机械设计02转动副与滑动轴承

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第2讲,转动副与滑动轴承,2 讲滑动轴承,一、转动付的基本功能与结构要求,1、转动付：,最常见的构成转动付的元件是轴承,2、轴承的功用,：,支承轴及轴上的零件，从而减少机件的磨损，提高机械效率,3、轴承的类型,：,分为,滑动摩擦轴承,和,滚动摩擦轴承,两大类,两个构件间只能作相对旋转运动的运动副称为转动付或回转付，又称铰链。,滚动摩擦轴承,二、滑动轴承,（一）滑动轴承的特点：,工作平稳、可靠、噪声小、若润滑良好，摩擦小，磨损少,。,（二）滑动轴承的应用,：,转速高的轴承；载荷大的轴承；要求精密的轴承装配工艺;特殊的地方；要求径向尺寸小的地方,（三）滑动轴承的类型,1、根据承受载荷的方向分为,:,径向轴承（,向心轴承,）,径向轴承的,受力Fr,与轴的中心线垂直,止推轴承（推力轴承）,止推轴承受力Fa与,轴的中心线平行,F,r,F,a,2、根据润滑膜的形成原理不同分为：,动压润滑轴承,利用相对运动副表面的相对运动和几何形状，借助流体粘性，把润滑剂带进摩擦面之间，依靠自然建立的流体压力膜，将运动副表面分开的润滑方法为流体动力润滑。,静压润滑轴承,在滑动轴承与轴颈表面之间输入高压润滑剂以承受外载荷，使运动副表面分离的润滑方法成为流体静压润滑。,在滑动轴承与轴颈表面之间输入高压润滑剂以承受外载荷，使运动副表面分离的润滑方法成为流体静压润滑。,3、根据结构型式不同可分为：,根据结构型式不同可分为：,根据结构型式不同可分为：,根据结构型式不同可分为：,整体式轴承,剖分式轴承,水平剖分，也称正剖分,也有斜剖分的,自动调心式轴承,特点：,结构简单、成本低,轴套磨损后，间隙无法调整,装拆不便（只能从轴端装拆）,适于低速、轻载或间隙工作的机器。,结构：,由轴承座、整体轴套、油孔等组成,（四）滑动轴承的结构形式,：,1、向心滑动轴承,（1）整体式向心滑动轴承,（2）剖分式向心滑动轴承,结构：,由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦、螺栓、油孔等组成,特点：,拆卸方便,间隙可调整,应用最为广泛,（3）自动调心式向心滑动轴承,（4）调隙式径向滑动轴承,结构特点：,轴瓦3的外表面做凸形球面，与轴承盖及轴承座上的凹形球面相配合。当轴变形时，轴瓦可以自动调整位置，从而保证轴颈与轴瓦为面接触。,2、止推滑动轴承,轴承座,径向轴瓦,止推轴瓦,工作中，主要由止推轴瓦及底座承受其轴向载荷，借助径向轴瓦也可承受部分径向荷。,F,a,（1）实心式,支撑面上压强分布极不均匀，中心处压强最大，线速度为0，对润滑很不利，导致支撑面磨损极不均匀，使用较少。,（2）空心式,支撑面上压强分布较均匀，润滑条件有所改善。,（3）单环式,利用轴环的端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用于低速轻载场合。,（4）多环式,特点同单环型，可承受较单环更大的载荷，也可承受双向轴向载荷,（五）滑动轴承的材料及轴瓦结构,1、滑动轴承的材料,轴承盖及轴承座的材料：,轴瓦材料：,轴瓦材料应具有足够的强度、良好的塑性、耐磨性、抗胶合性、耐腐蚀性、散热性和工艺性,一般：灰铸铁（HT150）,载荷较大或有冲击载荷时：铸钢,轴瓦分为剖分式和整体式结构。为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在其内径面上浇铸一层或两层减摩材料，通常称为轴承衬，所以轴瓦又有双金属轴瓦和三金属轴瓦,（3）粉末冶金材料：,用于加油不便，低速、无冲击场合,（5）非金属材料,（1）铜合金,（2）轴承合金,锡青铜：强度高、减磨性和耐磨性好，应用广泛；,铅青铜：抗胶合能力强，强度高，但顺应性差；,黄铜：强度高，常用于低速轴承,锡、铅、锑、铜的合金等，又称巴氏合金,（4）减摩铸铁或灰铸铁：,用于不重要、低速、轻载,塑料、橡胶、石墨、尼龙,其耐磨性好、塑性高、跑合性能好、导热性好和抗胶合性好及与油的吸附性好，故适用于重载、高速情况下，轴承合金的强度较小，价格较贵。,2、轴瓦结构,（1）轴瓦的形式与结构,剖分式轴瓦,（2）油孔、油槽和油室,整体式轴瓦,油孔、油槽开设原则,：,a、润滑油应从油膜压力最小处输入轴承,b、油槽（沟）开在非承载区，否则会降低油膜的承载能力,c、油槽轴向不能开通，以免油从油槽端部大量流失,d、水平安装轴承油槽开半周，不要延伸到承载区，全周油槽应开在靠近轴承端部处。,（六）滑动轴承的润滑,选学,（七）非全液体润滑滑动轴承的计算,（六）滑动轴承的润滑,1、润滑剂的选择,工作载荷、相对滑动速度、工作温度和特殊工作环境,（1）润滑油,压力大、温度高、载荷冲击变动大,滑动速度大,粗糙或未经跑合的表面,粘度大的润滑油,粘度较低的润滑油,粘度较高的润滑油,（2）润滑脂,（3）固体润滑剂,矿物油加稠化剂（如钙、钠、锂、铝等金属皂）,后制成的胶状润滑剂,钙基润滑脂：,耐水性好，不耐热,钠基润滑脂：,耐热性好，耐水性差,锂基润滑脂：,性能优良，耐热性、耐水性、耐,寒性好,常用的有,石墨、,硫化钼,。以其粉剂直接放入润滑部位，或将粉加入润滑油或润滑脂中。,高温、重载轴承，添加二硫化钼，能获得良好的润滑效果。,2、润滑方法,（1）油润滑,连续供油:,间歇供油:,油壶或油枪,滴油润滑,绳芯润滑,油环润滑,浸油润滑,飞溅润滑,压力循环润滑,（2）脂润滑,旋盖式油脂杯、黄油枪,例如,3、润滑方式的选择,根据轴承的平均载荷系数,k,来选择,k,pv,3,式中,p,轴承的平均压强,（,Mpa,）,v,轴颈的圆周速度,（,m/s,）,当：,k,2 时，用润滑脂，油怀润滑；,2,k,16,时,，用针阀式油怀润滑；,16,k,32,时,，用油环或飞溅润滑；,k,32,时,，用压力循环润滑。,（22）,（七）非全液体润滑滑动轴承的计算,设计依据：维持边界油膜不受破坏,1、径向滑动轴承,1）确定轴承的结构形式,2）确定轴承的宽度B,B/d小：端泄Q,1,；摩擦功耗和温升；承载能力,高速重载轴承，B/d 应取小值,低速重载轴承，B/d 应取大值,B/d大：承载能力；端泄Q,1,；摩擦功耗和温升,通常取 B/d,0.51.5,。若必须要求B/d,1.51.75,应改善润滑条件，并采用自动调心轴承,轴承结构形式：工作条件、使用要求确定,轴瓦材料：教材表22确定,3）验算轴承的工作能力,目的：避免在载荷作用下润滑油被完全挤出,（1）限制轴承的平均压强,p,r,式中,F,r,轴承的轴向载荷（,N,）,d,轴颈的直径（,mm,）,B,轴承的有效宽度（,mm,）,p,许用压强（,Mpa,），教材表2-2,（23）,（2）限制轴承的,pv,值,目的：限制,pv,是控制轴承温升，避免边界膜的破裂,式中,n,轴的转速（,r/min,）,pv pv,的许用值（,Mpam/s,）,表2-2(P23),（3）限制滑动速度v,目的：当,p,较小时，避免由于v过高而引起轴瓦加速磨损,式中,v,许用滑动速度（,m/s,）,表2-2,（24）,（25）,（4）选择轴承的配合（相对间隙）,目的：保证一定的配合间隙及旋转精度,大 Q,b,大 温升小 但承载能力和运转精度低,小 易形成流体膜 承载能力和运转精度,一般机器中常用配合精度见书本，,参照教材表,24(P28)选择,2、推力滑动轴承,设计计算步骤与向心滑动轴承相同,其主要校核如下：,（1）限制轴承的平均压强,p,（26）,d,1,d,2,n,F,a,K,考虑油槽使支承面积减小的系数，一般取K0.9,0.95,（2）限制轴承的,pv,值,（27）,p,和,pv,查教材P29页表25,V,m,_,轴环的平均速度,(m/s),d,m,_,油环的平均直径,总 结,（本节重点及补充内容）,作 业,