第9章 滑動(dòng)軸承工作能力設(shè)計(jì)

1、第第9章章 滑動(dòng)軸承工作能力設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承工作能力設(shè)計(jì)9.1 概述概述9.2 軸承材料軸承材料9.3 混合潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)計(jì)混合潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)計(jì)9.4 流體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)計(jì)流體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)計(jì)象滾動(dòng)軸承一樣，滑動(dòng)軸承也是支承軸的部件。象滾動(dòng)軸承一樣，滑動(dòng)軸承也是支承軸的部件。 主要的結(jié)構(gòu)型式為主要的結(jié)構(gòu)型式為整體式整體式對(duì)開式（剖分式）對(duì)開式（剖分式）整體式徑向滑動(dòng)軸承整體式徑向滑動(dòng)軸承螺紋孔螺紋孔軸承座軸承座軸套軸套缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1）磨損后，間隙過(guò)大無(wú)法調(diào)整；磨損后，間隙過(guò)大無(wú)法調(diào)整； 2）裝拆不便（只能從端部裝拆）裝拆不便（只能從端部裝拆）適用場(chǎng)所：適用場(chǎng)

2、所：多用于低速、輕載或間歇性工作場(chǎng)所（非液體潤(rùn)滑）多用于低速、輕載或間歇性工作場(chǎng)所（非液體潤(rùn)滑）9.1 概述概述對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承便于對(duì)中和和防止橫向錯(cuò)動(dòng)便于對(duì)中和和防止橫向錯(cuò)動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1 )裝拆方便裝拆方便 2 )軸瓦磨損后可用減少剖分面處的軸瓦磨損后可用減少剖分面處的 墊片厚度來(lái)調(diào)整軸承間隙墊片厚度來(lái)調(diào)整軸承間隙FF對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承軸承座軸承座剖分軸瓦剖分軸瓦聯(lián)接螺栓聯(lián)接螺栓螺紋孔螺紋孔剖分面剖分面軸承蓋軸承蓋對(duì)開式調(diào)心軸承對(duì)開式調(diào)心軸承凸球面瓦背凸球面瓦背凹球面支承面凹球面支承面整體軸套整體軸套軸承襯軸承襯滑動(dòng)軸承的分類滑動(dòng)軸承的分類按承受載荷

3、分按承受載荷分徑向滑動(dòng)軸承徑向滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承按潤(rùn)滑承載機(jī)理分按潤(rùn)滑承載機(jī)理分 非流體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承非流體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承液體動(dòng)壓軸承液體動(dòng)壓軸承液體靜壓軸承液體靜壓軸承流體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承流體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承與滾動(dòng)軸承相比，滑動(dòng)軸承的主要特點(diǎn)與滾動(dòng)軸承相比，滑動(dòng)軸承的主要特點(diǎn) （1） 適于工作轉(zhuǎn)速特高、特重載的場(chǎng)所；適于工作轉(zhuǎn)速特高、特重載的場(chǎng)所；（3）適于具有特大沖擊載荷和振動(dòng)的場(chǎng)所；適于具有特大沖擊載荷和振動(dòng)的場(chǎng)所；（5） 適于對(duì)徑向尺寸有限制的場(chǎng)所；適于對(duì)徑向尺寸有限制的場(chǎng)所；（4） 適于軸承必須剖分安裝的場(chǎng)所（適于軸承必須剖分安裝的場(chǎng)所（如曲軸支承如曲軸支承）；）；（6） 適于在水

4、或腐蝕性介質(zhì)中工作。適于在水或腐蝕性介質(zhì)中工作。（2）能保證軸的支承位置特別精確；能保證軸的支承位置特別精確；9.2 軸承材料軸承材料對(duì)軸承材料的要求對(duì)軸承材料的要求1）良好的減摩性、耐磨性和抗膠合性良好的減摩性、耐磨性和抗膠合性;2）良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性;3）足夠的強(qiáng)度和耐腐蝕性足夠的強(qiáng)度和耐腐蝕性;常用軸承材料常用軸承材料金屬材料金屬材料 如軸承合金、銅合金、鋁基合金和鑄鐵等；如軸承合金、銅合金、鋁基合金和鑄鐵等； 多孔質(zhì)金屬材料；多孔質(zhì)金屬材料；非金屬材料非金屬材料 如工程塑料、碳如工程塑料、碳石墨等。石墨等。 4）良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性

5、。良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性。1）巴氏合金）巴氏合金錫基合金錫基合金以錫為軟基體，內(nèi)含錫或銅硬顆粒以錫為軟基體，內(nèi)含錫或銅硬顆粒鉛基合金鉛基合金以鉛為軟基體，內(nèi)含錫或銅硬顆粒以鉛為軟基體，內(nèi)含錫或銅硬顆粒巴氏合金的優(yōu)點(diǎn)：巴氏合金的優(yōu)點(diǎn)：耐磨性、順應(yīng)性、嵌藏性好耐磨性、順應(yīng)性、嵌藏性好巴氏合金（也稱為軸承合金）的缺點(diǎn)：巴氏合金（也稱為軸承合金）的缺點(diǎn)：強(qiáng)度低強(qiáng)度低2）銅合金）銅合金錫青銅錫青銅ZQSn10-1、ZQSn6-6-3等；等；鉛青銅鉛青銅ZQPb30等；等；鋁青銅鋁青銅ZQAl 9-4等。等。銅合金既可做銅合金既可做軸瓦軸瓦，也可做，也可做軸承襯軸承襯3）鋁基軸承合金鋁基軸承合金具有

6、較高的強(qiáng)度和耐腐蝕性，且價(jià)格具有較高的強(qiáng)度和耐腐蝕性，且價(jià)格 較軸承合金和銅合金便宜，故應(yīng)用廣泛。較軸承合金和銅合金便宜，故應(yīng)用廣泛。4）灰鑄鐵及耐磨鑄鐵灰鑄鐵及耐磨鑄鐵一般用于低速輕載和不受沖擊載荷一般用于低速輕載和不受沖擊載荷 的場(chǎng)所。的場(chǎng)所。 5）多孔質(zhì)金屬材料多孔質(zhì)金屬材料（粉末冶金粉末冶金）由不同的金屬粉末加上硫由不同的金屬粉末加上硫 錫、鉛及石墨混合后高壓成型，再經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)而錫、鉛及石墨混合后高壓成型，再經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)而 成的多孔性成的多孔性 結(jié)構(gòu)材料，所制成的軸承也稱含油軸承。結(jié)構(gòu)材料，所制成的軸承也稱含油軸承。 6）非金屬材料非金屬材料塑料、橡膠、硬木等塑料、橡膠、硬木等 9.

7、3 混合潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)計(jì)混合潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)計(jì)混合摩擦潤(rùn)滑狀態(tài)混合摩擦潤(rùn)滑狀態(tài)非完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)非完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)保證的工作條件為：設(shè)計(jì)應(yīng)保證的工作條件為：邊界膜邊界膜不遭破壞，維持摩擦表面不遭破壞，維持摩擦表面有潤(rùn)滑油存在有潤(rùn)滑油存在。徑向滑動(dòng)軸承的計(jì)算徑向滑動(dòng)軸承的計(jì)算（1）驗(yàn)算軸承的平均壓力驗(yàn)算軸承的平均壓力P（為限制過(guò)度磨損為限制過(guò)度磨損） PdBFPB軸承寬度（根據(jù)寬徑比軸承寬度（根據(jù)寬徑比B/d）確定；）確定； 軸瓦材料的許用壓力，軸瓦材料的許用壓力，Mpa; （ 其值見表其值見表9.1） P1. 混合潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)

8、計(jì)混合潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)計(jì)F作用在軸承上的徑向載荷，作用在軸承上的徑向載荷，N；（2）驗(yàn)算軸承的驗(yàn)算軸承的PV（為限制軸承溫升為限制軸承溫升）FPVBd（3）驗(yàn)算軸承的滑動(dòng)速度驗(yàn)算軸承的滑動(dòng)速度V（為限制加速磨損為限制加速磨損）60 1000dnVV軸徑圓周速度，即滑動(dòng)速度。軸徑圓周速度，即滑動(dòng)速度。 軸承材料的軸承材料的PV許用值，許用值，Mpa m/s。（其值見表（其值見表9.1）PV60 1000dn19100FnBPV60 1000dnV19100dn V V許用滑動(dòng)速度，許用滑動(dòng)速度，m/s，（其值見，（其值見 表表9.1）n 軸頸的轉(zhuǎn)速，軸頸的轉(zhuǎn)速，r/min；例題例題9

9、.1處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)的徑向滑動(dòng)軸承，徑向外載荷為處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)的徑向滑動(dòng)軸承，徑向外載荷為3.0kN，軸頸的轉(zhuǎn)速為軸頸的轉(zhuǎn)速為1000r/min，工作溫度最高為，工作溫度最高為130，軸頸允許的最小，軸頸允許的最小直徑為直徑為65mm。試設(shè)計(jì)此軸承。試設(shè)計(jì)此軸承。解：解：（1）初取軸承的內(nèi)徑初取軸承的內(nèi)徑D=75mm。（3）軸承的工作能力計(jì)算：軸承的工作能力計(jì)算：（2）設(shè)軸承的寬徑比設(shè)軸承的寬徑比B/D=1，則軸承的寬度，則軸承的寬度B=D=75mm。1）平均壓強(qiáng)的計(jì)算）平均壓強(qiáng)的計(jì)算 FpB D2）速度計(jì)算）速度計(jì)算 60 1000dnv30000.53375 75MPa75 10003.

10、925/60 1000m s3）pv值計(jì)算值計(jì)算 0.5333.925/pvMPam s4）查）查表表9.1根據(jù)計(jì)算的工作參數(shù)可選擇錫青銅，牌號(hào)為根據(jù)計(jì)算的工作參數(shù)可選擇錫青銅，牌號(hào)為 ZCuSn10P1。其相應(yīng)的最大許用值為：。其相應(yīng)的最大許用值為： 15,pMPa2.092/MPa m s 10/ ,vm s15/pvMPa m s30000.53375 75PMPa75 10003.925/60 1000m s2.092/PMPa m s15/pvMPa m s 15,pMPa 10/ ,vm s軸承的工作能力滿足要求。軸承的工作能力滿足要求。2. 混合潤(rùn)滑推力軸承的工作能力設(shè)計(jì)混合潤(rùn)滑

11、推力軸承的工作能力設(shè)計(jì)（1 ）校驗(yàn)平均壓強(qiáng)校驗(yàn)平均壓強(qiáng) P（為限制過(guò)度磨損為限制過(guò)度磨損）FPA1d軸承孔直徑，軸承孔直徑，mm；2d軸環(huán)直徑，軸環(huán)直徑，mm；F軸向載荷，軸向載荷，N；Z推力環(huán)的數(shù)目；推力環(huán)的數(shù)目； k考慮承載面積因油溝而減少的系數(shù)，隨油溝的數(shù)目與寬考慮承載面積因油溝而減少的系數(shù)，隨油溝的數(shù)目與寬度的不同取度的不同取 k=0.80.9。 P2221()4aFkddz（2）校驗(yàn)校驗(yàn)pv值（值（為限制軸承的溫升為限制軸承的溫升）pv030000()FnpvkddzV 推力軸頸平均直徑上的圓周速度，推力軸頸平均直徑上的圓周速度，m/s。 0()60 1000 2n ddV p、pv

12、 所用材料的許用值所用材料的許用值 ，見，見表表9.1。對(duì)于多環(huán)軸承因各環(huán)受力不均，這些許用值比對(duì)于多環(huán)軸承因各環(huán)受力不均，這些許用值比表表9.1中值要降中值要降低低20%30%。23Vdxdydzz)(12Vdxdy12V uy9.4 流體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)計(jì)流體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)計(jì)1. 流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的機(jī)理流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的機(jī)理推導(dǎo)基本方程的合理假設(shè)：推導(dǎo)基本方程的合理假設(shè)：1）流體為牛頓流體；流體為牛頓流體； 2）流體為層流流動(dòng)；流體為層流流動(dòng)；3）流體不可壓縮；流體不可壓縮；4）忽略流體的慣性力和重力；忽略流體的慣性力和重力；5）沿膜厚方向油膜壓力不變。沿膜厚方向油膜壓力不變。x

13、zzdxdydxdzdydz2121V21VVdV21VdxdyVdVPdydzdxdydzz)( uyxzdydzdxxPP)(對(duì)微單元油膜求對(duì)微單元油膜求 X 方向的平衡方程，方向的平衡方程，得得：pdydz dxdydxdydzz)(dydzdxxPP)(dxdy整理后得：整理后得：zxp（9.6） 假設(shè)流體為牛頓流體，則有物理方程假設(shè)流體為牛頓流體，則有物理方程：將式將式（9.7）代入式代入式（9.6），），得：得：22puxz （9.8）uz （9.7）將式（將式（9.8）積分，得到油膜沿著膜厚方向（）積分，得到油膜沿著膜厚方向（z軸軸）的速度分布）的速度分布: 21212puzC

14、zCx 根據(jù)邊界條件：根據(jù)邊界條件： z=h時(shí)，時(shí)，u=0；z=0時(shí)，時(shí)，u=Uh。則積分常數(shù)。則積分常數(shù)C1、C2分別為分別為: huC 221hxPhuCh；21()2puzzhxhhzUh0 xhqudz3122hhphUx 潤(rùn)滑油單位時(shí)間內(nèi)沿潤(rùn)滑油單位時(shí)間內(nèi)沿x方向，流過(guò)任意截面單位寬度面積的方向，流過(guò)任意截面單位寬度面積的體積流量為體積流量為： 假設(shè)潤(rùn)滑油沿假設(shè)潤(rùn)滑油沿y 軸不流動(dòng)（無(wú)端泄），且不可壓縮流體流量軸不流動(dòng)（無(wú)端泄），且不可壓縮流體流量是連續(xù)的，則在任何截面上的是連續(xù)的，則在任何截面上的qx都是常數(shù)，即都是常數(shù)，即:xdqdx3()012dhpdxx2hU dhdx整理后

15、得整理后得:316hpdhUxdx h一維雷諾方程一維雷諾方程 由由一維雷諾方程一維雷諾方程可得出形成流體可得出形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜壓力動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜壓力的基本條件：的基本條件： 03()6hhhpUxh（4）有足夠充足的供油量。有足夠充足的供油量。（1）潤(rùn)滑油要具有一定的粘度。潤(rùn)滑油要具有一定的粘度。（2）兩摩擦表面要具有一定的兩摩擦表面要具有一定的 相對(duì)滑動(dòng)速度。相對(duì)滑動(dòng)速度。（3）相對(duì)滑動(dòng)的表面要形成相對(duì)滑動(dòng)的表面要形成 收斂的楔形間隙。收斂的楔形間隙。0 xpuhmaxPhh0h h0hh0h h00px0pxh = h0 ，0pxmaxPP速度分布速度分布zh1 h0h2x（2） （b

16、）圖為軸頸開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速極低，帶入軸承間隙中的）圖為軸頸開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速極低，帶入軸承間隙中的 油量較少，軸瓦給軸頸的摩擦力與軸頸表面圓周速度相反，迫使油量較少，軸瓦給軸頸的摩擦力與軸頸表面圓周速度相反，迫使軸頸沿孔壁向左爬升；軸頸沿孔壁向左爬升；2 流體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的主要幾何參數(shù)流體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的主要幾何參數(shù)d徑向滑動(dòng)軸承形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑的的過(guò)程徑向滑動(dòng)軸承形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑的的過(guò)程D（1） （a）圖為軸頸靜止時(shí)，軸頸在最低位置與軸瓦接觸；）圖為軸頸靜止時(shí)，軸頸在最低位置與軸瓦接觸；（b）（3）隨著軸頸轉(zhuǎn)速增大，帶入楔形空間的潤(rùn)滑油增加，動(dòng)力隨著軸頸轉(zhuǎn)速增大，帶入楔形空間的潤(rùn)滑油增加

17、，動(dòng)力油膜將軸頸向右浮起。油膜將軸頸向右浮起。FFfFFfF（a）F（c）FF徑向滑動(dòng)軸承的主要幾何參數(shù)徑向滑動(dòng)軸承的主要幾何參數(shù)直徑間隙：直徑間隙：dD 半徑間隙：半徑間隙：2/rR（1）相對(duì)間隙：相對(duì)間隙：rd偏心距：偏心距：ooe1Pmax（2）偏心率：偏心率：eD doeo1o1Pmaxo（3）偏位角偏位角和軸承包角和軸承包角徑向滑動(dòng)軸承穩(wěn)定工作時(shí)，徑向徑向滑動(dòng)軸承穩(wěn)定工作時(shí)，徑向外載荷外載荷 F 與軸承孔和軸頸中心與軸承孔和軸頸中心連心線之間的夾角連心線之間的夾角稱為偏位角稱為偏位角 F軸承包角軸承包角一般為一般為120和和180（4）最小油膜厚度最小油膜厚度hminminhe（5）

18、承載區(qū)內(nèi)任意處的油膜厚度承載區(qū)內(nèi)任意處的油膜厚度h(1)rxcoshRre (1cos )xe3 流體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)計(jì)流體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的工作能力設(shè)計(jì)1）磨粒磨損：）磨粒磨損：由殘留切屑或潤(rùn)滑油中的污物顆粒造成；由殘留切屑或潤(rùn)滑油中的污物顆粒造成；5）刮傷：）刮傷：由硬顆?；蜉S徑表面的粗糙輪廓峰頂引起。由硬顆?；蜉S徑表面的粗糙輪廓峰頂引起。2）膠合：）膠合：溫升過(guò)高使軸承和軸頸發(fā)生膠合導(dǎo)致粘著磨損；溫升過(guò)高使軸承和軸頸發(fā)生膠合導(dǎo)致粘著磨損；4）疲勞剝落：）疲勞剝落：接觸變應(yīng)力反復(fù)作用的結(jié)果；接觸變應(yīng)力反復(fù)作用的結(jié)果；3） 腐蝕磨損腐蝕磨損 潤(rùn)滑油在使用過(guò)程中生成潤(rùn)滑油在使用過(guò)程

19、中生成酸性物質(zhì)酸性物質(zhì)或生成或生成黑色黑色 硬質(zhì)氧化硬質(zhì)氧化蝕導(dǎo)致蝕導(dǎo)致點(diǎn)狀剝落點(diǎn)狀剝落和腐蝕磨損和腐蝕磨損 ； 前三項(xiàng)為主要失效形式。前三項(xiàng)為主要失效形式。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證軸承具有一定承載能力的同時(shí)嚴(yán)格控制溫升。保證軸承具有一定承載能力的同時(shí)嚴(yán)格控制溫升。（1）承載量的設(shè)計(jì)承載量的設(shè)計(jì)流體動(dòng)壓潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，取其承載量為：流體動(dòng)壓潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，取其承載量為：zFF21( , )cos()0Bpyrd dy PdBFC2pFCBd22FvB潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘度，潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘度，Pas；軸頸的角速度，軸頸的角速度，rad/s。CP 承載系數(shù)承載系數(shù) 式中：式中：承載系數(shù)承載系數(shù)CP越

20、大，越大，承載能力越大。承載能力越大。B/d0.30.40.50.60.650.70.750.800.850.30.05220.08260.1280.2030.2590.3470.4750.6991.1220.40.08930.1410.2160.3390.4310.5730.7761.0791.7750.50.1330.2090.3170.4930.6220.8191.0981.5722.4280.60.1820.2830.4270.6550.8191.0701.4182.0013.0360.70.2340.3610.5380.8161.0141.3121.7202.3993.5800.80

21、.2870.4390.6470.9721.1991.5381.9652.7544.0530.90.3390.5150.7541.1181.3711.7452.2483.0674.4591.00.3910.5890.8531.2531.5281.9292.4693.3724.808表表9.2 有限寬軸承的承載量系數(shù)有限寬軸承的承載量系數(shù) CP （節(jié)選）（節(jié)選）比較軸承的承載量系數(shù)比較軸承的承載量系數(shù) CP和寬徑比和寬徑比B/d、偏心率、偏心率間的關(guān)系。間的關(guān)系。 但最小油膜厚度但最小油膜厚度hmin受到軸頸和軸承表面粗造度、軸的剛性受到軸頸和軸承表面粗造度、軸的剛性 及軸承與軸頸的幾何形狀誤差等

22、的限制。應(yīng)滿足：及軸承與軸頸的幾何形狀誤差等的限制。應(yīng)滿足： min(1)hrx 偏心率偏心率x 愈大則愈大則 hmin 愈小愈小，軸承的承載能力就愈大軸承的承載能力就愈大 。12 ()zzhS RRminhe(1)rx h21,zzRR分別為軸、軸承孔表面粗糙度十點(diǎn)高度。分別為軸、軸承孔表面粗糙度十點(diǎn)高度。S安全系數(shù)，安全系數(shù)， 常取常取S2。（3）軸承的熱平衡計(jì)算）軸承的熱平衡計(jì)算溫升的原因：溫升的原因：軸承工作時(shí)摩擦功耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃枯S承工作時(shí)摩擦功耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?使?jié)櫥蜏囟壬呤節(jié)櫥蜏囟壬摺?溫升過(guò)高的后果：溫升過(guò)高的后果：軸承承載能力降低軸承承載能力降低 。21QQQQ軸承摩擦所產(chǎn)生

23、的熱量；軸承摩擦所產(chǎn)生的熱量；1Q流出的油帶走的熱量；流出的油帶走的熱量；2Q軸承表面通過(guò)輻射和傳導(dǎo)散發(fā)的熱量。軸承表面通過(guò)輻射和傳導(dǎo)散發(fā)的熱量。,)(01ittcqQ,vfQ)(02iSttdBQ熱平衡計(jì)算的目的：熱平衡計(jì)算的目的：將軸承的溫升限制在允許的范圍內(nèi)。將軸承的溫升限制在允許的范圍內(nèi)。達(dá)到熱平衡狀態(tài)的條件為：達(dá)到熱平衡狀態(tài)的條件為： q 潤(rùn)滑油流量，按潤(rùn)滑油流量系數(shù)求出，潤(rùn)滑油流量，按潤(rùn)滑油流量系數(shù)求出，m3/s； 潤(rùn)滑油的密度，對(duì)礦物油為潤(rùn)滑油的密度，對(duì)礦物油為850900kg/ m3； c 潤(rùn)滑油的比熱容，對(duì)礦物油為潤(rùn)滑油的比熱容，對(duì)礦物油為16752090J/(Kg)； t0

24、油的出口溫度，油的出口溫度，； t1油的入口溫度，通常由于冷卻設(shè)備的限制，取為油的入口溫度，通常由于冷卻設(shè)備的限制，取為3540；S為軸承的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（取值見教材）；為軸承的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（取值見教材）； B軸承寬度（根據(jù)寬徑比軸承寬度（根據(jù)寬徑比B/d）確定；）確定； d 軸的直徑。軸的直徑。,)(01ittcqQ,vfQ)(02iSttdBQ熱平衡條件：熱平衡條件： Q = Q1 + Q2 即即fFv 0()sidB tt 0()iq c ttq潤(rùn)滑油流量潤(rùn)滑油流量潤(rùn)滑油的密度潤(rùn)滑油的密度c潤(rùn)滑油的比熱容潤(rùn)滑油的比熱容0t油的出口溫度油的出口溫度it油的進(jìn)口溫度油的進(jìn)口溫度s軸承的表面?zhèn)鳠?/p>

25、系數(shù)軸承的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)21QQQ)()(00iSittdBttcqfPvittt0vBdq 潤(rùn)滑油流量系數(shù)。潤(rùn)滑油流量系數(shù)。)(02iSttdBQvfQ，)(01ittcqQ，vvBdqcSPf=t潤(rùn)滑油的溫度差，單位為潤(rùn)滑油的溫度差，單位為C。f摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)55.0Pf5 . 1)/(Bd（當(dāng)（當(dāng)B/d 1）1（當(dāng)（當(dāng)B/d 1）)()(00iSittdBttcqfPv軸承承載能力計(jì)算時(shí)，涉及到的幾種溫度及其關(guān)系軸承承載能力計(jì)算時(shí)，涉及到的幾種溫度及其關(guān)系it潤(rùn)滑油的入口溫度，單位為潤(rùn)滑油的入口溫度，單位為C。0t潤(rùn)滑油的出口溫度，單位為潤(rùn)滑油的出口溫度，單位為C。t潤(rùn)滑油的溫度差，單位

26、為潤(rùn)滑油的溫度差，單位為C。mt潤(rùn)滑油的平均溫度，單位為潤(rùn)滑油的平均溫度，單位為C，是計(jì)算承載能力的依據(jù)，是計(jì)算承載能力的依據(jù)20tttim2tti注意：注意：潤(rùn)滑油從入口到出口潤(rùn)滑油從入口到出口 的過(guò)程溫度逐漸升高。的過(guò)程溫度逐漸升高。tm的具體要求請(qǐng)見的具體要求請(qǐng)見教材教材具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先給定平均溫度具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先給定平均溫度tm然后計(jì)算：然后計(jì)算：ittt0vvBdqcSPf=再計(jì)算入口溫度：再計(jì)算入口溫度：2tttmi當(dāng)：當(dāng)：Cti4035Cti4035軸承不易達(dá)到熱平衡狀態(tài)，應(yīng)加大間隙并軸承不易達(dá)到熱平衡狀態(tài)，應(yīng)加大間隙并適當(dāng)降低軸瓦表面粗糙度，再行計(jì)算。適當(dāng)降低軸瓦表面粗糙度，再

27、行計(jì)算。軸承易達(dá)到熱平衡狀態(tài)，軸承承載能力富裕，軸承易達(dá)到熱平衡狀態(tài)，軸承承載能力富裕，可適當(dāng)加大軸瓦表面粗糙度，再行計(jì)算?？蛇m當(dāng)加大軸瓦表面粗糙度，再行計(jì)算。（4）參數(shù)選擇）參數(shù)選擇 寬徑比寬徑比B / d一般軸承的寬徑比一般軸承的寬徑比B / d 的范圍：的范圍：0.3 1.5寬徑比小：寬徑比?。涸龃蠖诵沽拷档蜏囟取Ｔ龃蠖诵沽拷档蜏囟?。運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性好。運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性好。承載能力下降。承載能力下降。PPFF寬徑比大：寬徑比大：端泄速度慢，不利于散熱。端泄速度慢，不利于散熱。寬度寬度B大，支承剛度好。大，支承剛度好。承載能力大。承載能力大。高速軸承高速軸承B/d 宜選較小值；宜選較小值；有支承剛

28、度要求有支承剛度要求B/d宜選較大值宜選較大值詳細(xì)內(nèi)容見教材詳細(xì)內(nèi)容見教材FF不同寬徑比不同寬徑比dB/軸承的壓力分布軸承的壓力分布dD B=131=12（a）F（a）圖：周向分布圖：周向分布（b）圖：軸向分布圖：軸向分布Bd=14（b）Bd= 相對(duì)間隙相對(duì)間隙一般軸承選取一般軸承選取的經(jīng)驗(yàn)公式：的經(jīng)驗(yàn)公式：931941060n選取的依據(jù)：選取的依據(jù)：載荷載荷和和速度速度n軸頸轉(zhuǎn)速，軸頸轉(zhuǎn)速，r/min 。 載荷大，載荷大， 選小值（選小值（hmin?。┬。┺D(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)速高， 選大值，端泄速度高，散熱快。選大值，端泄速度高，散熱快。詳細(xì)內(nèi)容見教材詳細(xì)內(nèi)容見教材 理論相對(duì)間隙：理論相對(duì)間隙：rd

29、軸承的動(dòng)力粘度軸承的動(dòng)力粘度軸承的動(dòng)力粘度軸承的動(dòng)力粘度對(duì)軸承的承載能力、功耗和溫升影響很大。對(duì)軸承的承載能力、功耗和溫升影響很大。平均溫度平均溫度tm過(guò)低，粘度過(guò)低，粘度較大，算出的承載能力偏高，反之較大，算出的承載能力偏高，反之承載能力偏低。計(jì)算時(shí)，應(yīng)先初選平均溫度承載能力偏低。計(jì)算時(shí)，應(yīng)先初選平均溫度tm =5075CpCdBF2步驟：步驟：初選初選tm初選初選驗(yàn)算驗(yàn)算ti如不滿足如不滿足ti= 3540C ，應(yīng)重新選擇動(dòng)力粘度，應(yīng)重新選擇動(dòng)力粘度再做計(jì)算再做計(jì)算粘度粘度的兩種計(jì)算方法的兩種計(jì)算方法（a）方法）方法一（一般軸承初選粘度一（一般軸承初選粘度步驟）步驟）再按公式（再按公式（4

30、-4，P53）：）：/（b）方法二）方法二13766010n /根據(jù)軸承平均溫度根據(jù)軸承平均溫度tm（一般（一般tm = 5075 C）初選運(yùn)動(dòng)粘度）初選運(yùn)動(dòng)粘度 ；tm =（ 3540C）根據(jù)軸頸轉(zhuǎn)速根據(jù)軸頸轉(zhuǎn)速n初選粘度初選粘度：根據(jù)根據(jù)驗(yàn)算運(yùn)動(dòng)粘度驗(yàn)算運(yùn)動(dòng)粘度 :根據(jù)運(yùn)動(dòng)粘度根據(jù)運(yùn)動(dòng)粘度 驗(yàn)算平均溫度驗(yàn)算平均溫度:完成設(shè)計(jì)后再按熱平衡條件驗(yàn)算軸承的入口溫度完成設(shè)計(jì)后再按熱平衡條件驗(yàn)算軸承的入口溫度ti 并應(yīng)使：并應(yīng)使：ti =（ 3540C）例題例題9.2 設(shè)計(jì)一機(jī)床的液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，載荷垂直向下，設(shè)計(jì)一機(jī)床的液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，載荷垂直向下，工作情況穩(wěn)定，采用對(duì)開式軸承

31、。已知工作載荷工作情況穩(wěn)定，采用對(duì)開式軸承。已知工作載荷F=100000N，軸頸，軸頸直徑直徑d=200mm，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n=500r/min，在水平剖分面單側(cè)供油。，在水平剖分面單側(cè)供油。解：解：1選擇軸承寬度、軸瓦材料、潤(rùn)滑油牌號(hào)及配合選擇軸承寬度、軸瓦材料、潤(rùn)滑油牌號(hào)及配合（1） 選擇軸承寬度選擇軸承寬度根據(jù)機(jī)床軸承常用的寬徑比范圍，取寬徑比為根據(jù)機(jī)床軸承常用的寬徑比范圍，取寬徑比為1。則軸承寬度。則軸承寬度(/)BB dd0.2m1 0 .2（2）按非液體滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則選擇軸瓦材料按非液體滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則選擇軸瓦材料 1）計(jì)算軸頸圓周速度計(jì)算軸頸圓周速度60 1000dnv200

32、50060 10005.23/m s2）計(jì)算軸承工作壓力計(jì)算軸承工作壓力FpdB2.5MPa1000000.2 0.22）計(jì)算相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)算相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)粘度 取潤(rùn)滑油密度取潤(rùn)滑油密度3）計(jì)算計(jì)算PV值值13/pvMPa m s查查表表9.1，軸承材料為，軸承材料為ZCuSn10P1。（3）選擇潤(rùn)滑油牌號(hào)選擇潤(rùn)滑油牌號(hào)1）初估潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度初估潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度 由式（由式（9.24）：）： 1376()6010n0.034Pa s1376500()60103900/kg m610v 由式由式（2.7）：）：38cSt60.034109003） 選定平均油溫選定平均油溫現(xiàn)選平均油溫現(xiàn)選平均油溫Ct

33、m501）估算相對(duì)間隙由式（估算相對(duì)間隙由式（9.23）49319()6010n取取為為0.00125（4）選擇配合選擇配合0.00149319500()60102）估算直徑間隙估算直徑間隙d 0.00125 200mm0.25mm67Fd0.0790.0502000.1700.216200根據(jù)直徑間隙根據(jù)直徑間隙=0.25mm，按，按GB/T1801-1999選配合選配合查得軸承孔尺寸公差為查得軸承孔尺寸公差為:，軸頸尺寸公差為軸頸尺寸公差為:。2潤(rùn)滑狀態(tài)的計(jì)算潤(rùn)滑狀態(tài)的計(jì)算（1）計(jì)算最大、最小間隙計(jì)算最大、最小間隙（2）計(jì)算最大、最小相對(duì)間隙計(jì)算最大、最小相對(duì)間隙00079( 0.216)mmmm 0050( 0.170)mmmm maxmin0.295mm0.22mmmaxmaxd0.2950.0015200minmind0.220.00112000.25 minminmax 0.00125max2） 換算出潤(rùn)滑油在換算出潤(rùn)滑油在t m=50時(shí)的動(dòng)力粘度時(shí)的動(dòng)力粘度1）按按 t=50查出粘度等級(jí)為查出粘度等級(jí)為68的潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)粘度由圖的潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)粘度由圖2.9 查得：查得：sPa036. 010409001066505050 =40cSt（3）計(jì)算承載量系數(shù)計(jì)算承載量系數(shù)由式由式（9.16）計(jì)算出承載系數(shù)計(jì)算出承載系數(shù)CP2max12.992pF