机械设计第12章_滑动轴承
《机械基础》第十二章轴承教案
《机械基础》教案课题第十二章轴承课型理论课课时2授课班级授课时间授课教师教材分析本节课的内容是关于《机械基础》中的第十二章。
要求学生理解机械基础的功用、结构，课标要求是掌握机械基础的作用。
选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《机械基础》（第七版），学习内容是机械基础的内容和各项方法。
学情分析知识储备：对机械有着初步的了解。
能力水平：熟悉机械基础的发展史。
学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。
学习目标知识目标：理解滚动轴承的基本知识。
能力目标：能够掌握滑动轴承的基本内容。
素质目标：1.认识到机械的重要性。
2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。
学习重难点教学重点：1. 滚动轴承的基本知识。
2.滑动轴承的基本内容。
教学方法讲授法、讨论法、演示法、实物教学法课前准备教师准备：教学课件学生准备：课前预习教学媒体多媒体教室、多媒体课件教学过程教学环节教师活动设计学生活动设计设计意图活动一：创设情境生成问题1.情境导入让学生阅读教材导入情景，引导学生思考：轴承基本知识。
2.展示学习目标认识到轴承的重要性。
掌握轴承基本知识的具体内容。
1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。
2.查看并记住本节任务的学习目标。
1.通过情景问话，引出本课主题。
同时激发学习兴趣。
2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。
活动二：调动思维探究新知一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。
二.1.新课讲解:借助PPT讲授机械基础基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图，对轴承基本知识有一个初步的了解。
轴承支承转动的轴及轴上零件，以保证轴的旋转精度，减少轴与轴座之间的摩擦和磨损滚动轴承滑动轴承12—1 滚动轴承一、滚动轴承的结构和类型1．滚动轴承的结构学习机械基础基本知识的总体认知(1)听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。
濮良贵《机械设计》(第9版)章节题库-第12章 滑动轴承【圣才出品】
第12章 滑动轴承一、选择题1．某部分式向心滑动轴承，在混合摩擦状态下工作，设轴颈d ＝100mm ，轴转速n ＝10r/min ，轴瓦材料的[p]＝150MPa ，[v]＝4m/s ，[pv]＝12MPa·m/s ，B/d ＝1.2，则此轴承能承受的最大径向载荷为（ ）。
A ．1800kNB ．2880kNC ．3000kND ．3880kN【答案】A【解析】根据滑动轴承的设计准则，v≤[v]，p ＝F/（dB ）≤[p]，pv≤[pv]，可知v ＝πdn/60＝π×100×10-3×10/60m/s ＝0.052m/s ＜[v]＝4m/s ，满足要求。
F≤dB[p]＝100×1.2×100×150N ＝1800N36[] 1.2100101210N 2750kN 10ππ60B pv F n -⨯⨯⨯⨯≤==⨯所以，F≤1800kN。
2．设计动压式液体摩擦滑动轴承时，如其他条件不变，当相对间隙φ＝Δ/d 减小时，承载能力将（ ）。
A ．变大B ．变小C．不变D．不确定【答案】A【解析】根据公式F＝ηωdBC p/φ2可知，轴承的承载能力与φ2成反比。
因此，φ减小时，F将增大。
3．在非液体摩擦滑动轴承设计中，限制pv值的主要目的是（ ）。
A．防止轴承过度磨损B．防止轴承因发热而产生塑性变形C．防止轴承因过度发热而产生胶合D．防止轴承因过度发热而产生裂纹【答案】C【解析】轴承的发热量与其单位面积上的摩擦功耗fpv成正比（f是摩擦系数），限制pv值就是限制轴承的温升。
防止轴承过热产生胶合失效。
4．在加工精度不变时，增大（ ）不是提高动压润滑滑动轴承承载能力的正确设计方法？A．轴径B．偏心率C．轴承宽度D．润滑油粘度【答案】A【解析】影响动压润滑滑动轴承承载能力的主要参数有宽径比B/d、相对间隙Ψ以及润滑油粘度的影响，同时在其他条件不变的情况下，h min愈小则偏心率ε愈大，轴承的承载能力就愈大。
河南理工大学机械设计基础第12章 滑动轴承
第7节 其他形式滑动轴承简介
39
休 息 一 会 儿
2011年6月
……
40
[v]—材料的许用滑动速度 ４．选择配合 一般可选H9/d9或H8/f7、H7/f6
31
第6节 液体动压润滑径向滑动轴承的设计计算
液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算1
一、流体动力润滑基本方程的建立 对流体平衡方程（Navier－Stokes方程）作如下假设，以便得到简 化形式的流体动力平衡方程。这些假设条件是 ：
2
第1节 概述
工作时轴承和轴颈的支撑面间形成直接或间接活动摩擦的 轴承，称为滑动轴承。
滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在 以下场合，则主要使用滑动轴承：
１．工作转速很高，如汽轮发电机。
２．要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。
３．承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。 ４．特重型的载荷，如水轮发电机。 ５．根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。 ６．在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。
◆ ◆
◆ ◆
流体为牛顿流体，即 (
u ) y
。
流体的流动是层流，即层与层之间没有物质和能量的交换；
忽略压力对流体粘度的影响，实际上粘度随压力的增高而增加；
略去惯性力及重力的影响，故所研究的单元体为静平衡状态或匀速直 线 运动，且只有表面力作用于单元体上；
◆ ◆
流体不可压缩，故流体中没有“洞”可以“吸收”流质；
四.润滑装置及润滑方法 常用的润滑方法有：
油润滑
1）间歇式供油
旋套式注油油杯
压配式压注油杯
26
第4节 滑动轴承的润滑剂和润滑方法
2）连续式供油
3）飞溅润滑
第12章%20%20滑动轴承复习题
第12章滑动轴承复习题一、选择题10-1．滑动轴承材料应有良好的嵌藏性是指________。
A．摩擦系数小B．顺应对中误差C．容纳硬污粒以防磨粒磨损D．易于跑合10-2．下列各材料中，可作为滑动轴承衬使用的是________。
A．ZchSnSb8-4 B. 38SiMnMoC．GCr15 D. HT20010-3．在非液体摩擦滑动轴承设计中，限制p值的主要目的是________。
A．防止轴承因过度发热而胶合B．防止轴承过度磨损C．防止轴承因发热而产生塑性变形D．防止轴承因发热而卡死10-4．在非液体摩擦滑动轴承设计中，限制pv值的主要目的是________。
A．防止轴承因过度发热而胶合B．防止轴承过度磨损C．防止轴承因发热而产生塑性变形D．防止轴承因发热而卡死10-5．润滑油的主要性能指标是________。
A．粘性B．油性C．压缩性D．刚度10-6．向心滑动轴承的偏心距e随着________而减小。
A．转速n增大或载荷F的增大B．n的减小或F的减小C．n的减小或F的增大D．n增大或F减小10-7．设计动压向心滑动轴承时，若通过热平衡计算发现轴承温升过高，在下列改进设计的措施中有效的是________。
A．增大轴承的宽径比B/d B．减少供油量C．增大相对间隙D．换用粘度较高的油10-8．动压向心滑动轴承，若其它条件均保持不变而将载荷不断增大，则________。
A．偏心距e增大B．偏心距e减小C．偏心距e保持不变D．增大或减小取决于转速高低10-9．设计动压向心滑动轴承时，若宽径比B/d取得较大，则________。
A．轴承端泄量大，承载能力高，温升高B．轴承端泄量大，承载能力高，温升低C．轴承端泄量小，承载能力高，温升低D．轴承端泄量小，承载能力高，温升高10-10．一流体动压滑动轴承，若其它条件都不变，只增大转速n，其承载能力________。
A．增大B．减小C．不变D．不会增大10-11．设计流体动压润滑轴承时，如其它条件不变，增大润滑油粘度，温升将________。
滑动轴承教材教案
第12章滑动轴承轴承是机器仪器和器械中的重要支承零件，其主要作用是支承转动（或摆动）的运动部件(转轴，心轴等)，保证轴和轴上传动件的回转精度，减少摩擦和磨损，并承受载荷。
轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
仅在滑动摩擦下运转的轴承称为滑动轴承。
滚动轴承的摩擦阻力较小，机械效率较高，润滑和维护方便，并且已经标准化，在机械中应用广泛，但它的径向尺寸、振动和噪声较大。
滑动轴承除了在简单和成本要求低的场合使用外，主要用于滚动轴承难以满足支承要求的场合——高速度、高精度、大冲击、长寿命，例如发电机组、内燃机组、陀螺仪、高速高精度机床和航空航天设备等。
如图12-1所示。
图12-1 广东玉柴发动机组本章知识要点(1)了解滑动轴承的润滑与摩擦状态。
(2)熟悉滑动轴承的主要结构型式、轴瓦及轴承材料。
(3)了解润滑剂和润滑装置。
兴趣实践拆装整体式、剖分式滑动轴承，掌握其结构上的异同和特殊性，注意滑动轴承的运动及润滑情况。
探索思考针对不同的工作情况，怎样选择合适类型的滑动轴承？预习准备请预先复习以前学过的滚动轴承的相关知识，了解滚动轴承与滑动轴承在结构和使用场合的异同点。
12.1认识滑动轴承在工业生产中，虽然滚动轴承被广泛采用，但在许多的情况下必须采用滑动轴承。
这是因为滑动轴承具有滚动轴承所不能代替的特点。
其具体优点有：滑动轴承具有工作平稳、可靠，结构简单、尺寸小、精度高，振动小、噪声比滚动轴承低，可以承受重载等优点，在保证液体润滑而非干摩擦的条件下，可以长期在设计转速下运行，所以滑动轴承在工程机械上得到了广泛的应用。
12.1.1 滑动轴承的分类滑动轴承的分类方法很多，但依据其载荷和结构形式分类的方式较为多用。
按所承受载荷的方向可以分为：承受径向载荷的径向滑动轴承（图12-2），承受轴向载荷的止推轴承（图12-3）和承受径向、轴向联合载荷的径向止推滑动轴承。
图12-2 径向滑动轴承图12-3 止推轴承按滑动轴承是否可以剖分又可以分为整体式（图12-4（a））和剖分式（图12-4（b））。
第十二章滑动轴承
二、摩擦状态 1.干摩擦 固体表面直接接触，因而 →功耗↑ 磨损↑ 不许出现干摩擦！ 2.边界摩擦 运动副表面有一层厚度<1 μ m 的薄油膜， 不足以将两金属表面分开，其表面微观高峰 部分仍将相互搓削。
vv
温度↑ →烧毁轴瓦
v
比干摩擦的磨损轻， f ≈ 0.1~0.3 3.液体摩擦 有一层压力油膜将两金属表面隔开，彼此不 直接接触。 摩擦和磨损极轻， f ≈ 0.001~0.01
v
在一般机器中，处于以上情况的混合状态。 边界摩擦
f
混合摩擦 液体摩擦
o
摩擦特性曲线
η n/p
称无量纲参数η n/p 为轴承特性数η -动力粘度， p-压强， n-每秒转数。
三、磨损 典型的磨损过程 1、磨合磨损过程 在一定载荷作用下形成一 个稳定的表面粗糙度，且在以 后过程中，此粗糙度不会继续 改变，所占时间比率较小。
二、轴瓦的结构
厚壁轴瓦 卷制轴套 薄壁轴瓦 轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布 在整个轴径上。 进油孔 油沟 F
整体轴套
油沟形式
d
宽径比 B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比， 是重要参数。 液体润滑摩擦的滑动轴承: 非液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.5~1 B/d=0.8~1.5
常采用自动调心式轴承，一般 B/d=0.5~1.5。
2、止推（推力）滑动轴承 作用：用来承受轴向载荷 结构特点：由轴承座和止推轴颈组成
a)实心式
b)空心式
c)单环式
d)多环式
§12-2
滑动轴承的失效形式、轴（轴承衬）瓦材料、结构 和轴承润滑
一、失效形式： 1、磨粒磨损 2、刮伤 3、胶合 4、疲劳剥落 5、腐蚀
第12章滑动轴承PPT课件
邓 召
错动。
义
轴承盖上部开有螺纹孔，用以安装油杯。
轴瓦也是剖分式的，通常由下轴瓦承受载荷。
为了节省贵重金属或其它需要，常在轴瓦内 表面上浇注一层轴承衬。
在轴瓦内壁非承载区开设油槽，润滑油通过 油孔和油槽流进轴承间隙。
轴承剖分面最好与载荷方向近似垂直，多数 * 轴承的剖分面是第12水章滑平动轴承的(也有做成6倾斜的)。
用的结构形式有空心式，单环式和多环式， 下
其结构及尺寸见下图。通常不用实心式轴径，
邓 召
因其端面上的压力分布极不均匀，靠近中心 义
处的压力很高，对润滑极为不利。
空心式轴径接触面上压力分布较均匀，润滑条 件较实心式有所改善。
单环式是利用轴颈的环形端面止推，而且可以 利用纵向油槽输入润滑油，结构简单，润滑方 便，广泛用于低速，轻载的场合。
学习目标
滑动轴承的特点和应用场合；对滑动轴承的典型结 构、轴瓦材料及其选用原则有一较全面的认识；掌 握不完全液体润滑滑动轴承和液体动力润滑径向滑 动轴承的设计原理及设计方法 。
*
第12章滑动轴承
1
§12-1 概述
机
根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为滑动轴承和滚动轴
械 设
承两大类。
计
滚动轴承由于摩擦系数低，起动阻力小，且已标准化，对设计、下
另外，只能从轴颈端部装拆，对于重型机器的 轴或具有中间轴颈的轴，装拆很不方便，甚至 无法实现
所以这种轴承多用在低速、轻载或间歇性工作的 机器中。
*
第12章滑动轴承
5
(二)对开式径向滑动轴承
机 械
设
对开式滑动轴承由轴承座、轴承盖、剖分式 计
轴瓦和双头螺柱等组成。
下
第十二章_滑动轴承
与轴的中心线垂直。 （2）推力滑动轴承：只能承受轴向载荷，轴承上的反作用力
与轴中心线方向一致。 （3）径向止推滑动轴承，又称复合滑动轴承，同时动压润滑轴承、静压润滑轴承、动静压润滑轴承、非流体润 滑轴承、自润滑轴承、磁悬浮润滑轴承和电磁悬浮润滑轴承 等。 3.按轴承所使用的润滑剂分 液体润滑轴承、气体润滑轴承、脂润滑轴承和固体润滑轴承 等。
（4）固体润滑剂： 固体润滑剂主要有石墨、二硫化钼、动物蜡u、聚四氟乙烯、 聚氯氟乙烯、尼龙和某些软金属（如铅、锡、铟等）。固体润 滑剂常用于自润滑轴承。
3、润滑剂的性能指标 （1）润滑油的性能指标：粘度、内油性、闪点、凝点、酸值、 残碳量等。
四、润滑方式及润滑装置 滑动轴承润滑的供油方式分为间歇式相连续式。 1、手工润滑 间歇式是利用油壶或油枪通过轴承座上的油孔由人工定时
（1）整体式结构 轴承座通常采用铸铁铸造而成， 轴承套采用减摩性好的材料制成。 优点：构造简单，价格较低，常 用于低速、载荷不大的间歇工作 的机器上。 缺点：
1）当滑动表面磨损而间隙过大时，无法调整轴承间隙； 2）轴颈只能从端部装入，对于粗重的轴或具有中轴颈的轴安 装不便。
（2）剖分式结构轴承
剖分式轴承由轴承座、轴承盖、剖 分轴瓦、轴承盖螺柱等组成
3、油环润滑 如图14—19所示，将一油环套在轴颈上，油环下部浸在
油中，当轴颈旋转时，靠摩擦力带动油环旋转，从而把油 带入轴承进行润滑。
4、压力循环润滑
这是利用油泵将润滑油经输油管送入轴承的高效润滑方式， 供油充分、散热性好，压力及供油量均可调节。但结构复杂、 费用高。因而多用于高速、重载轴承的润滑。
二、滑动轴承材料滑动轴承的失效形式：轴承的摩擦表面的磨 损、胶合与疲劳破坏，以及用双层金属或三层金属制作的轴瓦 的轴承衬的脱落。
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例12.3 某对开式径向滑动轴承，已知径向载荷F=35 000N,轴颈直径d=100mm ，轴承宽度 B=100mm ，轴颈转速n=1000r/min 。
选用L —AN32全损耗用油，设平均温度t m =50℃轴承的相对间隙ψ=0.001，轴颈、轴瓦表面粗糙度分别为R z1=1.6μm ，R z2=3.2μm ，试校核此轴承能否实现液体动压润滑。
(注：本例题中所用到的表见题后附录)
解：按50℃查L —AN32的运动粘度，查得v 50=22cst ，换算出L —AN32 50℃时的动力粘度
s Pa v ⋅=⨯⨯=⨯=--0198.0102290010665050ρη
轴颈转速 s rad n /7.1046010002602=⨯==ππω 承受最大载荷时，考虑到表面几何形状误差和轴颈挠曲变形，选安全系数为2。
根据最小油膜厚度公式 )1()1(min χψχδδ-=-=-=r e h 和
任意位置的油膜厚度公式 )cos x 1()cos x 1(φψr φδh +=+=
得
)()1(21z z R R S r +=-χψ 所以
808.005.00048
.021)
(121=⨯-=+-=ψχr R R S z z
由B/d=1及χ=0.808查教材表12-7得有限宽轴承的承载量系数
C p =3.372
因为 N 00035N 00070001
.0/372.31.01.07.1040198.0/22max >=⨯⨯⨯⨯=
=ψdBC ηωF P
所以，可以实现液体动力润滑。
例12.4 有一不完全液体径向滑动轴承，轴颈直径d=60mm ，轴承宽度B=60mm ，轴瓦材料 为ZQA19—4，试求：
（1）当载荷F=36 000N ，转速n=150r/min 时，校核轴承是否满足非液体润滑轴承的使 用条件；
（2）当载荷F=36 000N 时，轴的允许转速n ；
（3）当轴的转速n=900r/min 时的允许载荷F r ；
（4）轴的允许最大转速n max 。
解：由机械设计手册查得轴瓦材料ZQA19—4的许用值为[p]=15MPa ，[v]=4m/s ，
[pv]=12MPa ·m/s 。
（1）校核轴承的使用条件。
已知载荷Fr=36 000N ，轴的转速n=150r/min ，则 15MPa ][MPa 10606036000
=<=⨯==p Bd F
p
4m/s [v]s /0.471m 1000601506014.3100060=<=⨯⨯⨯=⨯=dn v π s /m MPa 12][s /m MPa 7.4471.010⋅=<⋅=⨯=pv pv 由此可知，满足使用条件。
（2）求F=36 000N 时轴的允许转速n 。
由 ][1000
60pv dn
Bd F pv ≤⨯⋅=π 得 m i n /r 2.3823600014.31260100060][100060=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯≤F pv B n π
（3）求n=900r/min 时轴的允许载荷F 。
同样由 ][1000
60pv dn
Bd F pv ≤⨯⋅=π 得 N 6.1528690014.31260100060][100060=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≤n pv B F π （4）求轴的允许最大转速n max 。
由
s /m 4]v [1000
60=≤⨯=dn v π 得 m i n /r 9.12736014.34100060][100060max
=⨯⨯⨯=⨯⨯=d v n π
附录：。