機(jī)械設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 機(jī)械設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì) 1. 1. 類型類型 按承載分按承載分 按摩擦狀態(tài)分按摩擦狀態(tài)分 向心滑動(dòng)軸承向心滑動(dòng)軸承 推力滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承 液體摩擦滑動(dòng)軸承液體摩擦滑動(dòng)軸承 非液體摩擦滑動(dòng)軸承非液體摩擦滑動(dòng)軸承 動(dòng)壓軸承動(dòng)壓軸承 靜壓軸承靜壓軸承 第1頁(yè)/共18頁(yè) 完全液體摩擦完全液體摩擦 邊界摩擦邊界摩擦 干摩擦干摩擦 潤(rùn)滑油膜將摩擦表面完全隔開，只存潤(rùn)滑油膜將摩擦表面完全隔開，只存 在液體分子間的摩擦在液體分子間的摩擦 潤(rùn)滑油膜部分地將摩擦表面隔開，部潤(rùn)滑油膜部分地將摩擦表面隔開，部 分摩擦表面仍可直接接觸分摩擦表面仍可直接接觸 摩擦表面間沒(méi)有任何物質(zhì)的摩擦摩

2、擦表面間沒(méi)有任何物質(zhì)的摩擦 008. 0001. 0f 邊界摩擦常與半液體摩擦、半干摩擦并邊界摩擦常與半液體摩擦、半干摩擦并 存，通稱非液體摩擦存，通稱非液體摩擦 1 . 001. 0f 第2頁(yè)/共18頁(yè) 向心軸承向心軸承 剖分式剖分式 整體式整體式 間隙可調(diào)式間隙可調(diào)式 自動(dòng)調(diào)心式自動(dòng)調(diào)心式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 安裝困難安裝困難 間隙不可調(diào)間隙不可調(diào) 結(jié)構(gòu)較繁結(jié)構(gòu)較繁 間隙可調(diào)間隙可調(diào) 廣泛采用廣泛采用 第3頁(yè)/共18頁(yè) 推力軸承推力軸承 實(shí)心式實(shí)心式空心式空心式單環(huán)式單環(huán)式多環(huán)式多環(huán)式中間比壓大中間比壓大 第4頁(yè)/共18頁(yè) 支承精度不高支承精度不高 支承精度特別高支承精度特別高 支承精度中等

3、支承精度中等 非液體摩擦滑動(dòng)軸承非液體摩擦滑動(dòng)軸承 液體摩擦滑動(dòng)軸承液體摩擦滑動(dòng)軸承 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 高速高速 重載重載 沖擊、振動(dòng)載荷沖擊、振動(dòng)載荷 低速低速 低低 載載 中等載荷中等載荷 受徑向尺寸限制受徑向尺寸限制 曲軸軸承曲軸軸承 非液體摩擦滑動(dòng)軸承非液體摩擦滑動(dòng)軸承 液體摩擦滑動(dòng)軸承液體摩擦滑動(dòng)軸承 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承零件少滑動(dòng)軸承零件少 油膜的緩沖和阻尼作油膜的緩沖和阻尼作 用用 滾動(dòng)軸承壽命大為降低滾動(dòng)軸承壽命大為降低 滾動(dòng)軸承造價(jià)高滾動(dòng)軸承造價(jià)高 特殊特殊 場(chǎng)合場(chǎng)合 精度精度 載荷載荷 第5頁(yè)/共18頁(yè) (1) (1) 基本要基本要 求求 耐磨性耐磨

4、性磨損少磨損少 減摩性減摩性摩擦系數(shù)摩擦系數(shù) 小小 其他要求：其他要求：抗膠合性抗膠合性跑合性跑合性耐腐蝕性耐腐蝕性強(qiáng)度強(qiáng)度 (2) (2) 常用材常用材 料料 鑄鐵鑄鐵輕載、低速的軸瓦材料輕載、低速的軸瓦材料 軸承合金軸承合金 ( (巴氏合金巴氏合金) ) 錫基錫基 鉛基鉛基 銻、銅鹼金屬硬粒銻、銅鹼金屬硬粒 錫基體或鉛基體錫基體或鉛基體 綜合性能好綜合性能好 機(jī)械強(qiáng)度較低機(jī)械強(qiáng)度較低 價(jià)昂價(jià)昂 軸承合金澆鑄在鋼或軸承合金澆鑄在鋼或 鑄鐵的軸瓦基體上鑄鐵的軸瓦基體上 銅合金銅合金 錫青銅錫青銅 中速、中載或重載中速、中載或重載 鋁青銅鋁青銅 低速重載低速重載 鉛青銅鉛青銅 高速重載高速重載

5、1. 1. 軸瓦的材料軸瓦的材料 第6頁(yè)/共18頁(yè) 粉末冶金粉末冶金鐵或銅粉末混入石墨壓制燒結(jié)而成鐵或銅粉末混入石墨壓制燒結(jié)而成 多孔性存油多孔性存油 用于載荷平穩(wěn)、低速和加油不便場(chǎng)合用于載荷平穩(wěn)、低速和加油不便場(chǎng)合 非金屬材料非金屬材料塑料、橡膠、尼龍等塑料、橡膠、尼龍等 摩擦系數(shù)小、耐磨、耐腐蝕、承載低、摩擦系數(shù)小、耐磨、耐腐蝕、承載低、 熱變形大熱變形大 2. 2. 軸瓦的結(jié)軸瓦的結(jié) 構(gòu)構(gòu) (1) (1) 軸瓦的結(jié)構(gòu)要素軸瓦的結(jié)構(gòu)要素 油孔油孔油溝油溝 壁厚壁厚定位唇定位唇 油室油室 定位唇：防止軸瓦在軸承中移動(dòng)定位唇：防止軸瓦在軸承中移動(dòng) 壁厚壁厚 油孔和油溝：將油引入軸承油孔和油溝：

6、將油引入軸承 油室：存油油室：存油 (2) (2) 結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式 整體式整體式 剖分式剖分式 第7頁(yè)/共18頁(yè) 1. 1. 潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油 (1) (1) 粘度粘度流體抵抗變形的能力稱為粘度，以流體內(nèi)摩擦阻力表示流體抵抗變形的能力稱為粘度，以流體內(nèi)摩擦阻力表示 平行板間油的層流流動(dòng)平行板間油的層流流動(dòng) 貼近靜止扳的油層速度貼近靜止扳的油層速度0u 各油層以不同速度各油層以不同速度移動(dòng)移動(dòng) u dy du 貼近移動(dòng)扳的油層速度貼近移動(dòng)扳的油層速度 vu dy du 油層間剪應(yīng)力油層間剪應(yīng)力與油層速度梯度與油層速度梯度成正比成正比 ( ( 粘性流體粘性定律粘性流體粘性定律) ) 比例常數(shù)，即動(dòng)力

7、粘度比例常數(shù)，即動(dòng)力粘度 u vu x y x h 0 第8頁(yè)/共18頁(yè) 溫度溫度 壓力壓力粘度粘度 粘度粘度 (2) (2) 常用潤(rùn)滑油常用潤(rùn)滑油 潤(rùn)滑油牌號(hào)潤(rùn)滑油牌號(hào) 一般為一般為40 40 C C 時(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度 的平均值的平均值 查得運(yùn)動(dòng)粘度查得運(yùn)動(dòng)粘度 再用公式再用公式 轉(zhuǎn)換為動(dòng)力粘度轉(zhuǎn)換為動(dòng)力粘度 (3) (3) 潤(rùn)滑油的選擇潤(rùn)滑油的選擇 外載大外載大 難形成油膜難形成油膜 選粘度高的油選粘度高的油 速度高速度高 摩擦大摩擦大 選粘度低的油選粘度低的油 溫度高溫度高 油變稀油變稀 選粘度高的油選粘度高的油 比壓大比壓大 油易擠出油易擠出 選粘度高的油選粘度高的油 ( ( 用于

8、流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算用于流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算 ) ) ( (潤(rùn)滑油的粘度潤(rùn)滑油的粘度) ) 動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度 運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度 第9頁(yè)/共18頁(yè) 2. 2. 潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑脂 鈣基鈣基抗水性好、耐熱性差、價(jià)廉抗水性好、耐熱性差、價(jià)廉 鈉基鈉基抗水性差、耐熱性好、防腐性較好抗水性差、耐熱性好、防腐性較好 鋰基鋰基抗水性和耐熱性好抗水性和耐熱性好 鋁基鋁基抗水性好、有防銹作用、耐熱性差抗水性好、有防銹作用、耐熱性差 主要指標(biāo)主要指標(biāo) 針入性：表征潤(rùn)滑脂稀稠針入性：表征潤(rùn)滑脂稀稠 潤(rùn)滑脂越稠潤(rùn)滑脂越稠 滴點(diǎn)：潤(rùn)滑脂受熱后開始滴落的溫度，表征耐高溫的能力滴點(diǎn)：潤(rùn)滑脂受熱后開始滴落的溫度，表征耐高溫的能力 潤(rùn)滑脂工作溫

9、度一般應(yīng)低于滴點(diǎn)潤(rùn)滑脂工作溫度一般應(yīng)低于滴點(diǎn)20 20 30 30 C C 針入性針入性 承載承載 摩擦阻力摩擦阻力 第10頁(yè)/共18頁(yè) 1. 1. 失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式失效形式 磨損磨損防止過(guò)度磨損防止過(guò)度磨損 發(fā)熱引起膠合發(fā)熱引起膠合防止膠合防止膠合 ppvv pvpv pv f dl fFv 單位面積摩擦功率單位面積摩擦功率 p 比壓比壓小、油難擠出、潤(rùn)滑好小、油難擠出、潤(rùn)滑好 v 速度速度大、磨損大大、磨損大 第11頁(yè)/共18頁(yè) 壓強(qiáng)壓強(qiáng) dl F p r 向心軸承向心軸承 kddz F p a )( 4 2 2 2 1 推力軸承推力軸承 速度

10、速度 100060 dn v 向心軸承向心軸承 100060 ) 2 ( 21 n dd vm 推力軸承推力軸承 油溝引起接觸油溝引起接觸 面積減小系數(shù)面積減小系數(shù) 第12頁(yè)/共18頁(yè) (1) (1) 選擇軸承結(jié)構(gòu)型式及材料選擇軸承結(jié)構(gòu)型式及材料 (2) (2) 初定軸承基本型式和參數(shù)初定軸承基本型式和參數(shù) 選擇寬徑比選擇寬徑比5 . 15 . 0 d l d l承載承載 散熱性散熱性油溫油溫 (3) (3) 校核計(jì)算校核計(jì)算 (4) (4) 選擇軸承的配合選擇軸承的配合 (5) (5) 選擇潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置選擇潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置 第13頁(yè)/共18頁(yè) 動(dòng)壓油膜形成機(jī)理動(dòng)壓油膜形成機(jī)理 軸頸和軸瓦

11、同心時(shí)軸頸和軸瓦同心時(shí)兩平行板的摩擦狀況兩平行板的摩擦狀況 軸頸和軸瓦偏心時(shí)軸頸和軸瓦偏心時(shí)兩傾斜板的摩擦狀況兩傾斜板的摩擦狀況 第14頁(yè)/共18頁(yè) 3 0 6 h hh v dx dp 一維雷諾方程一維雷諾方程 第15頁(yè)/共18頁(yè) 討論之一：討論之一：液體摩擦形成的條件液體摩擦形成的條件 由由 3 0 6 h hh v dx dp (1) (1) 兩工作表面必須形成收斂的楔形間隙兩工作表面必須形成收斂的楔形間隙 (2) (2) 兩工作表面必須有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩工作表面必須有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 且且 v v 方向是從大口道小口方向是從大口道小口 (3) (3) 間隙中必須連續(xù)充滿具有一定粘度的潤(rùn)滑油間隙中必須連續(xù)充滿具有一定粘度的潤(rùn)滑油 0 hh若若0 dx dp 則則 無(wú)粘度無(wú)粘度各油層無(wú)速度各油層無(wú)速度兩板間油無(wú)流動(dòng)兩板間油無(wú)流動(dòng) 不能形成油膜壓力不能形成油膜壓力 第16頁(yè)/共18頁(yè) 討論之二：討論之二：向心滑動(dòng)軸承動(dòng)壓油膜形成過(guò)程向心滑動(dòng)軸承動(dòng)壓油膜形成過(guò)程 (1) (1) 停車停車(2) (2) 啟動(dòng)啟動(dòng) 0n0n 金屬直接金屬直接 接觸接觸 摩擦力使摩擦力使 軸頸右移軸頸