滑动轴承Word下载.docx

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根据宽径比B/d=0.8，知B=40mm。

则：

2.5MPa＜[p]=8MPa

9.82MPa·

m/s＜[pv]=12MPa·

3.93m/s＞[v]=3m/s

可见：

p和pv值均满足要求，只有v不满足。

其改进方法是：

如果轴的直径富裕，可以减小轴颈直径，使圆周速度v减小；

采用[v]较大的轴承材料。

改进方法：

将轴承材料改为轴承合金ZPbSb16Sn16Cu2，[p]=15MPa，[v]=12m/s，[pv]=10MPa·

2.5MPa＜[p]=15MPa

m/s＜[pv]=10MPa·

3.93m/s＜[v]=12m/s

结论：

轴承材料采用轴承合金ZPbSb16Sn16Cu2，轴颈直径d=50mm，宽度B=40mm。

例10-2一向心滑动轴承，已知：

轴颈直径d=150mm，宽径比B/d=0.8，直径间隙Δ=0.3mm，轴承包角180°

，轴的转速n=1500r/min，轴承受径向载荷F=18000N，采用N32润滑油，在工作温度下的动力粘度η=0.0175Pa·

s，轴颈和轴瓦的表面粗糙度分别为Rz1=1.6

和Rz2=3.2

，试校核该轴承是否可以获得流体动压润滑。

（1）确定[h]

取K=2，则［h］=K（RZ1+RZ2）=2（1.6+3.2）=9.6

（2）求hmin

轴承宽度：

B=0.8d=0.8×

150=120mm

轴承相对间隙：

0.002

轴颈转速：

n=1500r/min=25r/s

轴承特性数：

=0.109

根据S和宽径比查图，得到

所以

mm=46.5

可见，满足hmin＞[h]，轴承可以获得流体动压润滑。

例10-3一向心滑动轴承，轴颈直径d=60mm，宽径比B/d=1，轴承包角

，直径间隙Δ=0.09mm，轴颈和轴瓦的表面粗糙度Rz1=1.6

，Rz2=3.2

，转速n=1500转/分，用N15号机械油润滑，tm=50℃（η=0.095Pa·

s）。

试求获得流体动压润滑的许用载荷。

（1）确定hmin

取K=2，则［h］=K（RZ1+RZ2）=

=9.6

取：

hmin=10

=0.01mm

（2）求S

半径间隙C：

C=Δ/2=0.09/2=0.045mm

偏心率：

=1-hmin/C=1-0.010/0.045=0.78

根据

和宽径比查得S=0.051

（3）求F

B=d=60mm=0.06m

0.0015

=7451N

所以，形成流体动压润滑的最大工作载荷为7451N。

例10-4一单油楔向心滑动轴承，包角

，轴颈直径d=100mm，轴承宽度B=100mm，轴承的直径间隙Δ=0.15mm，轴颈和轴瓦的表面粗糙度分别为Rz1=3.2

，Rz2=6.3

，承受径向载荷F=32000N，在工作温度下润滑油的动力粘度η=0.027Pa·

s，试求能形成流体动压润滑的最低工作转速。

取K=1.5，则［h］=K（RZ1+RZ2）=1.5（3.2+6.3）=14.25

hmin=14.25

=0.01425mm

C=Δ/2=0.15/2=0.075mm

=1-hmin/C=1-0.01425/0.075=0.81

轴承宽径比：

B/d=100/100=1

和宽径比查得S=0.045

（3）求n

=12r/s=720r/min

所以，形成流体动压润滑的最低工作转速为720r/min。

例10-5图1

例10-5承载油楔示意如例10-5图1所示，下板固定不动，上板沿x轴方向以速度U运动。

已知：

流速方程：

一维雷诺方程：

式中：

h——沿x轴任意位置的间隙

h0——油压最大处的间隙

——润滑油粘度

u——润滑油层流速度

试根据油楔承载机理，定性地画出油压p沿x轴的变化曲线，和油楔入口、出口和h0处流速u沿y轴方向的变化曲线，并简要说明理由。

例10-5图2

解题要点：

（1）画p（x）曲线

设：

油楔的外面，p=0，则在出入口处，p=0。

根据雷诺方程，在油楔的入口一侧，h＞h0，则：

＞0，p（x）为增函数；

同理，在油楔的出口一侧，

h＜h0，则：

＜0，p（x）为减函数。

另根据实验，pmax偏向油楔的出口端。

这样，p（x）曲线可以定性画出，如图所示。

（2）画层流速度曲线u（y）

油楔入口处：

剪切流

，呈线性分布。

当y=0，u1=U；

当y=h，u1=0。

压力流

，当y=0，u2=0；

当y=h，u2=0；

当0＜y＜h，因

＞0，（h-y）＞0，则：

u2＜0。

合成剪切流和压力流，得到入口处流速变化曲线。

油楔出口处：

剪切流，和入口分布规律相同，呈线性分布。

压力流，只因

＜0，使u2＞0。

合成剪切流和压力流，得到出口处流速变化曲线。

h0处（pmax处）：

因：

h0=0，根据雷诺方程可知，

=0，从而压力流u2=0。

只有剪切流。

综上，油楔入口、出口和h0处流速u沿y轴方向的变化曲线如10-5图2所示。

自测题与答案

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．ZchSnSb8-4B.38SiMnMo

C．GCr15D.HT200

10-3．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________。

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/dB．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________。

A．变小B．变大

C．不变D．不会变大

10-12．设计动压式向心滑动轴承时，若发现最小油膜厚度hmin不够大，在下列改进措施中有效的是________。

A．减小轴承的宽径比B/dB．增多供油量

C．减小相对间隙D．换用粘度较低的润滑油

10-13．三油楔可倾瓦向心滑动轴承与单油楔圆瓦向心轴承相比，其优点是________。

A．承载能力高B．运转稳定

C．结构简单D．耗油量小

10-14．在动压滑动轴承能建立液体动压润滑的条件中，不必要的条件是________。

A．轴颈和轴瓦表面之间构成楔形间隙B．轴颈和轴瓦表面之间有相对滑动

C．充分供应润滑油D．润滑油温度不超过50℃

10-15．在滑动轴承工作特性试验中可以发现，随转速n的提高，摩擦系数f________。

A．不断增大B．不断减小

C．开始减小，进入液体摩擦后有所增大D．开始增大，进入液体摩擦后有所减小

10-16．通过对流体动压滑动轴承的计算知道，随着相对间隙

的增大，轴承的温升变小了，这是由于________。

A．进油量增加，摩擦系数减小，轴承发出的热量减少了

B．轴承金属的受热面积增加，吸收和传导热量的能力增大了

C．被轴承间隙散发出的热量增加了

D．进油量增加，润滑油带走的热量增多了

10-17．液体动压滑动轴承需要足够的供油量，主要是为了________。

A．补充端泄油量B．提高承载能力

C．提高轴承效率D．减轻轴瓦磨损

10-18．一向心滑动轴承。

直径间隙为0.08mm，现测得它的最小油膜厚度hmin=21

，轴承的偏心率

应该是________。

A．0.26B．0.475

C．0.52D．0.74

10-19．流体动压润滑轴承达到液体摩擦的许用最小油膜厚度受到________限制。

A．轴瓦材料B．润滑油粘度

C．加工表面粗糙度D．轴承孔径

10-20．验算滑动轴承最小油膜厚度hmin的目的是________。

A．确定轴承是否能获得液体润滑B．控制轴承的发热量

C．计算轴承内部的摩擦阻力D．控制轴承的温升

10-21．在________情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得过高。

A．重载B．高速

C．工作温度高D．承受变载荷或冲击载荷

10-22．非金属材料轴瓦中的橡胶轴承主要用于以________作润滑剂之处。

A．润滑油B．润滑脂

C．水D．石墨

10-23．运动粘度是动力粘度和相同温度下润滑油________的比值。

A．流速B．质量

C．比重D．密度

10-24．两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为________。

A．边界摩擦B．混合摩擦

C．液体摩擦D．半液体摩擦

10-25．与滚动轴承相比较，在下述各点中，________不能作为滑动轴承的优点。

A．径向尺寸小B．运转平稳，噪声低

C．间隙小，旋转精度高D．可用于高速场合

10-26．在下列各种设备中，________只宜采用滑动轴承。

A．中小型减速器齿轮轴B．电动机转子

C．铁路机车车辆轴D．大型水轮机主轴

10-27．滑动轴承的润滑方法，可以根据________来选择

A．平均压强pB．

C．轴颈圆周速度vD．pv值

10-28．向心滑动轴承的直径增大1倍，宽径比不变，载荷及转速不变，则轴承的压强p变为原来的________倍，pv值为原来的________倍。

A．2B．1/2

C．1/4D．4

10-29．滑动轴承支承轴颈，在液体动压润滑状态下工作，为表示轴颈的位置，图中________是正确的。

A．B．C．D．

10-30．在如下的各图中，________情况的两板间能建立动压油膜。

A．B．C．D．

二、填空题

10-31．机械零件的磨损过程分三个阶段：

__________阶段、__________阶段和剧烈磨损阶段。

10-32．滑动轴承使用轴瓦的目的是_________，降低成本，_________。

10-33．影响润滑油粘度的主要因素有_________和_________。

10-34．两摩擦面之间的典型摩擦状态有_________状态、_________状态、_________状态和_________状态。

非液体摩擦轴承一般工作在_________状态和_________状态，液体动压润滑轴承工作在_________状态，滑动轴承不允许出现_________状态。

10-35．非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是_________和_________。

防止滑动轴承发生胶合的根本问题在于_________。

10-36．对非液体摩擦轴承工作能力的验算项目为_________，_________，_________。

10-37．设计非液体摩擦滑动轴承时，验算p≤[p]是为了防止_________；

验算pv≤[pv]是防止_________。

10-38．滑动轴承的相对间隙是________与________之比，偏心率ε是________与________之比。

10-39．在滑动轴承中，润滑油的端泄量与轴承的__________、__________及油压有关。

10-40．选择滑动轴承所用的润滑油时，对液体摩擦轴承主要考虑润滑油的_________；

对非液体摩擦轴承主要考虑润滑油的_________。

三、简答题

10-41．滑动轴承主要适用于那些场合？

10-42．非液体摩擦滑动轴承的失效形式和设计准则各是什么？

10-43．非液体摩擦滑动轴承需要进行哪些计算？

其目的各是什么？

10-44．根据滑动轴承可能发生的失效形式，分析对轴瓦材料有哪些性能要求。

10-45．在设计液体动压滑动轴承时，是否需要进行非液体摩擦轴承的计算，为什么？

10-46．试画出动压轴承的油膜形成过程。

10-47．液体动压润滑轴承的工作能力准则有哪些？

10-48．提高液体动压润滑轴承承载能力的措施有哪些？

10-49．当液体动压润滑轴承的温升过高，降低其温升的措施有哪些？

10-50．何谓摩擦、磨损和润滑？

四、分析计算题

10-51．一非液体摩擦滑动轴承，B=100mm，d=100mm，轴颈转速n=600转/分，轴承材料的[p]=8MPa，[pv]=15MPa·

m/s，[v]=3m/s。

求：

许用载荷F。

10-52．已知一起重机卷筒轴用滑动轴承，其径向载荷F=100kN，轴颈直径d=90mm，转速n=10r/min，试按非液体摩擦状态设计此轴承。

10-53．一向心滑动轴承，包角

，轴颈直径d=80mm，宽径比

B/d=1，相对间隙

=0.0015，轴颈和轴瓦的表面粗糙度Rz1=1.6

，Rz2=3.2

，在径向载荷F、轴颈圆周速度v的工作条件下，偏心率

=0.8，能形成液体动压润滑。

若其它条件不变，试求：

（1）当轴颈速度提高到

时，轴承的最小油膜厚度为多少？

（2）当轴颈速度降低为

时，该轴承能否达到液体动压润滑？

10-54．某一向心滑动轴承，包角为

，轴颈直径d=80mm，轴承宽度B=120mm，直径间隙

=0.1mm，径向载荷F=50000N，轴的转速n=1000r/min，轴颈和轴瓦的表面粗糙度Rz1=1.6

，试求：

（1）若轴承达到液体动压润滑，润滑油的动力粘度应为多少？

（2）若其它条件不变，将径向载荷F和直径间隙

都提高20%，该轴承还能否达到液体动压润滑状态？

五、参考答案

1．选择题

10-1C；

10-2A；

10-3B；

10-4A；

10-5A；

10-6D；

10-7C；

10-8A；

10-9D；

10-10A；

10-11B；

10-12C；

10-13B；

10-14D；

10-15C；

10-16D；

10-17A；

10-18B；

10-19C；

10-20A；

10-21B；

10-22C；

10-23D；

10-24A；

10-25C；

10-26D；

10-27B；

10-28CB；

10-29C；

10-30B；

2．填空题

10-31跑合稳定磨损剧烈磨损

10-32节约贵重金属维修方便

10-33温度压力

10-34干摩擦边界摩擦混合摩擦流体摩擦边界摩擦混合摩擦边界摩擦干摩擦

10-35磨损胶合维护边界膜不被破坏

10-36p≤[p]pv≤[pv]v≤[v]

10-37过度磨损温升过高而发生胶合

10-38直径间隙

轴颈直径d偏心距e半径间隙C

10-39宽径比相对间隙

10-40粘性油性

3．简答题

10-41~10-46：

参考答案从略，可参考本章内容。

10-47．1）保证油膜厚度条件：

hmin＞[h]；

2）保障温升条件：

t≤[

t]

10-48．增大宽径比；

减小相对间隙；

增大润滑油粘度；

提高转速；

降低轴颈和轴瓦的表面粗糙度

10-49．减小宽径比；

增大相对间隙；

降低润滑油粘度；

采用压力供油；

轴承座增加散热和降温措施；

10-50．摩擦是指两物体在发生相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触表面上产生阻碍相对运动的现象。

磨损是指在摩擦过程中，摩擦表面的材料发生微量脱落或转移的现象。

润滑是指在作相对运动的两物体接触表面之间加入润滑剂，以减少摩擦、降低磨损。

4．分析计算题

10-51解题要点：

根据：

≤[pv]=15MPa·

得到：

F≤

=47746N

≤[p]=8MPa

=80000N

验算速度

m/s＞[v]=3m/s

因为不满足v≤[v]，轴承不能承载。

其改进方法：

因为相差不大，如果强度允许，可以减小一点轴颈直径，使圆周速度v减小；

另外，可以采用[v]较大的轴承材料。

10-52答题要点：

（1）确定轴承结构和润滑方式

因为此轴承为低速重载轴承，尺寸大，为便于拆装和维修，采用剖分式结构。

润滑方式采用油脂杯式脂润滑。

（2）选择轴承材料

按低速、重载的条件，初步选用铸铝青铜ZcuAl10Fe3，其[p]=15MPa，[pv]=12MPa·

m/s，[v]=4m/s。

（3）确定轴承宽度

对低速、重载轴承，宽径比应取大些。

初选

B/d=1.2，则轴承宽度：

B=

108mm，取：

B=110mm，

（4）验算：

=

＜[p]=15MPa

＜[pv]=12MPa·

m/s＜[v]=3m/s

可见，p与[p]比较接近，pv和v很富裕，可以适当减小轴承宽度。

取宽径比：

B/d=1，则B=90mm。

压强p=12.35MPa，v=0.047，pv=0.58MPa·

均满足要求。

10-53解题要点：

（1）求在F、v和

=0.8工作条件下的最小油膜厚度hmin

由

B/d=1，d=80mm，得B=80mm。

hmin=

0.012mm=12

=0.8和

B/d=1和包角

，查得：

S=0.048。

（2）取K=2，计算许用最小油膜厚度[h]

[h]=K（RZ1+RZ2）=

（1.6+3.2）=9.6

可见，hmin＞[h]，轴承可以形成流体流体动压润滑。

（3）求当

时的最小油膜厚度

，S与n成正比，而

，v与n成正比，故S与v成正比，

当

时，S=

=0.0816

据此查得偏心率：

=0.7，

0.018mm=18

（4）验算当

时能否达到液体动压润滑

S与v成正比，得到：

=0.0336

=0.85，

0.009mm=9

hmin＜[h]，所以，当

时，不能形成流体动压润滑。

10-54解题要点：

（1）确定所需最小油膜厚hmin

=9.6

=0.0096mm

C=

=0.05mm

=0.8

宽径比：

=0.8和宽径比

查得：

S=0.037

（3）求润滑油动力粘度

0.00125

n=1000r/min=1000/60r/s