第十章滑動軸承學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1第十章滑動軸承第十章滑動軸承(hu dn zhu chn)第一頁，共60頁。24、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：設(shè)計要求(yoqi)、設(shè)計內(nèi)容、軸向定位、周向定位；第1頁/共60頁第二頁，共60頁。35、各軸段長度、直徑(zhjng)和軸的結(jié)構(gòu)工藝性；第2頁/共60頁第三頁，共60頁。46、軸的強度(qingd)計算1）按扭轉(zhuǎn)強度條件(tiojin)計算（按許用切應(yīng)力計算）30361055. 95nPAnPdT 2）按彎扭合成強度(qingd)條件計算（按許用彎曲應(yīng)力計算）第3頁/共60頁第四頁，共60頁。57、軸的剛度(n d)及振動穩(wěn)定性；8、汽車傳動軸的設(shè)計：長度(chngd)、夾角、斷面尺寸等

2、；9、軸的設(shè)計(shj)步驟：1）、2）、3）、4）、5）、6）、7）10、提高軸的強度、剛度和減輕軸的重量的措施。 第4頁/共60頁第五頁，共60頁。61、完成圖中軸系部件(bjin)結(jié)構(gòu)。 問題(wnt)：第5頁/共60頁第六頁，共60頁。72、圖中有12處錯誤，請你指出(zh ch)來，并把正確的圖畫在下方。第6頁/共60頁第七頁，共60頁。8第 十 章 滑 動 軸 承 第7頁/共60頁第八頁，共60頁。9計劃(jhu)學(xué)時：4學(xué)時學(xué)習(xí)(xux)目標(biāo)：1 ）了解滑動軸承的類型、特點及其在汽車中的應(yīng)用。 2 ）掌握各類滑動軸承的結(jié)構(gòu)特點。 3 ）了解對軸瓦材料(cilio)的基本要求和常用

3、軸瓦材料(cilio)，了解軸瓦結(jié)構(gòu)。 4 ）掌握非液體摩擦軸承的設(shè)計計算準(zhǔn)則及其物理意義。 主要內(nèi)容：滑動軸承的結(jié)構(gòu)、類型、特點及軸瓦材料與結(jié)構(gòu)。非液體摩擦軸承的計算。液體動壓形成原理及基本方程，液體動壓徑向滑動軸承的計算要點。多油楔動壓軸承簡介。潤滑劑與潤滑裝置。 第8頁/共60頁第九頁，共60頁。1010.1 概 述 軸承支承(zh chn)軸頸，使軸做回轉(zhuǎn)運動?；瑒幽Σ凛S承滾動摩擦軸承第9頁/共60頁第十頁，共60頁。11一、滑動軸承(hu dn zhu chn)類型 徑向(jn xin)軸承（向心軸承）（受Fr）止推軸承（推力軸承）（受Fa） 承載(chngzi)方向不同：第10頁/

4、共60頁第十一頁，共60頁。12無潤滑軸承 潤滑狀態(tài)流體潤滑軸承非流體潤滑軸承第11頁/共60頁第十二頁，共60頁。13二、滑動軸承(hu dn zhu chn)的特點 (1) 非流體摩擦滑動軸承、摩擦較大，磨損嚴重。(2) 流體動力摩擦滑動軸承在起動、停車、載荷、 轉(zhuǎn)速變化比較大的情況下難于實現(xiàn)流體摩擦。(3) 流體摩擦滑動軸承設(shè)計、制造、維護費用較高。 (5) 流體潤滑時，摩擦、磨損較小(1) 承載能力高(2) 工作平穩(wěn)可靠、噪聲低(3) 徑向尺寸小(4) 精度高(6) 油膜有一定的吸振能力優(yōu)點缺點第12頁/共60頁第十三頁，共60頁。14三、應(yīng)用(yngyng)(1) 轉(zhuǎn)速(zhun s

5、)特高或特低。(2) 對回轉(zhuǎn)(huzhun)精度要求特別高的軸。(3) 承受特大載荷的軸承。(4) 沖擊、振動較大的軸承。(5) 徑向尺寸受限制，或軸承要做成剖分式的結(jié)構(gòu)。例：汽車、機床、發(fā)電機、軋鋼機、大型電機、內(nèi)燃機、鐵路機車、儀表等。第13頁/共60頁第十四頁，共60頁。15 在大多數(shù)情況下，可以(ky)用滑動軸承替代傳統(tǒng)的滾動軸承。如果應(yīng)用得當(dāng)，滑動軸承可節(jié)省空間和重量，承受更多載荷，減少維護，吸收振動的能力也更好。因此，汽車工程師已將泵、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)壓縮機、氣門頂桿、節(jié)氣門和變速器中的滾動軸承更改為滑動軸承。四、滑動軸承在汽車(qch)中的應(yīng)用第14頁/共60頁第十五頁，共60頁。

6、161、更有利于降低成本(chngbn)，經(jīng)濟價值高 吸引設(shè)計者使用滑動軸承的因素之一是成本(chngbn)。滾動軸承比較復(fù)雜，多元件和精密的結(jié)構(gòu)使得它比滑動軸承的成本(chngbn)要高25%400%。此外，某些滾動軸承的安裝工具是另外一項成本(chngbn)，而滑動軸承的成本(chngbn)卻要低50%75%。第15頁/共60頁第十六頁，共60頁。17 汽車輕量化需要，同樣(tngyng)尺寸的滑動軸承，其質(zhì)量還不到?jīng)_壓外圈滾針軸承的一半。由于不同的工藝，厚外圈滾針軸承的質(zhì)量差不多是滑動軸承的5倍，而深溝球軸承的質(zhì)量達14倍以上。 除了軸承自身的質(zhì)量外，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)考慮軸承座的質(zhì)量和復(fù)雜性。

7、典型滑動軸承的壁厚是12.5mm，設(shè)計者可以修整軸承座，從而降低質(zhì)量和原材料成本。改用單個滑動軸承，也不需要卡簧、軸肩和其他保持結(jié)構(gòu)，這些都可以降低軸承的質(zhì)量。第16頁/共60頁第十七頁，共60頁。18滑動軸承在液壓齒輪泵中 由于滑動軸承比滾動軸承有著更大的表面接觸面積，因此設(shè)計者可以選擇較小的滑動軸承以適應(yīng)更大的負載，同時節(jié)省空間(kngjin)和成本。2、承載能力強材料的一致性也使滑動軸承比滾動軸承能承受(chngshu)更大的軸偏心 滑動軸承同樣能夠很好地承受沖擊載荷(zi h)，工作狀況就像在不平整的路面上的懸架系統(tǒng)。在這種情況下，滾動軸承可能容易產(chǎn)生疲勞損壞和壓痕一種軸承損壞形式，即

8、滾子上的力大于滾道材料的彈性極限時產(chǎn)生的永久凹痕。第17頁/共60頁第十八頁，共60頁。193、更小的振動和噪聲，維護少 滾動軸承會由于滾動體的磨損或潤滑劑的消耗而產(chǎn)生更大的噪聲。 由于滑動軸承沒有內(nèi)部相互運動的部件，所以(suy)沒有任何的噪聲，而且現(xiàn)在的滑動軸承由多層的金屬和聚合物的涂層組成，涂層材料結(jié)構(gòu)易于吸收振動。其結(jié)果是軸和軸承工作時保持低噪聲。 第18頁/共60頁第十九頁，共60頁。20 如果設(shè)計和安裝正確，任何軸承(zhuchng)都可以在應(yīng)用中達到期望的性能和壽命。許多自潤滑滑動軸承(zhuchng)比滾動軸承(zhuchng)需要更少的維護，更少的部件會減少磨損和失效，所以需

9、要的維護也更少。第19頁/共60頁第二十頁，共60頁。21滑動軸承在汽車門鉸鏈系統(tǒng)中的應(yīng)用(yngyng)：CSB-EP3增強型塑料滑動軸承，有效防止了生銹而引起的拉力增加和噪聲?；瑒虞S承在汽車減震系統(tǒng)中的應(yīng)用：耐磨性、抵抗沖擊性能和配合(pih)精度方面異常優(yōu)越，有效防止了液壓油的泄露。第20頁/共60頁第二十一頁，共60頁。22滑動軸承在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的應(yīng)用：耐磨(nai m)和減震性能好，對于道路不平的情況有較好的適應(yīng)性；滑動軸承在汽車制動系統(tǒng)中的應(yīng)用：轉(zhuǎn)動靈活，平穩(wěn)(pngwn)，材料硬度高，耐磨性好，自潤滑性好； 第21頁/共60頁第二十二頁，共60頁。23滑動軸承(hu dn zh

10、u chn)在汽車座椅調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用：靈活，方便，震動小；滑動軸承(hu dn zhu chn)在汽車變速系統(tǒng)中的應(yīng)用：耐磨，自潤滑性好。第22頁/共60頁第二十三頁，共60頁。24汽車(qch)發(fā)動機中的滑動軸承球墨鑄鐵鑲嵌潤滑軸承邊界潤滑軸承青銅基無給油軸承雙金屬軸承，是以低碳鋼板為基體材料，表面燒結(jié)CuPb10Sn10或CuSn6Zn6Pb3材料的鋼銅合金產(chǎn)品。該產(chǎn)品是雙合金軸承中承載能力最強的一種(y zhn)，重型車的平衡橋襯套，均使用該產(chǎn)品。它是一種(y zhn)用途很廣的高載何低速運動軸承 第23頁/共60頁第二十四頁，共60頁。25固體潤滑軸承是以JF-800雙金屬材料為基體

11、，再埋入特殊固體潤滑劑制作成的新穎滑動軸承。由于高強度承載的合金材料作基體，理想的并經(jīng)過嚴格選別的高分子填充材料為耐磨劑，合理的螺旋角度菱形塊狀均布的潤滑面，潤滑面積達25%，因此，能發(fā)揮超群(choqn)的低摩擦性能,良好的潤滑性和抗磨耗性。 產(chǎn)品適用于汽車起動電機、發(fā)電機、升降機、吊車及冶金機械等行業(yè)。 第24頁/共60頁第二十五頁，共60頁。261.2 徑向(jn xin)滑動軸承的主要類型 一、整體式徑向(jn xin)滑動軸承 適于低速、輕載(qn zi)或間歇工作的機器 第25頁/共60頁第二十六頁，共60頁。27二、剖分式徑向(jn xin)滑動軸承 剖分式徑向滑動軸承裝拆方便(

12、fngbin)，軸瓦磨損后可調(diào)整剖分面處的墊片來調(diào)整軸承間隙。 第26頁/共60頁第二十七頁，共60頁。28三、自動調(diào)心式徑向(jn xin)滑動軸承R球 第27頁/共60頁第二十八頁，共60頁。29四、調(diào)隙式徑向(jn xin)滑動軸承 第28頁/共60頁第二十九頁，共60頁。3010.3 滑動軸承的材料(cilio)及軸瓦結(jié)構(gòu) 一、滑動軸承的材料軸瓦(zhuw)和軸承襯的材料 主要失效(sh xio)形式：磨損和膠合、疲勞破壞。 1、對軸承材料的要求 (1) 良好的減摩性、耐磨性和抗膠合性。(2) 良好的順應(yīng)性，嵌入性和磨合性。 (3) 足夠的強度和必要的塑性。 (4) 良好的耐腐蝕性、熱

13、化學(xué)性能（傳熱性 和熱膨脹性）和潤滑性（對油的吸附能力）。 (5) 良好的工藝性和經(jīng)濟性等。 第29頁/共60頁第三十頁，共60頁。312、常用(chn yn)材料 (1) 鑄鐵有游離的石墨(shm)能有潤滑作用 (2) 軸承合金(hjn)又稱巴氏合金(hjn)或白合金(hjn)適于輕載、低速，不受沖擊的場合。由錫（Sn）、鉛（Pb）、銻（Sb）、銅（Cu）等組成。錫或鉛為基體（軟），含有銻錫（Sb-Sn）或銅錫（Cu-Sn）的晶粒（硬）。 硬晶粒起耐磨作用，軟基體則增加材料的塑性。特點：嵌入性、順應(yīng)性最好，抗膠合性好，但機械強度較低。 作為軸承襯澆注在軟鋼或青銅軸瓦的表面。價格較貴金屬材料

14、粉末冶金 非金屬材料第30頁/共60頁第三十一頁，共60頁。32(4) 鋁基合金 強度(qingd)高、耐磨性、耐腐蝕和導(dǎo)熱性好 (3) 銅合金青銅(qngtng)基體 錫青銅：減摩、耐磨性最好(zu ho)； 應(yīng)用較廣，強度比軸承合金高， 適于重載、中速。 鉛青銅：抗膠合能力強；適于高速、重載。 鋁青銅：強度及硬度較高，抗膠合性差；適于低速、重載傳動。 低錫用于高速中小功率柴油機軸承。 高錫用于高速大功率柴油機軸承。 第31頁/共60頁第三十二頁，共60頁。33(5) 多孔質(zhì)金屬材料（粉末冶金(fn m y jn)）含油軸承 (6) 非金屬材料塑料(slio)、橡膠 特點：組織(zzh)疏松

15、多孔，孔隙中能大量吸收潤滑油， 稱含油軸承，具有自潤滑的性能。 塑料 f小，耐腐蝕，具有自潤滑性能， 但導(dǎo)熱性差，易變形，承載能力差。 如酚醛樹脂、聚銑胺（尼龍）等； 可用油，也可用水潤滑。 橡膠 彈性大，允許軸線一定偏斜， 用水作潤滑劑，用于環(huán)境較臟污處。 例如水泵、水輪機和其它水下機械用軸承。原理：利用鐵或銅和石墨粉末、樹脂混合 經(jīng)壓型、燒結(jié)、整形、浸油而制成。第32頁/共60頁第三十三頁，共60頁。34二、軸瓦(zhuw)1、軸瓦的形式(xngsh)與結(jié)構(gòu) 形 式(xngsh)整體式軸瓦 剖分式軸瓦結(jié)構(gòu)單金屬雙金屬有軸承襯（12層）三金屬鋼青銅軸承襯第33頁/共60頁第三十四頁，共60頁

16、。35整體式軸瓦(zhuw) 整體式軸套 單層、雙層或多層材料(cilio)卷制軸套第34頁/共60頁第三十五頁，共60頁。36剖分式(fnsh)軸瓦厚壁軸瓦鑄造(zhzo)形成 薄壁軸瓦(zhuw)可用雙金屬板連續(xù)軋制第35頁/共60頁第三十六頁，共60頁。37厚壁軸瓦：內(nèi)表面(biomin)有軸承襯，軸瓦內(nèi)表面(biomin)制出凹溝、螺紋等。薄壁軸瓦：襯層厚度愈?。⊿0.36mm），軸承合金的疲勞 強度(qingd)愈高；軸承襯要盡可能做薄一些。第36頁/共60頁第三十七頁，共60頁。382、油孔、油槽和油室 油孔用來(yn li)供應(yīng)潤滑油。 油槽（溝）用來使?jié)櫥蜕⒉?snb)到軸頸

17、表面： 軸向油槽；周向油槽 第37頁/共60頁第三十八頁，共60頁。39(1) 潤滑油應(yīng)從油膜壓力最小處輸入(shr)軸承。 (2) 油槽（溝）開在非承載(chngzi)區(qū)，否則會降低油膜的承載(chngzi)能力。 第38頁/共60頁第三十九頁，共60頁。40(3) 油槽軸向不能開通(kitng)，以免油從油槽端部大量流失。 軸向油溝長度(chngd)0.8B(軸瓦寬度)(4)水平(shupng)安裝軸承油槽開半周，不要延伸到承載區(qū)，全周油槽應(yīng)開在靠近軸承端部處。(5)垂直安裝的軸承，全周油槽應(yīng)靠上端部處開設(shè)。第39頁/共60頁第四十頁，共60頁。4110.4 發(fā)電機滑動軸承的失效(sh x

18、io)形式1）機械(jxi)損傷（拉瓦）2）軸承(zhuchng)穴蝕及疲勞點蝕3）軸承合金腐蝕4）軸承燒熔第40頁/共60頁第四十一頁，共60頁。42奧迪A2改裝(gizhung)電動汽車：605公里不充電 10月26日，一輛由奧迪A2改裝的電動汽車在中途沒有(mi yu)充電的情況下從慕尼黑駛到柏林，605公里的行駛距離給期待電動車的人們帶來了極大驚喜。 DBM Energy公司(n s)和lekker Energie公司(n s)聯(lián)合 第41頁/共60頁第四十二頁，共60頁。431、德國試驗的電動車幾乎與傳統(tǒng)汽車相差無幾(xing ch w j)，絲毫沒有降低車輛的舒適性。四座的車內(nèi)有空

19、調(diào)、音響設(shè)備、座椅暖氣和氣囊等，后備箱也完全可供使用，一個普通的司機可能都不會注意到該車的改裝和布線。 2、德國試驗車行駛過程中最高時速130公里，平均時速90公里，遠高于日本試驗車的40公里時速。還值得一提的是，605公里并非該試驗車的極限行駛里程，因為到達柏林的終點后它還有18的剩余(shngy)電力。 3、該試驗車使用了前瞻性的電池技術(shù)蜂鳥阿爾法聚合物技術(shù)（KOLIBRI AlphaPolymer Technologie），該技術(shù)是由高品質(zhì)的單個組件(z jin)構(gòu)成的復(fù)雜智能系統(tǒng)。 第42頁/共60頁第四十三頁，共60頁。444、KOLIBRI電池里的單層組件呈片狀，電池的一極是石墨，

20、另一極是鋰金屬氧化物，中間是電解質(zhì)。與其他電池不同，這個單層電池組件非常(fichng)薄，其厚度僅相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的直徑。 5、KOLIBRI電池高性能的基礎(chǔ)(jch)是復(fù)雜的膜技術(shù)，使電池具有了高度穩(wěn)定性和高效率。這種電池的層狀結(jié)構(gòu)摒棄了液體電解質(zhì)，降低了高電流輸出時產(chǎn)生的熱量，效率因此提高到了97。 6、這種電池所含電力可全部用光，不會對電池產(chǎn)生(chnshng)損害。由于電池內(nèi)部不含重金屬、有毒氣體、液體或酸，所以不會對環(huán)境產(chǎn)生(chnshng)特別污染。 7、KOLIBRI電池充電時間特別短。如果提供足夠的電力，試驗所用的電池充電時間僅需20分鐘。更讓人期待的是，據(jù)稱這種電池的使用壽

21、命可達50萬公里。 第43頁/共60頁第四十四頁，共60頁。45知識(zh shi)回顧：1、滑動軸承在汽車(qch)中的應(yīng)用；4、發(fā)動機滑動軸承(hu dn zhu chn)的失效形式。3、滑動軸承油槽設(shè)計基本要求；2、滑動軸承的材料及軸瓦結(jié)構(gòu)；問題：1、滑動軸承的材料主要有哪些？如何選擇？2、滑動軸承油槽（溝）設(shè)計的基本要求是什么？3、發(fā)動機滑動軸承的主要失效形式是什么？第44頁/共60頁第四十五頁，共60頁。4610.5 滑 動 軸 承 的 潤 滑 一、潤滑劑的選擇(xunz) 選擇依據(jù)工作(gngzu)載荷、相對滑動速度、 工作(gngzu)溫度和特殊工作(gngzu)環(huán)境等。 1、潤

22、滑油 潤滑劑油、脂、固體(gt)潤滑劑 粘度是選擇潤滑油最重要的參考指標(biāo)。 粘度表征潤滑油流動時其油層內(nèi)摩擦阻力 的大小的一個主要指標(biāo)。 第45頁/共60頁第四十六頁，共60頁。47(1) 壓力大、溫度高、載荷沖擊變動(bindng)大 粘度大的潤滑油。 (2) 滑動(hudng)速度大粘度較低的潤滑油。 (3) 粗糙(cco)或未經(jīng)跑合的表面粘度較高的潤滑油。 (4) 參考表12.3。 選擇粘度時，應(yīng)考慮如下基本原則：2、潤滑脂 潤滑油加稠化劑（如鈣、鈉、鋰的金屬皂） 的膏狀混合物。 特點：稠度大，不易流失，承載能力大。 但穩(wěn)定性差，摩擦功耗大，流動性差，無冷卻效果。 應(yīng)用：適于低速重載且溫

23、度變化不大處，難于連續(xù)供油時。第46頁/共60頁第四十七頁，共60頁。48潤滑脂選擇(xunz)原則： (1) 輕載(qn zi)高速時選針入度大的潤滑脂，反之選針入度小的潤滑脂。 (2) 所用潤滑脂的滴點(d din)應(yīng)比軸承的工作溫度高約2030。 針入度：標(biāo)準(zhǔn)圓錐體（一般共載重150克，也有規(guī)定100克的）在5秒鐘內(nèi)沉入保溫在25時的潤滑脂試樣中的深度。單位是1/10毫米。針入度愈大表示潤滑脂愈軟，即稠度愈??；反之則表示潤滑脂愈硬，即稠度愈大。 滴點是在標(biāo)準(zhǔn)條件下潤滑脂從半固體變成液體狀態(tài)的溫度。對于潤滑脂，在規(guī)定的條件下加熱，潤滑脂隨溫度的升高而變軟，從儀器的脂杯中滴下第一滴或成柱狀觸

24、及試管底部時的溫度（從固態(tài)變成液態(tài)的溫度點），稱為潤滑脂的滴點。潤滑脂的滴點是考察潤滑脂高溫狀態(tài)下的成脂能力。 第47頁/共60頁第四十八頁，共60頁。493、固體(gt)潤滑劑 軸承在高溫，低速(d s)、重載情況下工作，不宜采用潤滑油或脂時可采用固體潤滑劑。 常用：石墨(shm)、聚四氟乙烯、二硫化鉬、二硫化鎢等。 使用方法： (1) 調(diào)配到油或脂中使用； (2) 涂敷或燒結(jié)到摩擦表面； (3) 滲入軸瓦材料或成型鑲嵌在軸承中使用。(3) 在有水淋或潮濕的環(huán)境下應(yīng)選擇防水性強的潤滑脂鋁基潤滑脂、鈣基潤滑脂。第48頁/共60頁第四十九頁，共60頁。50二、潤滑(rnhu)方法 1、油潤滑(r

25、nhu) 間歇(jin xi)供油：小型低速、間歇(jin xi)運動場合。油壺或油槍連續(xù)供油：重要的軸承。間歇供油:第49頁/共60頁第五十頁，共60頁。51連續(xù)(linx)供油: (1)滴油潤滑(rnhu)可調(diào)節(jié)(tioji)油量!(2)繩芯潤滑不可調(diào)節(jié)油量!第50頁/共60頁第五十一頁，共60頁。52(3) 油環(huán)潤滑(rnhu)手柄調(diào)節(jié)螺母彈簧針閥杯體蓋杯體接頭油芯20適于n=502000r/min第51頁/共60頁第五十二頁，共60頁。53(4)浸油潤滑軸頸直接(zhji)浸在油池中，攪油損失較大。 (5)飛濺潤滑(rnhu)利用油池中的轉(zhuǎn)動件將潤滑(rnhu)油濺成油沫潤滑(rnhu)。 (6)壓力循環(huán)潤滑(rnhu)用油泵連續(xù)壓力供油，適于重載高速和交變載荷作用。 2、脂潤滑 旋蓋式油脂杯、黃油槍。 第52頁/共60頁第五十三頁，共60頁。5410.6 非全液體潤滑(rnhu)滑動軸承的計算 一、徑向(jn xin)滑動軸承 1、限制(xinzh)平均比壓P 目的：避免在載荷作用下潤滑油被完全擠出， 導(dǎo)致軸承過度磨損。主要失效：磨損與膠合。 設(shè)計準(zhǔn)則