机械滑动轴承ppt
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机械设计滑动轴承和滚动轴承教学课件PPT
——寿命指数
代入一组数据求解
P=C L10=1（106r）
P—L曲线
∴
或
当工作t>120℃时，因金属组织硬度和润滑条件等的变化，轴承的基本额定动载荷C有所下降
∴引入温度系数 f t
当P、n已知，预期寿命为Lh` ， 则要求选取的轴承的额定动载荷为
——选轴承型号和尺寸
例：圆锥滚子轴承30208的基本额定动载荷C＝34000N，极限转速nlim＝5000r/min，承受当量动载荷P＝3000N，要求预期寿命[Lh]=50000h，求允许的最高转速为多少？
计算轴承应满足的基本额定动载荷
由轴承样本（手册）查取合适的轴承
σH
t
内圈或滚动体上某一点σH的变化规律。
外圈上某一点σH的变化规律。
σH
t
均为脉动循环。
二、应力变化规律
三、角接触轴承同时受 Fr 和 Fa （7000型，3000型）
（1）角接触轴承的附加轴向力FS
FS≈1.25Fr tgα
FS方向——有使内、外圈分 离的趋势。 要成对使用、对称安装
Fr
Fs
F
Fs方向：由轴承外圈的宽边指向窄边，通过内圈作用于轴上。
正装
反装
四、滚动轴承的失效形式和计算准则
主要失效形式：
1）疲劳点蚀
润滑和维护良好
2）塑性变形
转速很低或作间歇摆动
3）磨损
润滑不良、 密封不严、 多尘条件
套圈胶合
滚道磨损
计算准则：
一般轴承——疲劳寿命计算（针对点蚀）静强度计算
由表18.7知，X、Y受e——轴向载荷“判断系数”影响
由
确定
1）当
代入一组数据求解
P=C L10=1（106r）
P—L曲线
∴
或
当工作t>120℃时，因金属组织硬度和润滑条件等的变化，轴承的基本额定动载荷C有所下降
∴引入温度系数 f t
当P、n已知，预期寿命为Lh` ， 则要求选取的轴承的额定动载荷为
——选轴承型号和尺寸
例：圆锥滚子轴承30208的基本额定动载荷C＝34000N，极限转速nlim＝5000r/min，承受当量动载荷P＝3000N，要求预期寿命[Lh]=50000h，求允许的最高转速为多少？
计算轴承应满足的基本额定动载荷
由轴承样本（手册）查取合适的轴承
σH
t
内圈或滚动体上某一点σH的变化规律。
外圈上某一点σH的变化规律。
σH
t
均为脉动循环。
二、应力变化规律
三、角接触轴承同时受 Fr 和 Fa （7000型，3000型）
（1）角接触轴承的附加轴向力FS
FS≈1.25Fr tgα
FS方向——有使内、外圈分 离的趋势。 要成对使用、对称安装
Fr
Fs
F
Fs方向：由轴承外圈的宽边指向窄边，通过内圈作用于轴上。
正装
反装
四、滚动轴承的失效形式和计算准则
主要失效形式：
1）疲劳点蚀
润滑和维护良好
2）塑性变形
转速很低或作间歇摆动
3）磨损
润滑不良、 密封不严、 多尘条件
套圈胶合
滚道磨损
计算准则：
一般轴承——疲劳寿命计算（针对点蚀）静强度计算
由表18.7知，X、Y受e——轴向载荷“判断系数”影响
由
确定
1）当
十五章滑动轴承ppt课件
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
返回章目录
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
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
返回章目录
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
机械设计课件 滑动轴承学习课件
偏心距：e OO
偏心率：
e e Rr
表示偏心程度0 1
最小油膜厚度：
hmin e r r (1 )（χ↑→hmin↓）
保证流体动力润滑：
hmin Rz1 Rz2 [hmin ]
S hmin 2 ~ 3 Rz1 Rz2
Rz1、Rz2— 轴颈、轴瓦表面微观不平度的十点高度，m
2. 剖分式轴承 剖分式轴承由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦、轴承盖
螺柱等组成。
轴瓦是轴承直接和轴颈相接触的零件，常在轴瓦内表面 上贴附一层轴承衬。在轴瓦内壁不承担载荷的表面上开设油 沟，润滑油通过油孔和油沟流进轴承间隙。
R(球)
3.调心式滑动轴承
特点：轴瓦外表面做成球面形状，与轴承盖及轴承座的 球状内表面相配合，轴瓦可以自动调位以适应轴颈在轴弯 曲时所产生的偏斜。
X 0:
pdydz ( p p dx )dydz dxdz ( dy )dxdz 0
x
y
p
x y
由于：
u y
p x
2u y 2
二次积分
u
1
2
p x
y
2
C1y
C2
代入边界条件：y=0，u=v；y=h，u=0
流速方程：u v (h y ) 1 p (y h)y
h
2 x
pmax
盖
杯体 接头 油芯
20°
§5 非液体摩擦滑动轴承的计算
一、混合摩擦滑动轴承失效形式 胶合、磨损等 设计准则：至少保持在边界润滑状态， 即维持边界油膜不破裂。
计算方法：简化计算（条件性计算）
磨损
点蚀及金属剥落
二、向心轴承
1、限制轴承平均压强
p F p
《滑动轴承》PPT课件
聚四氟乙烯
4、气体润滑剂——空气
ppt课件
25
1、润滑油
用作润滑剂的油类有三类：①有机油， 通常是动植物油；②矿物油，主要是石油产 品；③化学合成油。
（1）粘度——表征润滑油的内摩擦特性。
1）动力粘度 牛顿粘性液体摩擦定律（简称粘性定律）： 在流体中任意点处的切应力均与该处流体的 速度梯度成正比。
➢ 滑动轴承具有一些独特的优点，在某些不 能、不便或使用滚动轴承没有优势的场合， 如工作转速特高、特大冲击与振动、径向 空间尺寸受到限制或必须剖分安装(如曲轴 的轴承)、以及需在水或腐蚀性介质中工作 等条件下，占有重要地位。在轧钢机、汽 轮机、内燃机、铁路机车及车辆、金属刨 削机床中应用广泛。
ppt课件
3
§01 摩擦状态
干摩擦
摩擦
静摩擦 动摩擦
滑动摩擦 滚动摩擦
边界摩擦（润滑） 流体摩擦（润滑） 混合摩擦（润滑）
ppt课件
4
干摩擦
边界摩擦
流体摩擦
ppt课件
5
➢ 干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的
纯金属接触时的摩擦。 ➢ 当运动副的摩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的吸附
单位换算：
1St（斯）=1cm2/s=100cSt（厘斯）=10-4m2/s
3）条件粘度
条件粘度是在一定条件下，利用某种规格的粘度
计，通过测定润滑油穿过规定孔道的时间来进行计量
的粘度。我国常用恩氏度（0Et）作为条件粘度单位。
ppt课件
28
➢ 流体的粘度，特别是
润滑油的粘度，随温
度而变化的情况十分
可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必须淬硬。
➢青铜可以单独做成轴瓦。为节省有色金属，也可将
机械设计-滑动轴承PPT课件精选全文
第6页/共54页
4．调心式径向滑动轴承（自位轴承）
特点：轴瓦能自动调整位置，以适应轴的偏斜。
注：调心式轴承必须成对使用。
当轴倾斜时，可保证轴颈与轴承配合表面接触良好，从而避免产生偏载。
主要用于轴的刚度较小，轴承宽度较大的场合。
滑动轴承的结构
观看动画
第7页/共54页
二、止推滑动轴承的结构
止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：
◆设计准则 ：维持边界膜不破裂。
◆条件性计算内容：限制压强 p 、pv 值、滑动速度v不超过许用值
失效形式：
磨损胶合
第18页/共54页
§12-6 滑动轴承的条件性计算
一、径向滑动轴承的计算
已知条件：径向载荷F (N)、 轴颈转速n (r/mm)轴颈直径d (mm)
１．限制轴承的平均压强 p
2．工作平稳，噪音低；
3．结构简单，径向尺寸小。
第3页/共54页
§12-2 滑动轴承的主要结构形式
一、径向滑动轴承的结构
１．整体式径向滑动轴承
特点：结构简单，成本低廉。
应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中
磨损后间隙无法调整；只能沿轴向装拆。
常用的滑动轴承已经标准化，可根据使用要求从有关手册中合理选用。
－考虑油槽使承载面积减小的系数，其值＝0.85～0.95。
Z－止推环数。
滑动轴承的条件性计算
第21页/共54页
注意：设计时液体动压润滑轴承，常按上述条件性计算进行初步计算。（动压润滑轴承在起动和停车阶段，往往也处于混合润滑状态）
2．限制 值
vm－止推环平均直径dm=(d2+d1)/2 处的圆周速度。
1）油槽沿轴向不能开通，以防止润滑油从端部大量流失。
4．调心式径向滑动轴承（自位轴承）
特点：轴瓦能自动调整位置，以适应轴的偏斜。
注：调心式轴承必须成对使用。
当轴倾斜时，可保证轴颈与轴承配合表面接触良好，从而避免产生偏载。
主要用于轴的刚度较小，轴承宽度较大的场合。
滑动轴承的结构
观看动画
第7页/共54页
二、止推滑动轴承的结构
止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：
◆设计准则 ：维持边界膜不破裂。
◆条件性计算内容：限制压强 p 、pv 值、滑动速度v不超过许用值
失效形式：
磨损胶合
第18页/共54页
§12-6 滑动轴承的条件性计算
一、径向滑动轴承的计算
已知条件：径向载荷F (N)、 轴颈转速n (r/mm)轴颈直径d (mm)
１．限制轴承的平均压强 p
2．工作平稳，噪音低；
3．结构简单，径向尺寸小。
第3页/共54页
§12-2 滑动轴承的主要结构形式
一、径向滑动轴承的结构
１．整体式径向滑动轴承
特点：结构简单，成本低廉。
应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中
磨损后间隙无法调整；只能沿轴向装拆。
常用的滑动轴承已经标准化，可根据使用要求从有关手册中合理选用。
－考虑油槽使承载面积减小的系数，其值＝0.85～0.95。
Z－止推环数。
滑动轴承的条件性计算
第21页/共54页
注意：设计时液体动压润滑轴承，常按上述条件性计算进行初步计算。（动压润滑轴承在起动和停车阶段，往往也处于混合润滑状态）
2．限制 值
vm－止推环平均直径dm=(d2+d1)/2 处的圆周速度。
1）油槽沿轴向不能开通，以防止润滑油从端部大量流失。
滚动轴承和滑动轴承PPT课件
脂润滑 油润滑 固体润滑
2021
20
3．滚动轴承的密封
目的：防止灰尘、水分、杂质等侵入轴承内部并阻 止润滑剂的流失。
接触式密封 毛毡圈密封 皮碗密封
间隙密封 非接触式密封
曲路密封：径向、轴向
2021
21
接触式密封
毛毡圈密封
2021
皮碗密封
22
非接触式密封
曲路密封： 径向
间隙密封
曲路密封： 轴向
2021
15
2．前置代号和后置代号
轴承代号的补充，只有在轴承的结构形状、尺寸、公 差、技术要求等有所改变时才使用，一般情况下可部分或 全部省略，其详细内容请查阅《机械设计手册》中相关标 准规定。
2021
16
3．滚动轴承代号示例
2021
17
四、滚动轴承类型的选择
轴承所受载荷的大小、方向和性质 轴承转速的高低 支承刚度 结构状况
在轴承代号中，轴承类型代 号和尺寸系列代号以组合代号的 形式表达。
在组合代号中，轴承类型代 号“0”省略不表示；除3类轴承 外，尺寸系列代号中的宽度系列 代号“0”省略不表示。
2021
直径系列示意图
14
内径代号
一般由两位数字表示，并紧接在尺寸系列代号之后 标写。
内径d≥10 mm的滚动轴承内径代号
不a同）尺寸
b）带防尘盖结构 c）
2021
8
滚动轴承代号的构成
2021
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9
1．基本代号 表示轴承的基本类型、结构和尺寸。
轴承类型代号 尺寸系列代号 内径代号
2021
10
轴承类型代号
2021
11
尺寸系列代号
2021
20
3．滚动轴承的密封
目的：防止灰尘、水分、杂质等侵入轴承内部并阻 止润滑剂的流失。
接触式密封 毛毡圈密封 皮碗密封
间隙密封 非接触式密封
曲路密封：径向、轴向
2021
21
接触式密封
毛毡圈密封
2021
皮碗密封
22
非接触式密封
曲路密封： 径向
间隙密封
曲路密封： 轴向
2021
15
2．前置代号和后置代号
轴承代号的补充，只有在轴承的结构形状、尺寸、公 差、技术要求等有所改变时才使用，一般情况下可部分或 全部省略，其详细内容请查阅《机械设计手册》中相关标 准规定。
2021
16
3．滚动轴承代号示例
2021
17
四、滚动轴承类型的选择
轴承所受载荷的大小、方向和性质 轴承转速的高低 支承刚度 结构状况
在轴承代号中，轴承类型代 号和尺寸系列代号以组合代号的 形式表达。
在组合代号中，轴承类型代 号“0”省略不表示；除3类轴承 外，尺寸系列代号中的宽度系列 代号“0”省略不表示。
2021
直径系列示意图
14
内径代号
一般由两位数字表示，并紧接在尺寸系列代号之后 标写。
内径d≥10 mm的滚动轴承内径代号
不a同）尺寸
b）带防尘盖结构 c）
2021
8
滚动轴承代号的构成
2021
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9
1．基本代号 表示轴承的基本类型、结构和尺寸。
轴承类型代号 尺寸系列代号 内径代号
2021
10
轴承类型代号
2021
11
尺寸系列代号
机械设计课件-滑动轴承
橡胶 多孔铁 (Fe 95%, Cu 2%,石墨和其 多孔质 它 3%） 金属材 料 多孔青铜
0．34 55（低速，间歇） 21（0.013m/s 4.8(0.51~0.76m/s) 2.1(0.76~1m/s) 27（低速，间歇） 14（0.013m/s 3.4(0.51~0.76m/s) 1.8(0.76~1m/s)
电侵蚀
气蚀
二、轴承材料 对 材 料 性 能 要 求 常 用 轴 承 材 料 良好的减摩性、耐磨性和咬粘性。 良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性。 足够的强度和抗腐蚀的能力。 良好的导热性、工艺性、经济性等。 金属材料 多孔质金属材料 非金属材料 特 点 应 用
轴承合金、铜合金、铸铁、铝基合金。 多孔铁、多孔质青铜。 酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯。
150 5 15 280 15 30 12 280 280
00
300 300
3
5
1
3 5
4 5
4 5
用于中速、中等载 荷的轴承，不易受显著 5 冲击。可作为锡锑轴承 合金的代替品。 用于中速、重载及 受变载荷的轴承 。 1 用于中速、中载的 轴承。 用于高速、重载轴 2 承，能承受变载荷冲击。 2 最宜用于润滑充分 的低速重载轴承。
酚醛树脂
非金属 材料
尼龙
14
3
90
碳-石墨
4
13
400
由棉织物、石棉等填料经酚醛树脂粘结而成。 抗咬合性好，强度、抗振性也极好，能耐酸碱， 导热性差，重载时需用水或油充分润滑，易膨胀， 轴承间隙宜取大些。 摩擦系数低，耐磨性好，无噪声。金属瓦上 覆以尼龙薄层，能受中等载荷。加入石墨、二硫 化钼等填料可提高其力学性能、刚性和耐磨性。 加入耐热成分的尼龙可提高工作温度。 有自润滑性及高的导磁性和导电性，耐蚀能 力强，常用于水泵和风动设备中的轴套。 橡胶能隔振、降低噪声、减小动载、补偿误 差。导热性差，需加强冷却，温度高易老化。常 用于有水、泥浆等的工业设备中。 具有成本低、含油量多、耐磨性好、强度高 等特点，应用很广。
滑动轴承原理(共33张PPT)
金属外表覆盖一层油膜后， 扇形瓦块一般是6-12块。
多数滑动轴承都是这种摩擦状态。
虽然不能绝对消除外表磨损，但 中速和中等载荷用锡锌铅青铜；
或者说是流体抵抗剪切变形的能力。
可以起着减轻磨损的作用。 §15-3 轴瓦及轴承衬材料
铅青铜主要用于高速和重的冲击与变载条件。
这种摩擦的摩擦系数，f0.1～0.3
2、 润滑脂 润滑脂是由润滑油和各种稠化剂〔如钙、钠、铝、
锂等金属皂〕混合稠化而成的。
作为根底油的大多数是矿物油，也有合成油。
稠化剂大多数是金属皂类，也有非金属皂类。
根据皂类的不同，有钙基、钠基、锂基和铝基润滑脂。
钠基脂不耐水而耐高温；钙 基脂耐水但不耐高温；锂基 脂既耐水又耐高温。
润滑脂的主要性能是：
第十五章 滑动轴承
概述
§15—1 摩擦状态
§15—2 滑动轴承的结构型式
§15—3 轴瓦及轴承衬材料
§15—4 润滑剂和润滑装置 §15—6 动压润滑的根本原理
一、轴承的功用：
概述
1、支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度 2、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损
二、轴承分类： 轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类。
滚动轴承是标准件，它具有一系列优点，在一般机器中得到 广泛应用。
对于高速、重载、高精度、结构上需要剖分的场合，需采用滑动 轴承，如汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机等。
在低速受冲击载荷作用的机器中，也采用滑动轴承，如水泥搅拌
机、滚筒清砂机、破碎机等。
轴承工作时会产生摩擦磨损，下面介绍有关这方面的知识。
1〕 针入度：用质量为150g的标准圆锥体在250C的 恒 温下，由脂外表经5秒钟后沉入脂内的深度。
2〕滴点：在规定的加热条件下，润滑脂从标准量杯的孔口 滴下第一滴时的温度。
多数滑动轴承都是这种摩擦状态。
虽然不能绝对消除外表磨损，但 中速和中等载荷用锡锌铅青铜；
或者说是流体抵抗剪切变形的能力。
可以起着减轻磨损的作用。 §15-3 轴瓦及轴承衬材料
铅青铜主要用于高速和重的冲击与变载条件。
这种摩擦的摩擦系数，f0.1～0.3
2、 润滑脂 润滑脂是由润滑油和各种稠化剂〔如钙、钠、铝、
锂等金属皂〕混合稠化而成的。
作为根底油的大多数是矿物油，也有合成油。
稠化剂大多数是金属皂类，也有非金属皂类。
根据皂类的不同，有钙基、钠基、锂基和铝基润滑脂。
钠基脂不耐水而耐高温；钙 基脂耐水但不耐高温；锂基 脂既耐水又耐高温。
润滑脂的主要性能是：
第十五章 滑动轴承
概述
§15—1 摩擦状态
§15—2 滑动轴承的结构型式
§15—3 轴瓦及轴承衬材料
§15—4 润滑剂和润滑装置 §15—6 动压润滑的根本原理
一、轴承的功用：
概述
1、支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度 2、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损
二、轴承分类： 轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类。
滚动轴承是标准件，它具有一系列优点，在一般机器中得到 广泛应用。
对于高速、重载、高精度、结构上需要剖分的场合，需采用滑动 轴承，如汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机等。
在低速受冲击载荷作用的机器中，也采用滑动轴承，如水泥搅拌
机、滚筒清砂机、破碎机等。
轴承工作时会产生摩擦磨损，下面介绍有关这方面的知识。
1〕 针入度：用质量为150g的标准圆锥体在250C的 恒 温下，由脂外表经5秒钟后沉入脂内的深度。
2〕滴点：在规定的加热条件下，润滑脂从标准量杯的孔口 滴下第一滴时的温度。