴承；V——轴承承载面平均速度，m/s；[Pv}——轴承许用Pv值。

其中：D——轴承平均直径，0.001m；n——轴颈与轴瓦的相对转速，。这样，上式也可写为: (3) 轴承最大滑动速度的条件性计算 非液体摩擦状态工作的滑动轴承，其工作表面相互接触，当相对滑动速度很高时，其工作表面磨损加速，此项计算对于轻载高速轴承尤为重要。设计准则为: 其中：v——轴承承载面最大线速度，m/s；[v]——轴承许用线速度。 (4) 滑动轴承的几何参数 滑动轴承的轴颈和轴瓦间的间隙大小，对滑动轴承的工作性能有显著影响,滑动轴承的间隙大小用相对间隙ψ来表示: 其中：C——轴承半径间隙，即轴瓦与轴颈的半径差，mm；r——轴承半径，mm。轴承间隙较大时，轴承承载力和运转精度下降，摩擦较小，温升较低；轴承间隙较小时，轴承运转精度较高，承载力较高，但摩擦功耗及温升较大。滑动轴承设计时，ψ常在0.004～0.012范围取值。 滑动轴承的径向尺寸和宽度尺寸的比值称为宽径比B/D，有时写成L/D，轴承宽度较小时，会使润滑剂易沿轴向泄漏，不易保持于承载区，因此滑动轴承的宽径比不易过小，常推荐在0.5～1.5间选取。径向轴承径向配合推荐优先选用H9/d9和H8/f7及D9/h9和F8/h7。 2. 流体润滑状态滑动轴承的设计 流体润滑状态润滑轴承是指在稳定运转时，其轴颈与轴瓦被润滑剂完全分隔，工作于无相互接触工作状态的滑动轴承。 (1) 滑动轴承形成流体动力润滑的条件 实现流体润滑主要有两种方式，一是静压方式，即将流体直接泵入承载区承载；二是动压方式，即利用轴承相对运动表面的特殊形状及运动条件形成的压力承载。通常状态下，动压轴承的设计和工艺条件应满足如下几方面的要求，才可使流体润滑的实现成为可能。 条件1：滑动轴承相对运动表面间在承载区可以构成锲形空间，且其运动将使该区域中的流体从宽阔处流向狭窄处；即从大口流向小口；或使承载区体积有减小的趋势。 条件2：有充足的流体供给，且其具有一定的粘度；

液体动力润滑径向滑动轴承设计计算

液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 流体动力润滑的楔效应承载机理已在第四章作过简要说明，本章将讨论流体动力润滑理论的基本方程（即雷诺方程）及其在液体动力润滑径向滑动轴承设计计算中的应用。 （一）流体动力润滑的基本方程 流体动力润滑理论的基本方程是流体膜压力分布的微分方程。它是从粘性流体动力学的基本方程出发，作了一些假设条件后得出的。 假设条件：流体为牛顿流体；流体膜中流体的流动是层流；忽略压力对流体粘度的影响；略去惯性力及重力的影响；认为流体不可压缩；流体膜中的压力沿膜厚方向不变。 图12－12中，两平板被润滑油隔开，设板A 沿x 轴方向以速度v 移动；另一板B 为静止。再假定油在两平板间沿 z 轴方向没有流动(可视此运动副在z 轴方向的尺寸为无限大)。现从层流运动的油膜中取一微单元体进行分析。 作用在此微单元体右面和左面的压力分别为p 及p p dx x ??? +???? ?， 作用在单元体上、下两面的切应力分别为τ及dy y τ τ???+????? 。根据x 方向的平衡条件,得： 整理后得 根据牛顿流体摩擦定律,得 ，代入上式得 该式表示了压力沿x 轴方向的变化与速度沿y 轴方向的变化关系。 下面进一步介绍流体动力润滑理论的基本方程。 1．油层的速度分布 将上式改写成 （a）

对y 积分后得 （c） 根据边界条件决定积分常数C1及C2: 当y=0时,v= V；y=h(h为相应于所取单元体处的油膜厚度)时,v=0,则得： 代入（c）式后,即得 （d） 由上可见,v由两部分组成：式中前一项表示速度呈线性分布，这是直接由剪切流引起的；后一项表示速度呈抛物线分布，这是由油流沿x方向的变化所产生的压力流所引起的。 2、润滑油流量 当无侧漏时,润滑油在单位时间内流经任意截面上单位宽度面积的流量为： 将式(d)代入式(e)并积分后,得 （f） 设在 p=p max处的油膜厚度为h0(即时 当润滑油连续流动时,各截面的流量相等,由此得 ： 整理后得 该式为一维雷诺方程。它是计算流体动力润滑滑动轴承(简称流体动压轴承)的基本方程。可以看出,油膜压力的变化与润滑油的粘度、表面滑动速度和油膜厚度及其变化有关。经积分后可求出油膜的承载能力。由雷诺方程及图示的压力分布也可以看出,在h>h0段,速 度分布曲线呈凹形，，即压力沿x方向逐渐增大；而在h

最新第七部分滑动轴承设计

第七部分滑动轴承设计 1．考研重点和难点 【重点】非液体摩擦滑动轴承的设计计算； 【难点】形成液体摩擦的条件； §7.1滑动轴承的特点、类型及应用 滑动轴承的运动形式是以轴颈与轴瓦相对滑动为主要特征，也即摩擦性质为滑动摩擦。实践表明，由于滑动轴承的润滑条件不同，会出现不同的摩擦状态。轴承工作面的摩擦状态分为干摩擦状态、边界摩擦状态、混合摩擦状态和流体摩擦状态四类，如图所示。 两摩擦表面直接接触，相对滑动，又不加入任何润滑剂，称为干摩擦；两摩擦表面被流体（液体或气体）层完全隔开，摩擦性质仅取决于流体内部分子之间粘性阻力称为流体摩擦；两摩 图13－1 擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面吸附性质的称为边界摩擦状态；实际上，干摩擦状态和边界摩擦状态很难精确区分，所以这两种摩擦状态也常常归并为边界摩擦状态。在实际应用中，轴承工作表面有时是边界摩擦和流体摩擦并存的混合状态，称为混合摩擦。边界摩擦和混合摩擦又长称为非液体摩擦。 所以，滑动轴承按其摩擦性质可以分为液体滑动摩擦轴承和非液体滑动摩擦轴承两类。 1）液体滑动摩擦轴承：由于在液体滑动轴承中，轴颈和轴承的工作表面被一层润滑油膜隔开，两零件之间没有直接接触，轴承的阻力只是润滑油分子之间的摩擦，所以摩擦系数很小，一般仅为0.001～0.008。这种轴承的寿命长、效率高，但是制造精度要求也高，并需要在一定的条件下才能实现液体摩擦。 2）非液体滑动摩擦轴承：非液体滑动摩擦轴承的轴颈与轴承工作表面之间虽有润滑油的存在，但在表面局部凸起部分仍发生金属的直接接触。因此摩擦系数较大，一般为0.1～0.3，容易磨损，但结构简单，对制造精度和工作条件的要求不高，故此在机械中得到广泛使用。 干摩擦的摩擦系数大，磨损严重，轴承工作寿命短。所以在滑动轴承中应力求避免。 所以，高速长期运行的轴承要求工作在液体摩擦状态下，一般工作条件下轴承则维持在边界摩擦或混合摩擦状态下工作。因此本章主要讨论非液体滑动摩擦轴承。

典型的配合实例

典型的配合实例 为了便于在实际的设计中合理的确定其配合，下面举例说明某些配合在实际中的应用，以供参考。1. 间隙配合的选用 基准孔H与相应公差等级的轴a ~ h形成间隙配合，其中H/a组成的配合间隙最大，H/h的配合间隙最小，其最小间隙为零。 （1）H/a ，H/b , H/c 配合 这三种配合的间隙很大，不常使用，一般使用在工作条件较差，要求灵活动作的机械上，或用于受力变形大，轴在高温下工作需保证有较大间隙的场合，如起重机吊钩的铰链，带槽的法兰盘，内燃机的排气阀和导管。 （2） H/d , H/e 配合 这两种的配合间隙建达，用于要求不高，易于转动的支承。其中H/d适用于较松的转动配合，如密封盖，滑轮和空转带轮等与轴的配合，也适用于大直径滑动轴承的配合，如球磨机、轧钢机等重型机械的滑动轴承，适用于IT7 ~ 11级，例如滑轮和轴的配合。H/e适用于要求有明显间隙，易于转动的支承配合，如大跨度支承、多支点支承等配合。高等级的也适用于大的高速、重载的支承，如蜗轮发电机、大电动机的支承以及凸轮轴支承等。 （3）H/f 配合 这个配合的间隙多用于IT7~9级的一般转动配合，如齿轮箱、小电动机、泵等的转轴及滑动支承的配合。 （4）H/g配合 此种配合间隙很小，除了轻负荷的精密机构外，一般不用作转动配合，多用于IT5 ~ 7级，适合于作往复摆动和滑动的精密配合。有时也用于插销等定位配合，如精密连杆轴承、活塞及滑阀，以及精密机床的主轴于轴承分度头轴颈与轴的配合等。 （5）H/ h配合 这个配合的最小间隙为零，用于IT4~11级，适用于无相对转动而有定心和导向要求的定位配合，若无温度、变形影响，也适用于滑动配合。推荐配合H6/ h5,H8/ h7,H9/ h9,H11/ h11 ，如车床尾座顶尖套筒与尾座的配合。 2. 过渡配合的选用 基准孔H与相应的公差等级轴的基本偏差代号j~n，形成过渡配合，（n与高精度的H孔形成过盈配合）。（1）H/jH/ js 配合 这两种过渡配合获得间隙配合的机会较多，多用于IT4~7级，适用于要求间隙比h小，并允许略有过盈的定位配合，如联轴节，齿圈与钢制轮毂以及滚动轴承与箱体的配合等. （2）H/ k 配合 此种配合获得的平均间隙接近于零，定心较好，装备后，零件受到的接触应力较小，能够拆卸，适用于IT4~7级，如刚性联轴器配合。 （3）H/m，H/ n配合 这两种配合获得过盈的机会多，定心好，装配较紧，适用于IT4~7级，如蜗轮青铜轮缘与铸铁轮辐的配合。 3、过盈配合的选用 基准孔H与相应公差等级的轴p~zc过盈配合（p,r与较低精度的H孔形成过渡配合）。 （1）H/ p，H/ r配合 这两种配合在高公差等级时为过盈配合，可用捶打或压力机装配，只宜在大修时拆卸。它主要用于定心精度很高，零件有足够的刚性，受冲击负载的定位配合，多用于IT6~8级，如齿轮与衬套的配合，连杆小头孔与衬套的配合。 （2）H/ s，H/ t配合 这两种配合属于中等过盈配合，多采用IT6,IT7级，它用于钢铁件的永久或半永久结合，不用辅助件，

滑动轴承项目规划设计方案

滑动轴承项目规划设计方案 规划设计/投资方案/产业运营

摘要说明— 轴承是用于确定旋转轴与其他零件相对运动位置，起支承或导向作用 的零部件。轴承的主要功能是支承旋转轴或其它运动体，引导转动或移动 运动并承受由轴或轴上零件传递而来的载荷。根据轴承工作时的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承两大类。滑动轴承与滚动轴承相比较，各有优 缺点，各有不同的适用场合。滚动轴承已实现标准化、系列化、通用化， 且适用范围广泛，但某些特殊的工况，如高速、重载、高精度等场合下， 通常只能配套使用滑动轴承，并且需要根据不同的工况进行定制化生产。 该滑动轴承项目计划总投资17091.80万元，其中：固定资产投资13645.03万元，占项目总投资的79.83%；流动资金3446.77万元，占项目 总投资的20.17%。 达产年营业收入27044.00万元，总成本费用20322.90万元，税金及 附加315.00万元，利润总额6721.10万元，利税总额7963.15万元，税后 净利润5040.83万元，达产年纳税总额2922.33万元；达产年投资利润率39.32%，投资利税率46.59%，投资回报率29.49%，全部投资回收期4.89年，提供就业职位424个。 报告内容：概述、背景和必要性研究、市场分析、建设规划、选址可 行性分析、土建工程研究、项目工艺原则、环境保护、清洁生产、项目安

全保护、风险应对说明、项目节能概况、实施方案、项目投资估算、项目盈利能力分析、项目综合评价结论等。 规划设计/投资分析/产业运营

滑动轴承项目规划设计方案目录 第一章概述 第二章背景和必要性研究 第三章建设规划 第四章选址可行性分析 第五章土建工程研究 第六章项目工艺原则 第七章环境保护、清洁生产第八章项目安全保护 第九章风险应对说明 第十章项目节能概况 第十一章实施方案 第十二章项目投资估算 第十三章项目盈利能力分析 第十四章招标方案 第十五章项目综合评价结论

第九章滑动轴承设计

第二篇 第九章滑动轴承设计

第三章摩擦、磨损与润滑 §3-0 引言 §3-1 摩　擦 §3-2 磨　损 §3-3润滑 §3-4 流体动力润滑的基本原理

概述 用于支撑和约束旋转零件(转轴，心轴等)的装置通称为轴承。 一、按轴承工作时的摩擦性质不同，轴承可分为： 1.滑动轴承 2.滚动轴承。 二、按其承载方向的不同，轴承可分为： 1.径向轴承：承受径向载荷 2.推力轴承：承受轴向载荷 三、按相对运动的两表面间油膜形成原理的不同分类 1、流体动力润滑轴承（简称动压轴承） 2、流体静力润滑轴承（简称静压轴承）

?滑动轴承是一种工作在滑动摩擦状态下的轴承，其基本结构包括轴承座、轴套（瓦）和轴颈。滑动轴承具有一些独特的优点，主要应用于以下几种情况： ?工作转速特高的轴承 ?要求对轴的支承位置特别精确的轴承 ?特重型的轴承 ?承受巨大的冲击和振动载荷的轴承 ?装配要求做成剖分式的轴承（如曲轴的轴承） ?特殊条件下（如水或腐蚀性介质中）工作的轴承 ?在径向空间尺寸受到限制时，也常采用滑动轴承

?对轴承的基本要求： ①方向精度（置中，定向）； ②运转灵便性； ③对温度变化的不敏感性； ④耐磨性； ⑤承载能力； ⑥成本； ⑦装配调整、维修是否方便。?按结构形式可分为： ①圆柱形滑动轴承； ②圆锥形滑动轴承； ③球形滑动轴承。

第一节圆柱形滑动轴承 圆柱性滑动轴承——轴颈与轴承的配合部分为圆柱形表面。它是轴承中应用最广的一种，圆柱形滑动轴承主要用来支承水平轴。 特点： ①接触面大，承载能力强，能承受冲击和振动； ②置中精度差，特别是磨损后，精度要更低； ③摩擦力矩大； ④对温度变化比较敏感。

带传动、齿轮、轴的设计实例

（一）带传动设计实例 【例8 - 1】 某带式输送机采用V 带传动，已知电动机的额定功率P ＝8 kW ，转速n 1＝1460 r/min ，传动比i ＝2，两班制工作，试设计该V 带传动。 解 （1）确定计算功率P c 。 由表8-10查得工作情况系数K A ＝1.2，根据式（8 - 22），有 P c ＝K A P ＝1.2×8＝9.6 kW （2）选取V 带类型。 根据P c ＝ 9.6 kW 、n 1 ＝ 1460 r/min ，从图8 - 14中选用A 型V 带。 （3）确定带轮基准直径并验算带的速度。 由表8 - 11查得小带轮的最小基准直径d d1min ＝ 75mm ,从基准直径系列中选取d d 1 ＝ 90mm 。 根据式（8 - 23），计算大带轮的基准直径d d2： d d2 ＝ i d d1 ＝ 2×90 ＝ 180mm 从表8-11的标准系列中，选取基准直径d d2 ＝ 180mm 。 根据式（8 - 24），有 s m n d v d /9.61000 6014609010006011=???=?=ππ 由于带的速度在5～25m /s 的范围之内，因此，带的基准直径合适。 （4）确定普通V 带的基准长度和传动中心距。 根据式（8 - 25），得 0.7×（90+180）＜a 0＜2×（90+180） 189＜a 0＜540 初步确定中心距a 0 ＝500mm 。 根据式（8 - 1），计算传动带的初选长度： 02 1221004)()(22a d d d d a L d d d d -+++≈π 5004)90180()18090(250022 ?-+++?=π ＝ 1428mm 根据表8-2，选传动带的基准长度L d ＝ 1400mm 。 根据式（8-26），计算传动带的实际中心距a ： mm L L a a d 4862 14281400500200=-+=-+≈ （5）验算小带轮上的包角α1。 根据式（8 - 2），有 012013.57180?--=a d d d d α 003.57486 90180180?--= ＝169 o＞120o 小带轮上的包角合适。 （6）计算V 带的根数z 。 根据式（8 - 27），得

第三代轮毂轴承设计实例

DACF2126A轮毂单元设计DACF2126A的结构设计属于双列角接触球轴承，第三代轿车轮毂轴承， 配装在吉利GL型轿车上，适用于汽车在恶劣的环境使用。因此，该轴承的设计及检测与常规的双列角接触球轴承大不相同，轴承的设计既要符合常规轴承的设计原理与方法，又要考虑结构的特殊性。本文对DACF2126A轮毂轴承的设计进行分析。简图如下： 1、轴承的结构 外圈带凸缘且有4个安装小孔，可分离式半内圈，另一个半内圈与轴肩、法兰盘连体，其结构紧凑，安装方便。轴向游隙装配时已调好，安装时无需调整 2、轴承主要参数设计 2.1接触角a 角接触球轴承的接触角15°---40°，承受轴向载荷大时，a取大些，根据轴承的载荷特点与装配性能要求，取a=36°。 2.2轴向游隙 根据轴承的安装及所承受的载荷情况，按以往轴承的设计经验，选取游隙0~0.017，检测游隙载荷±200N 2.3钢球直径Dw 根据轴承设计理论，钢球直径大小与所承受的额定载荷成正比关系，一般Dw取大些，根据轴承设计理论公式： 0.3(D-d)≤Dw≤0.33(D-d)

式中D和d,由于外圈和内法兰均选用材料65Mn，热外理采用中频感应淬火，受淬硬层深度的影响取D=?70,取d= ?28，代入公式 0.3（70-28）≤Dw≤0.33（70-28） 12.6≤Dw≤13.86 根据轴承结构除考虑径向尺寸外，还要考虑轴承的轴向尺寸、装配空间、装ABS空间、两列钢球互不干涉、合理放置保持架等因素。取Dw=12.7更为合适。 2.4钢球中心圆直径Dpw的确定 按轴承设计理论公式：0.5（D+d）≤Dpw≤0.515(D+d)代入数据得 49≤Dpw≤50.47取Dpw=49 2.5钢球数量Z的确定 钢球数量由下列条件约束 Z≤(πDpw)/(K 2Dw) 常数K 2 =0.91+1.5/12.7 算得Z≤11.79，取Z=11 2.6径向加载作用中心位置Pi的确定 径向加载作用中心位置的确定通常由整车数据确定或按提供的样件检测得出 按样件检测得出Pi =41.45,同时求得两列钢球中心间距Pi 2 =25.124 3、轴承主要尺寸的设计 3.1内、外沟沟曲率Ri、Re的确定 内沟沟曲率Ri=0.515Dw=0.515*12.7=6.54取Ri=6.57公差为±0.03 外沟沟曲率Re=0.525Dw=0.525*12.7=6.67取Ri=6.7公差为±0.03 3.2内、外沟径di、De 内沟径di=Dpw-2Ri+(2Ri-Dw)COS a =49-2*6.57+(2*6.57-12.7)COS36° =36.216 外沟径di=Dpw+2Re-(2Re-Dw)COS a =49+2*6.7-(2*6.7-12.7)COS36° =61.834 3.3内圈大档边外径d 2、外圈中档边内径D 2 d 2=0.85Dw+di=0.85*12.7+36.216=47.011 取d 2 =47.1 D 2=De-0.85Dw=61.834-0.85*12.7=51.039 取D 2 =51 3.4外圈两滚道的中心距离Pe的确定 Pe= Pi 2 +[Dpw-(De-2Re)]tga =25.124+[49-(61.834-2*6.7)]tg36° =25.535 4、密封结构的设计 根据本公司以往的设计经验，此结构例轴承均采用三唇口接触式密封结

滑动轴承的应用

滑动轴承的应用 1工作转速特高的情况 原因：因转速高，用滚动轴承，寿命将大大降低。 应用实例：汽轮机轴承 简介：汽轮机采用的轴承有推力轴承和支持轴承。支持轴承的重量和不平衡重量产生的离心力，并确定转子的径向位置，保证转子中心和汽缸中心一致，以保持转子与静止部分位置的径向间隙。推力轴承承受蒸汽作用在转子上的轴向推力，并确定转子的轴向位置，并保证通流部分动静间正确的轴向间隙。下为推力轴承： 1—球面座；2—挡油环；3—调节套筒；4—推力轴承瓦块安装环；5—反向推力瓦；6—正向推力瓦；7—出油挡油环；8—进油挡油环；9—拉弹簧 2特重型轴承； 原因：若采用滚动轴承，造价太高（需单件生产） 应用实例：支重轮轴承 简介：支重轮是履带式工程机械底盘四轮一带中的一种，它的主要作用是支撑着挖掘机与推土机的重量，让履带沿着轮子前进。支重轮的主要轮体、支重轮轴、轴套、密封圈、端盖等相关部件构成。

3对轴的支承位置特别精确的轴承； 原因：滑动轴承比滚动轴承影响精度的零件数要少，故可制造得更精确。 应用实例：精密机床的精密轴承 4承受巨大冲击和振动载荷的轴承； 原因：滑动轴承的轴瓦和轴颈间的支承面一般都较大，且有油层的缓冲和阻尼作用，所以显示出较滚动轴承更优越。 应用实例：颚式破碎机轴承 简介：鄂式破碎机的主轴承大多采用对开式滑动轴承，轴承内衬大多是由巴氏合金制成，这种轴承刮研技术要求较高，刮研不好或间隙调整不当，会导致研瓦或烧瓦事故。组装时，首先要把轴瓦、轴颈、集油器及润滑油管路清理干净。然后将主轴瓦、连杆瓦等组装完毕。安装三角带时，应使其比正常运转时略松一点。试车时，先开动油泵，并使供油量比正常运转时略大一些。

滑动轴承设计

滑动轴承 1 概述 1.1滑动轴承的分类 滑动轴承按照承受载荷的方向主要分为：1）径向滑动轴承，主要承受径向载荷；2）推力滑动轴承，承受轴向载荷。 按照滑动表面间润滑状态的不同可分为：1）液体润滑轴承；2）不完全液体润滑轴承；3）自润滑轴承。 按照液体润滑承载机理不同，液体润滑轴承又分为1）液体动压润滑轴承；2）液体静压润滑轴承。 1.2滑动轴承的特点及应用 与滚动轴承相比，滑动轴承有如下特点：1）在高速重载下能正常工作，寿命长；2）精度高；3）滑动轴承能做成剖分式的，能满足特殊结构需要；4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收振动、缓和冲击；5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承小；6）启动摩擦阻力较大；7）非液体摩擦滑动轴承具有结构简单、使用方便等优点。 2 滑动轴承的主要结构形式 2.1径向滑动轴承 2.1.1整体式径向滑动轴承 组成：轴承座（常为铸铁）、轴瓦（开油孔，内表面开油沟以送油）。 优点：结构简单。 缺点：1）磨损后，间隙无法调整；2）轴颈只能从一端装入，对中间轴颈的轴无法安装。 2.1.2剖分式径向滑动轴承 它是由轴承盖、轴承座、剖分轴瓦和联接螺栓等所组成。轴承中直接支承轴颈的零件是轴瓦。为了安装时容易对心，在轴承盖与轴承座的中分面上做出阶梯形的梯口。轴承盖应当适度压紧轴瓦，使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖上制有螺纹孔，以便安装油杯或油管。

当载荷垂直向下或略有偏斜时，轴承的中分面常为水平方向。若载荷方向有较大偏斜时，则轴承的中分面也斜着布置（通常倾斜45°，使中分平面垂直于或接近垂直于载荷）。 2.2推力滑动轴承 轴上的轴向力应采用推力轴承来承受。止推面可以利用轴的端面，也可在轴的中段做出凸肩或装上推力圆盘。后面将论述两平行平面之间是不能形成动压油膜的，因此须沿轴承止推面按若干块扇形面积开出楔形。 实心式空心式 单环式多环式