《机械设计》课程授课教案（讲稿）13.1、13.2、13.3、13.4概述、径向滑动轴承的类型和结构、滑动轴承的材料、轴承润滑材料及润滑方法

课程名称：《机械设计》第22讲次第十三章滑动轴承13-1概述授课题目13-2径向滑动轴承的类型和结构13-3滑动轴承的材料13-4轴承润滑材料及润滑方法【目的要求】熟练掌握各种滑动轴承的类型、结构、特点；[重 点】滑动轴承的类型、结构；【难点】滑动轴承的设计：内容第十三章滑动轴承13-1概述轴承是各种机械中常见的重要零件之一。其功用主要有两个：①支承轴和轴上的零件，并保证轴的旋转精度。②减小转轴与支承之间的摩擦和磨损。*在高速、高精度、重载的场合以及结构上要求剖分的场合。经常采用滑动轴承。如轧钢机，大型发电机，汽轮机和曲轴上。根据承受载荷方向的不同，滑动轴承分为：向心（径向）滑动轴承用来承受径向力【推力（止推）滑动轴承：用来承受轴向力滑动轴承的特点承载能力大，耐冲击，油膜具有吸振能力运转平稳，无噪音优点流体润滑，小，磨损小可以做成剖分式，便于轴的装拆缺点：普通滑动轴承的启动摩擦阻力比滚动轴承大得多

课程名称：《机械设计》 第 22 讲次 授课题目 第十三章 滑动轴承 13-1 概述 13-2 径向滑动轴承的类型和结构 13-3 滑动轴承的材料 13-4 轴承润滑材料及润滑方法 【目的要求】 熟练掌握各种滑动轴承的类型、结构、特点； 【重 点】 滑动轴承的类型、结构； 【难 点】 滑动轴承的设计； 内 容 第十三章 滑动轴承 13-1 概述 轴承是各种机械中常见的重要零件之一。其功用主要有两个： ① 支承轴和轴上的零件，并保证轴的旋转精度。 ② 减小转轴与支承之间的摩擦和磨损。 ＊在高速、高精度、重载的场合以及结构上要求剖分的场合。经常采用滑动轴承。 如轧钢机，大型发电机，汽轮机和曲轴上。 根据承受载荷方向的不同，滑动轴承分为：    推力 止推）滑动轴承：用来承受轴向力 向心（径向）滑动轴承：用来承受径向力 ( 滑动轴承的特点        可以做成剖分式，便于轴的装拆 流体润滑， 小，磨损小 运转平稳，无噪音 承载能力大，耐冲击，油膜具有吸振能力 优点  缺点：普通滑动轴承的启动摩擦阻力比滚动轴承大得多

13-2径向滑动轴承的类型和结构一、类型径向滑动轴承有两种常用的类型：1．整体式：见（图13-1）P278，是常见的一种整体式轴承。主要由：轴承座和轴套组成：轴承座：常用铸造制造。其顶部有装油杯用的螺纹孔，便于轴承的润滑。轴承座用螺栓与机座相联接。轴套：与轴颈配合。用减磨材料制造。装配时，压入轴承座上的孔内。轴套上开有油孔，在内表面上开出油沟以输送润滑油。特点：优点：结构简单，加工方便，成本低。缺点：①装拆不方便（主要指轴的装拆是以端部进行，对于粗重的轴则不方便；②磨损以后，间隙过大，不能调整。2.剖分式（如图13-2）P278主要由：轴承座，轴承盖，剖分的轴瓦，轴承盖螺栓组成轴承座与轴承之间用螺栓连接，座与盖通常也是用铸铁制造的。剖分面常作成阶梯形（做出“止”口），以便于定位，并防止工作时错动。另外，剖面最好与载荷方向垂直或基本垂直。为此，当载荷垂直向或略有倾时，剖分面常设计成水平方向。当载荷方向有比较大偏斜时，剖分面也应倾斜布置：通常倾斜成45度角。与轴直接接触的零件也做成剖分式的结构，称为轴瓦。正对着径向力F.方向上用于支撑轴的半圆周，称为承载区：另一半称为非承载区。在非承载区的轴瓦上内表面上开设油沟。润滑油从油沟流入轴承，对轴承进行润滑。特点：便于轴的安装。磨损后，可以修复。缺点：结构复杂，加工麻烦，成本高。实际中，径向滑动轴承的结构形式很多。图14-7所示为自动调心轴承。轴瓦外表面与轴承之间是球面配合。轴瓦可以自动调位以适应轴颈在轴弯曲时所产生的偏斜。主要用于比较宽的轴承（宽径比为B/d>1.5的轴承）

13-2 径向滑动轴承的类型和结构 一 、类型 径向滑动轴承有两种常用的类型： 1．整体式： 见（图 13-1）P278，是常见的一种整体式轴承。 主要由：轴承座和轴套组成：        在内表面上开出油沟以输送润滑油。 轴套：与轴颈配合。用减磨材料制造。装配时，压入轴承座上的孔内。轴套上开有油孔， 机座相联接。 轴承座：常用铸造制造。其顶部有装油杯用的螺纹孔，便于轴承的润滑。轴承座用螺栓与 特点： 优点：结构简单 ，加工方便，成本低 。 缺点：① 装拆不方便（主要指轴的装拆是以端部进行，对于粗重的轴则不方便； ② 磨损以后，间隙过大，不能调整。 2．剖分式 （如图 13-2）P278 主要由：轴承座，轴承盖，剖分的轴瓦，轴承盖螺栓组成 轴承座与轴承之间用螺栓连接，座与盖通常也是用铸铁制造的。剖分面常作成阶梯形（做出“止” 口），以便于定位，并防止工作时错动。 另外，剖面最好与载荷方向垂直或基本垂直。为此，    当载荷方向有比较大偏斜时，剖分面也应倾斜布置：通常倾斜成 度角。 当载荷垂直向或略有倾斜时，剖分面常设计成水平方向。 45 与轴直接接触的零件也做成剖分式的结构，称为轴瓦。 正对着径向力 Fr 方向上用于支撑轴的半圆周，称为承载区；另一半称为非承载区。 在非承载区的轴瓦上内表面上开设油沟。润滑油从油沟流入轴承，对轴承进行润滑。 特点： 便于轴的安装。磨损后，可以修复。 缺点： 结构复杂，加工麻烦，成本高。 实际中，径向滑动轴承的结构形式很多。 图 14-7 所示为自动调心轴承。轴瓦外表面与轴承之间是球面配合。轴瓦 可以自动调位以适应轴颈在轴弯曲时所产生的偏斜。 主要用于比较宽的轴承 （宽径比为 B/d＞1.5 的轴承）。 球面配合

另外，还有间隙可以调节的滑动轴承等特殊结构，这需要大家在以后的学习和工作中逐渐了解。二、轴瓦的结构为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在轴瓦的内表面上浇铸一层或两层摩擦系数小，抗胶合能力强的材料，称为轴承衬。这样的轴瓦通常称为：双金属轴瓦或三金属轴瓦。轴承衬的厚度很小，一般随轴承直径的增大而增大，通常为：零点几mm到6mm。在非承载区的轴瓦上开设的油沟，常见形式见（图13-12）。通常是以进油口（图中小口）为中心开出纵向，横向或倾斜的油沟。其作用是：使油进入轴承后能够均匀的分布在整个轴颈上。（油从轴承的两端流出去，即端泄）。★注意：油沟不能开在承载区，否则，会降低油膜的承载能力。（如图13-14）所示。对于大型的滑动轴承，常采用（13-13）所示的“油室”结构。润滑油从两侧导入，它可使润滑油沿轴向均匀分布，并起着贮油和稳定供油的作用

另外，还有间隙可以调节的滑动轴承等特殊结构，这需要大家在以后的学习和工作中逐渐了解。 二、轴瓦的结构 为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在轴瓦的内表面上浇铸一层或两层摩擦系数小，抗胶合能力强 的材料，称为轴承衬。这样的轴瓦通常称为：双金属轴瓦或三金属轴瓦。 轴承衬的厚度很小，一般随轴承直径的增大而增大，通常为：零点几 mm 到 6mm。 在非承载区的轴瓦上开设的油沟，常见形式见（图 13-12）。通常是以进油口（图中小口）为中 心开出纵向，横向或倾斜的油沟。其作用是：使油进入轴承后能够均匀的分布在整个轴颈上。（油从 轴承的两端流出去，即端泄）。 ＊注意： 油沟不能开在承载区，否则，会降低油膜的承载能力。（如图 13-14）所示。 对于大型的滑动轴承，常采用（13-13）所示的“油室”结构。润滑油从两侧导入，它可使润滑油沿 轴向均匀分布，并起着贮油和稳定供油的作用

13-3滑动轴承的材料轴瓦是滑动轴承中的重要零件。轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料由于滑动轴承，如果不能保证液体润滑状态，则会产生较大的摩擦和磨损。磨损是滑动轴承的主要失效形式，而摩擦会产生热量，使温度升高，导致润滑失效，进而引起胶合。所以，对滑动轴承材料的基本要求是：1）要求减摩性好。即μ要小，对油的吸附能力要强，利于润滑。2）要求耐摩性好。3）要求抗胶合能力强。（与轴材料的物理、化学性质相差越大，则抗胶合性能越强：同时，导热性要好。）4）具有一定的抗压强度（保证在载荷作用下不压溃）。5）具有良好的适中性。包括：顺应性：靠塑性变形补偿适应由于轴的变形或对中性不好引起的局部接触，或几何误差；嵌藏性：即可以嵌藏外来的硬颗粒。防止轴的划伤。（例如，和好的面表面上如有小石子，则用力一压，则就嵌入面中。）磨合性：利用轴承的早期磨损，减小表面的粗糙度，适应轴的形状误差。6）工艺性好：铸造性好，切削的工艺性好7）还要求：热膨胀小，耐腐蚀等二 常用材料轴承的材料分为三大类：金属材料；粉末冶金；非金属材料1．常用的金属材料：（1）轴承合金：（白合金，巴氏合金）是以锡或铅作为基体即锡基轴承合金和铅基轴承合金，在基体上悬浮锑锡（Sb一Sn）及铜锡（Cu一Sn）的硬晶粒。硬晶粒起耐摩作用，软的基体则增加材料的塑性、嵌藏性和顺应性。（软基体上有硬支点）。在所有轴承材料中：特点：嵌藏性，顺应性最好，很容易饱和，具有几哦啊好的抗胶合能力。但是，机械强度低，疲劳强度低，价格较贵。因此，通常只用做轴承衬的材料而帖附在轴瓦基体表面上。而轴瓦的基体可以用：软钢，铸铁或青铜制造。★注意；锡基合金的热膨胀系性比铅基合金好。所以更适合用于高速轴承

13-3 滑动轴承的材料 轴瓦是滑动轴承中的重要零件。轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。 由于滑动轴承，如果不能保证液体润滑状态，则会产生较大的摩擦和磨损。磨损是滑动轴承 的主要失效形式，而摩擦会产生热量，使温度升高，导致润滑失效，进而引起胶合。所以，对滑 动轴承材料的基本要求是： 1）要求减摩性好。即μ要小，对油的吸附能力要强，利于润滑。 2）要求耐摩性好。 3）要求抗胶合能力强。（与轴材料的物理、化学性质相差越大，则抗胶合性能越强；同时， 导热性要好。） 4）具有一定的抗压强度（保证在载荷作用下不压溃）。 5）具有良好的适中性。 包括：顺应性：靠塑性变形补偿适应由于轴的变形或对中性不好引起的局部接触，或几何误 差； 嵌藏性：即可以嵌藏外来的硬颗粒。防止轴的划伤。（例如，和好的面表面上如有小石 子，则用力一压，则就嵌入面中。） 磨合性：利用轴承的早期磨损，减小表面的粗糙度，适应轴的形状误差。 6）工艺性好：铸造性好，切削的工艺性好 7）还要求：热膨胀小，耐腐蚀等 二 常用材料 轴承的材料分为三大类：金属材料；粉末冶金；非金属材料 1．常用的金属材料： （1）轴承合金：（白合金，巴氏合金） 是以锡或铅作为基体即锡基轴承合金和铅基轴承合金，在基体上悬浮锑锡（Sb—Sn）及铜锡 （Cu—Sn）的硬晶粒。硬晶粒起耐摩作用，软的基体则增加材料的塑性、嵌藏性和顺应性。（软基 体上有硬支点）。在所有轴承材料中： 特点：嵌藏性，顺应性最好，很容易饱和，具有几哦啊好的抗胶合能力。 但是，机械强度低，疲劳强度低，价格较贵。 因此，通常只用做轴承衬的材料而帖附在轴瓦基体表面上。而轴瓦的基体可以用：软钢，铸 铁或青铜制造。 ＊注意；锡基合金的热膨胀系性比铅基合金好。所以更适合用于高速轴承

（2）铜合金「锡青铜：减磨性好，但疲劳强度低青铜：无锡青铜：机械强度较高黄铜：等特点：机械强度比轴承合金高，承载能力大，刚性好，耐磨性好，传热性好，可直接作成轴瓦。也可以作为轴瓦的基体。在其内表面上流铸一层轴承合金。但是，嵌藏性和饱和性比轴承合金差。（3）铸铁：用于不重要的、低速、轻载的场合。2.粉末合金一含油轴承它是具有多孔组织，小孔中可以贮存润滑油。当工作中温度升高时，油受热膨胀，从小细孔中流出，对轴承进行润滑（温度下降后进入小孔）。常用于加油不方便的场合。（加一次油可以使用较长的时间）。3.非金属材料常用的有：轴承塑料。可以用油，也可以用水润滑。【u小，则能量损失小抗压强度和疲劳强度较高，可承受冲击载荷特点：耐磨性好，饱和性好塑性好，可以嵌藏外来杂质但导热性差，耐热性差。【木材：扎钢机上的“胶木瓦”此外还有：木材，橡胶等。橡胶：可以用水润滑

（2）铜合金         黄铜：等 无锡青铜：机械强度较高 锡青铜：减磨性好，但疲劳强度低 青铜： 特点：机械强度比轴承合金高，承载能力大，刚性好，耐磨性好，传热性好，可直接作成轴 瓦。也可以作为轴瓦的基体。在其内表面上流铸一层轴承合金。但是，嵌藏性和饱和性比轴承合 金差。 （3）铸铁：用于不重要的、低速、轻载的场合。 2．粉末合金—含油轴承 它是具有多孔组织，小孔中可以贮存润滑油。当工作中温度升高时，油受热膨胀，从小细孔 中流出，对轴承进行润滑（温度下降后进入小孔）。常用于加油不方便的场合。（加一次油可以使 用较长的时间）。 3．非金属材料 常用的有：轴承塑料。可以用油，也可以用水润滑。 特点：        塑性好，可以嵌藏外来杂质 耐磨性好，饱和性好 抗压强度和疲劳强度较高，可承受冲击载荷 小，则能量损失小 但导热性差，耐热性差。 此外还有：木材，橡胶等。    橡胶：可以用水润滑 木材：扎钢机上的“胶木瓦

13-4轴承润滑材料及润滑方法【减小摩擦功耗，降低磨损率润滑的目：起冷却、防尘、防锈以及吸振的作用一、润滑材料滑动轴承常用的润滑材料是：润滑油和润滑脂。特殊场合，也可以用固体或气体做润滑剂。1.润滑油：主要是矿物油。其主要性能指标是：粘度、粘度指数、油性、闪点、凝点等。其中：粘度是最重要的指标，也是选择轴承用润滑油的主要依据。润滑油粘度的选择可根据经验或实验方法确定。同一机器，在相同的条件下工作，功耗小，温升低的润滑油，其粘度大小较合适。根据轴承的压强和轴颈圆周速度确定油的型号。2.润滑脂：是用矿物油与稠化剂（钙、钠、铝等金属皂）混合而成的。其主要性能指标是：稠度（针入度）和滴点。工业上应用最广的是：钙基润滑脂（钙脂）。【钠基润滑脂钠脂）：比钙脂耐热，但怕水此外还有：锂基润滑脂等，抗水性和稳定性较好特点：稠度大，不易流失，承载能力大。但性质不如润滑油稳定，摩擦功耗大。所以，不宜在高速和温度变化大的场合应用。通常用于：如轴颈圆周速度v<1~2m/s的场合。二、润滑方法是指向轴承供给润滑油或润滑脂的方法。间歇供给：只能定期人工供油对润滑油：连续供给：自动连续供油对脂润滑：只能间歇供给。最常用的就是：黄油杯（见图14-16）。也常用黄油枪供给。滑动轴承的润滑方式可根据如下系数选择：k=Vpv3(13-1) Ps16p=F/dB)-平均压强MPa式中：v-轴颈的圆周速度m/s

13-4 轴承润滑材料及润滑方法 润滑的目：    起冷却、防尘、防锈以及吸振的作用 减小摩擦功耗，降低磨损率 一、 润滑材料 滑动轴承常用的润滑材料是：润滑油和润滑脂。 特殊场合，也可以用固体或气体做润滑剂。 1．润滑油：主要是矿物油。其主要性能指标是：粘度、粘度指数、油性、闪点、凝点等。 其中：粘度是最重要的指标，也是选择轴承用润滑油的主要依据。 润滑油粘度的选择可根据经验或实验方法确定。同一机器，在相同的条件下工作，功耗小， 温升低的润滑油，其粘度大小较合适。 根据轴承的压强和轴颈圆周速度确定油的型号。 2． 润滑脂：是用矿物油与稠化剂（钙、钠、铝等金属皂）混合而成的。 其主要性能指标是：稠度（针入度）和滴点。 工业上应用最广的是：钙基润滑脂（钙脂）。 此外还有：    锂基润滑脂等，抗水性和稳定性较好 钠基润滑脂(钠脂）：比钙脂耐热，但怕水 特点：稠度大，不易流失，承载能力大。但性质不如润滑油稳定，摩擦功耗大。 所以，不宜在高速和温度变化大的场合应用。通常用于：如轴颈圆周速度 v〈 1~2m/s 的场合。 二、润滑方法 是指向轴承供给润滑油或润滑脂的方法。 对润滑油：    连续供给 自动连续供油 间歇供给：只能定期人工供油 : 对脂润滑：只能间歇供给。最常用的就是：黄油杯（见图 14-16）。也常用黄油枪供给。 滑动轴承的润滑方式可根据如下系数选择： 3 k= pv （13-1）P316 式中：    − = − v m s p F dB MPa / /( ) 轴颈的圆周速度 平均压强

当k≤2时一用润滑脂。黄油杯供给。当=2~16时一针阀式注油油杯（油润滑）。当=16~32时一油环或飞溅润滑（油润滑）当k≥32时一压力循环润滑。（离心力大，把油甩出去）。[本讲作业]思考题13-1、13-2、13-3、13-5

        = =  当 时 — 压力循环润滑。（离心力大，把油甩出去）。 当 时 — 油环或飞溅润滑（油润滑）。 当 时 — 针阀式注油油杯油润滑）。 当 时 — 用润滑脂。黄油杯供给。 32 16 ~ 32 2 ~ 16 ( 2 k k [本讲作业] 思考题 13-1、13-2、13-3、13-5