第十五章 滑 动 轴 承 p.236
前言
摩擦状态
滑动轴承的结构
滑动轴承的材料
非液体摩擦滑动轴承的计算
润滑剂和润滑装置
动压润滑基本原理
一,轴承功用
滑动 轴承
滚动 轴承
,支承轴及轴上零件,并保证旋转精
度,减少轴与支承间的摩擦与磨损。
向心 轴承－
推力 轴承－
轴承的功用之一 →减少摩擦与磨损
→合理选择材料,良好的润滑 →
二, 轴承的分类,FaFr
FA2FA1F
R1 FR2按摩擦性质
按载荷的方向
主要承受 径向 载荷 FＲ
（与轴心线垂直）
主要承受 轴向 载荷 FA
(与轴心线一致 )
前 言
§ 15-1 摩擦状态 p.236
1.干摩擦－
2.边界摩擦－
3.液体摩擦－
4.混合摩擦－
两摩擦面间无任何润滑剂 →固体表面直
接接触 →摩擦、磨损大 →强烈温升 →不允许
→ｆ ≈0.30～ 0.35
两摩擦面由吸附着的很簿的边界膜隔
开的摩擦 →ｆ ≈0,1～ 0.3
两摩擦面完全由液体隔开的摩擦 →理想
→ｆ ≈0.001～ 0.01
干、边界、液体摩擦并存 →实际
→非液体摩擦
5.滑动轴承的分类,（按润滑方式）
液体润滑 滑动轴承 (静压、动压 )
图 15-17
非液体润滑 滑动轴承
→
图 15-20
§ 15-2 滑动轴承的结构 p.238
(一 )向心滑动轴承 →主要承受径向载荷 FR
1.整体式 → 轴承座、轴瓦 (轴套 )
(二 )推力轴承
(三 )对轴瓦结构的要求：
2.剖分式 → 轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦 (两边 )、
螺栓连接件。
3.自动调心式
(b/d=1.5～ 1.75时用 )
→实心、空心、
单环、多环式。
在止推轴承上开
出若干楔形扇形面
→ 固定式
可倾式
(二 )推力轴承 →主要承受轴向载荷 FA(Fa)
轴的端面或凸肩 (推力圆盘 )
→可形成动压润滑图 15-8
3.轴瓦定位配合
4.必要时开油室
5.轴瓦
(三 )对轴瓦结构的要求：
1.剖分式轴瓦 →
2.轴承应开油孔、油沟
(供应 →输送,分布 )
剖分面 ⊥ 载荷 → 水平 → 承载区
方向 (± 35° ) 倾斜 非承载区
② 油孔油沟开在 →
① 润滑油应由非承载区引入
→┌保证良好润滑
└不降低油膜承载力
o35
o35
┌轴瓦 ←载荷方向相对轴瓦方向不变
└轴颈 ←载荷方向相对轴颈方向不变
3.轴瓦定位配合
┌单金属
└双、多金属 →
(与轴颈接触 )轴承衬
→(贴合牢固 )燕尾槽
、螺旋槽 图 15-9 p.241
③ 油沟形式 →
图 15-4 p.239
4.必要时开油室
5.轴瓦
轴承衬
定 ┌轴向,两端凸台,销钉 (铜 )
位 └周向,紧定螺钉,销钉 (铜 )
配合,小过盈量配合
－ 贮油和稳定供油
§ 15-3 滑动轴承的材料 p.240
2.青铜
→ 以锡或锑为软
基体，均夹着锑锡、铜锡硬晶粒 →最好，但
价高, 强度低 →
3.灰铸铁、耐磨铸铁
4.粉未治金（含油轴承、陶质金属）
二, 非金属材料：
1.轴承合金 (白合金、巴氏合金 )
→锡、铝、铅青铜
→轻载、低速
塑料、尼龙、橡胶、硬木
→铁（铜）粉＋石墨 →压型 →烧结
轴承衬。
一, 金属材料, 表 15-1
硬晶粒
锡 (锑 )
┌液体 润滑滑动轴承
└非液体 润滑滑动轴承
(一 )失效形式及设计准则,
→磨损 →间隙 ↑→运动精度 ↓
→耗功 →温度 ↑→粘度 ↓润滑恶化 →烧瓦、胶合
→维持边界油膜不遭破裂 p.245第 10
1.主要失效形式,
2.设计准则,
在润滑剂中加少量石墨或 MOS2→边界油膜较坚韧
(二 )设计计算：
§ 15-5非液体摩擦滑动轴承的计算
(二 )设计计算：
一,向心轴承,P.245
? ?pBdFp R ??
? ?pVdnBdFpV R ???? 601000 ? Mpa· m/S (15-4)
2.验算 pｖ值 →
Mpa (15-3)
1.轴承压强 (p)验算 → 油不被过大压力挤出 →不产生
过大磨损
限制温升 →防止油膜破裂 →防止胶合
→维持边界油膜不遭破裂
二, 推力轴承FR－径向载荷 N ； B－轴承寛度 mm；d－轴颈直径 mm ； n－轴颈转速 r/min ；
[p],[pV] －许用应力 Mpa,Mpa·m/S 查表 (15-1) p.241
d2
二, 推力轴承,P.245
1.轴承压强验算,
? ?p
ddZ
F
p A ?
?
?
)(
4
2
1
2
2
?
? ?pVpV m ?
d2, d1— 环状支承面的外、内径 mm
Z— 轴环数
2.验算ｐｖ值,
Mpa
(15-5)
Mpa· m/S (15-6)
Vm — 支承面平均半径的圆周速度 m/s
1 0 0 060 ?
??? ndV m
m
?
2
21 ddd
m
??
[p],[pV] －许用应力 Mpa,Mpa·m/S
(表 15-1,P.241)表中值减小 20%～ 40%
§ 15-4 润滑剂和润滑装置 p.242
润 ┌润滑油 →液体
滑 │润滑脂 →润滑油＋稠化剂 (硬脂酸＋氢氧化物 )
剂 └固体润滑剂 →石墨、Ｍ oS2、聚四氟乙稀
一,润滑目的,摩擦功耗 ↓磨损 ↓,冷却、吸振、防锈
三, 润滑脂：
粘度 →液体抵抗变形的能力,它标志着液体的内摩擦
阻力 的大小 →内部剪应力 (牛顿粘性定律 )。
二, 润滑油：
→润滑效果好，具冷却、清洗作用。
供油,密封麻烦。
温度 ↑→粘度 ↓→润滑效果 ↓。
1.主要性能指标,
2.特点,
3.润滑方法 4.牛顿粘性定律
3.润滑方法,→┌间歇润滑,油孔、油杯
└连续润滑,油杯、油环、飞溅、压力
η－动力粘度 Pa·S(N·s/m2)(国际 )
(15-1)ν－ 运动粘度 (m2/s)
?
?? ?
－润滑油作层流流动时,各油层间
的剪应力与速度梯度成正比。
4.牛顿粘性定律
ρ－ 液体密度
(kg/m3)
→沿 y 坐标各油层速度呈线性分布 →剪切流。
dy
du?? ?
三, 润滑脂,
1.性能指标,
2.特点,
3.润滑方法,
润滑油 +稠化剂 (金属皂
←氢氧化物 +硬脂酸 )
→针入度、滴点、耐水性
→油膜承载力大，不易流失，易密封、
维护,启动阻力大，散热性差。
→间歇润滑：黄油杯、注油杯
二, 形成动压润滑的必要条件
三, 向心滑动轴承形成动压润滑的过程
四,液体动压润滑的基本方程
§ 15-6 动压润滑基本原理 p.246
一, 动压润滑形成原理
液体润滑是轴瓦与轴颈间存在一定厚度的润滑油
膜 →两摩擦面不直接接触 →形成液体润滑 (静、动压 ) 。
p.246 图 15-16 a.b.
F
(两板间液体 )层流 →
流量相等 →
油膜无承载能力
1.两平行板间 →不能形
成动压润滑
楔形间隙
相对运动 (由大 → 小 )
连续流体
当两
板
间
∴ 各流
层流动
→带入油量＞带出油量 →间隙
内油压 ↑→油膜具承载力 →流体
由中向两端流动 →压力流。
2,两板相互倾斜, 图 15-16 c.
→压力油膜 →起始 于入口处，
终止 于最小油膜厚度处。
←剪切流压力流
剪－线性分布
压－由中流向进出口 进口流速 → 凹形
出口流速 → 凸形
压力最大处 → 线性
→
二, 形成动压润滑的必要条件, p.247第 8
1.有楔形间隙
2.连续充满粘性流体
3.有相对运动 (由大截面 → 小截面 )
两工
作平面
间必须
e
n=0,形成
弯曲的楔
形空间
轴瓦对轴颈摩擦力
→ 轴颈向右滚动而
偏移
开始形成动压
润滑, 轴颈受
力向左移动
形成动压润滑
，并稳定运转
三, 向心滑动轴承形成动压润滑的过程：
2.公式的建立,
四,液体动压润滑的基本方程
1.基本方程建立的假设, (图 15-18) p.247
1)Z向无限长,润滑油在 Z向没有流动
2)压力 p不随 y值的大小而变化,
即同一油膜截面上压力为常数
3)润滑油的粘度 η不随压
力而变化,并且忽略油
层的重力和惯性
4)润滑油处于层流状态。
1)油层的速度分布
2)润滑油流量
3)液体动压润滑的基本方程
2.公式的建立, － AB板间形成动压润滑
→取一微单元体 (dx,dy,dz)→它承受油压 p、内摩擦切
应力 τ →根据平衡条件,沿 x方向,
→由牛顿粘性定律 x
y
z
p p+dp
τ
τ +d τ
0)(
)(
??????
????
dx dzdy dzdpp
dx dzddy dzp
?
?? dyddxdp ???
dy
du?? ?
(15-7)
2
2
dy
ud
dx
dp ???
沿 x方向单位压力变化率 = 沿 y方向切应力变化率。
油膜压力变化率与速度梯度的导数有关。
1)油层的速度分布, (式 15-7对 y积分 )
21
2
2
1 CyCy
dx
dpu ???
?
当 y=0,u=－ V
当 y=h,u=0
V
h
hyhyy
dx
dpu ???? )(
2
1 2
?
2
2
dy
ud
dx
dp ??? (15-7)
油层速度由两部分组成 →
(后 )呈线性分布 ←剪切流
(前 )呈抛物线分布 ←压力流 (油压沿 x方向变化 )
→由边界条件,
(15-8)
2)润滑油流量,
流体连续原理 →
流过不同截面的流量相等。
212
1 3
0
hvh
dx
dpu d yq h
x ???? ? ?油压最大处,速度呈线性分布 →
3)液体动压润滑的基本方程
(一维雷诺方程 ):
02
1 vhq
x ??
3
06
h
hhv
dx
dp ?? ? (15-9)
h＜ h0 →dp/dx＞ 0 →油压 ↑
h ＞ h0 →dp/dx＜ 0 →油压 ↓
h = h0 →dp/dx = 0 →油压最大
小结, 1.轴承功用及分类 2.滑动轴承的材料
3.摩擦状态分类 ；滑动轴承 (按润滑方式 )的分类
4.失效形式、设计准则、设计计算方法
5.润滑目的,润滑剂,粘度
6,动压润滑形成的必要条件 ;
向心滑动轴承形成动压润滑的过程。
作业,15-4 P.251
1,轴承功用 ;轴承的分类 (摩擦性质,载荷方向 )
剖分式轴瓦的剖分面
润滑油供应 (输送,分布 )
润滑油应由 引入
轴承合金 (白合金、巴氏合金 )
2.摩擦状态分类 ； 滑动轴承 (按润滑方式 )的分类
3.对轴瓦结构的要求,
(⊥ 载荷 )
→应开油孔、油沟
4.滑动轴承的材料
→轴承衬
非承载区
前言
摩擦状态
滑动轴承的结构
滑动轴承的材料
非液体摩擦滑动轴承的计算
润滑剂和润滑装置
动压润滑基本原理
一,轴承功用
滑动 轴承
滚动 轴承
,支承轴及轴上零件,并保证旋转精
度,减少轴与支承间的摩擦与磨损。
向心 轴承－
推力 轴承－
轴承的功用之一 →减少摩擦与磨损
→合理选择材料,良好的润滑 →
二, 轴承的分类,FaFr
FA2FA1F
R1 FR2按摩擦性质
按载荷的方向
主要承受 径向 载荷 FＲ
（与轴心线垂直）
主要承受 轴向 载荷 FA
(与轴心线一致 )
前 言
§ 15-1 摩擦状态 p.236
1.干摩擦－
2.边界摩擦－
3.液体摩擦－
4.混合摩擦－
两摩擦面间无任何润滑剂 →固体表面直
接接触 →摩擦、磨损大 →强烈温升 →不允许
→ｆ ≈0.30～ 0.35
两摩擦面由吸附着的很簿的边界膜隔
开的摩擦 →ｆ ≈0,1～ 0.3
两摩擦面完全由液体隔开的摩擦 →理想
→ｆ ≈0.001～ 0.01
干、边界、液体摩擦并存 →实际
→非液体摩擦
5.滑动轴承的分类,（按润滑方式）
液体润滑 滑动轴承 (静压、动压 )
图 15-17
非液体润滑 滑动轴承
→
图 15-20
§ 15-2 滑动轴承的结构 p.238
(一 )向心滑动轴承 →主要承受径向载荷 FR
1.整体式 → 轴承座、轴瓦 (轴套 )
(二 )推力轴承
(三 )对轴瓦结构的要求：
2.剖分式 → 轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦 (两边 )、
螺栓连接件。
3.自动调心式
(b/d=1.5～ 1.75时用 )
→实心、空心、
单环、多环式。
在止推轴承上开
出若干楔形扇形面
→ 固定式
可倾式
(二 )推力轴承 →主要承受轴向载荷 FA(Fa)
轴的端面或凸肩 (推力圆盘 )
→可形成动压润滑图 15-8
3.轴瓦定位配合
4.必要时开油室
5.轴瓦
(三 )对轴瓦结构的要求：
1.剖分式轴瓦 →
2.轴承应开油孔、油沟
(供应 →输送,分布 )
剖分面 ⊥ 载荷 → 水平 → 承载区
方向 (± 35° ) 倾斜 非承载区
② 油孔油沟开在 →
① 润滑油应由非承载区引入
→┌保证良好润滑
└不降低油膜承载力
o35
o35
┌轴瓦 ←载荷方向相对轴瓦方向不变
└轴颈 ←载荷方向相对轴颈方向不变
3.轴瓦定位配合
┌单金属
└双、多金属 →
(与轴颈接触 )轴承衬
→(贴合牢固 )燕尾槽
、螺旋槽 图 15-9 p.241
③ 油沟形式 →
图 15-4 p.239
4.必要时开油室
5.轴瓦
轴承衬
定 ┌轴向,两端凸台,销钉 (铜 )
位 └周向,紧定螺钉,销钉 (铜 )
配合,小过盈量配合
－ 贮油和稳定供油
§ 15-3 滑动轴承的材料 p.240
2.青铜
→ 以锡或锑为软
基体，均夹着锑锡、铜锡硬晶粒 →最好，但
价高, 强度低 →
3.灰铸铁、耐磨铸铁
4.粉未治金（含油轴承、陶质金属）
二, 非金属材料：
1.轴承合金 (白合金、巴氏合金 )
→锡、铝、铅青铜
→轻载、低速
塑料、尼龙、橡胶、硬木
→铁（铜）粉＋石墨 →压型 →烧结
轴承衬。
一, 金属材料, 表 15-1
硬晶粒
锡 (锑 )
┌液体 润滑滑动轴承
└非液体 润滑滑动轴承
(一 )失效形式及设计准则,
→磨损 →间隙 ↑→运动精度 ↓
→耗功 →温度 ↑→粘度 ↓润滑恶化 →烧瓦、胶合
→维持边界油膜不遭破裂 p.245第 10
1.主要失效形式,
2.设计准则,
在润滑剂中加少量石墨或 MOS2→边界油膜较坚韧
(二 )设计计算：
§ 15-5非液体摩擦滑动轴承的计算
(二 )设计计算：
一,向心轴承,P.245
? ?pBdFp R ??
? ?pVdnBdFpV R ???? 601000 ? Mpa· m/S (15-4)
2.验算 pｖ值 →
Mpa (15-3)
1.轴承压强 (p)验算 → 油不被过大压力挤出 →不产生
过大磨损
限制温升 →防止油膜破裂 →防止胶合
→维持边界油膜不遭破裂
二, 推力轴承FR－径向载荷 N ； B－轴承寛度 mm；d－轴颈直径 mm ； n－轴颈转速 r/min ；
[p],[pV] －许用应力 Mpa,Mpa·m/S 查表 (15-1) p.241
d2
二, 推力轴承,P.245
1.轴承压强验算,
? ?p
ddZ
F
p A ?
?
?
)(
4
2
1
2
2
?
? ?pVpV m ?
d2, d1— 环状支承面的外、内径 mm
Z— 轴环数
2.验算ｐｖ值,
Mpa
(15-5)
Mpa· m/S (15-6)
Vm — 支承面平均半径的圆周速度 m/s
1 0 0 060 ?
??? ndV m
m
?
2
21 ddd
m
??
[p],[pV] －许用应力 Mpa,Mpa·m/S
(表 15-1,P.241)表中值减小 20%～ 40%
§ 15-4 润滑剂和润滑装置 p.242
润 ┌润滑油 →液体
滑 │润滑脂 →润滑油＋稠化剂 (硬脂酸＋氢氧化物 )
剂 └固体润滑剂 →石墨、Ｍ oS2、聚四氟乙稀
一,润滑目的,摩擦功耗 ↓磨损 ↓,冷却、吸振、防锈
三, 润滑脂：
粘度 →液体抵抗变形的能力,它标志着液体的内摩擦
阻力 的大小 →内部剪应力 (牛顿粘性定律 )。
二, 润滑油：
→润滑效果好，具冷却、清洗作用。
供油,密封麻烦。
温度 ↑→粘度 ↓→润滑效果 ↓。
1.主要性能指标,
2.特点,
3.润滑方法 4.牛顿粘性定律
3.润滑方法,→┌间歇润滑,油孔、油杯
└连续润滑,油杯、油环、飞溅、压力
η－动力粘度 Pa·S(N·s/m2)(国际 )
(15-1)ν－ 运动粘度 (m2/s)
?
?? ?
－润滑油作层流流动时,各油层间
的剪应力与速度梯度成正比。
4.牛顿粘性定律
ρ－ 液体密度
(kg/m3)
→沿 y 坐标各油层速度呈线性分布 →剪切流。
dy
du?? ?
三, 润滑脂,
1.性能指标,
2.特点,
3.润滑方法,
润滑油 +稠化剂 (金属皂
←氢氧化物 +硬脂酸 )
→针入度、滴点、耐水性
→油膜承载力大，不易流失，易密封、
维护,启动阻力大，散热性差。
→间歇润滑：黄油杯、注油杯
二, 形成动压润滑的必要条件
三, 向心滑动轴承形成动压润滑的过程
四,液体动压润滑的基本方程
§ 15-6 动压润滑基本原理 p.246
一, 动压润滑形成原理
液体润滑是轴瓦与轴颈间存在一定厚度的润滑油
膜 →两摩擦面不直接接触 →形成液体润滑 (静、动压 ) 。
p.246 图 15-16 a.b.
F
(两板间液体 )层流 →
流量相等 →
油膜无承载能力
1.两平行板间 →不能形
成动压润滑
楔形间隙
相对运动 (由大 → 小 )
连续流体
当两
板
间
∴ 各流
层流动
→带入油量＞带出油量 →间隙
内油压 ↑→油膜具承载力 →流体
由中向两端流动 →压力流。
2,两板相互倾斜, 图 15-16 c.
→压力油膜 →起始 于入口处，
终止 于最小油膜厚度处。
←剪切流压力流
剪－线性分布
压－由中流向进出口 进口流速 → 凹形
出口流速 → 凸形
压力最大处 → 线性
→
二, 形成动压润滑的必要条件, p.247第 8
1.有楔形间隙
2.连续充满粘性流体
3.有相对运动 (由大截面 → 小截面 )
两工
作平面
间必须
e
n=0,形成
弯曲的楔
形空间
轴瓦对轴颈摩擦力
→ 轴颈向右滚动而
偏移
开始形成动压
润滑, 轴颈受
力向左移动
形成动压润滑
，并稳定运转
三, 向心滑动轴承形成动压润滑的过程：
2.公式的建立,
四,液体动压润滑的基本方程
1.基本方程建立的假设, (图 15-18) p.247
1)Z向无限长,润滑油在 Z向没有流动
2)压力 p不随 y值的大小而变化,
即同一油膜截面上压力为常数
3)润滑油的粘度 η不随压
力而变化,并且忽略油
层的重力和惯性
4)润滑油处于层流状态。
1)油层的速度分布
2)润滑油流量
3)液体动压润滑的基本方程
2.公式的建立, － AB板间形成动压润滑
→取一微单元体 (dx,dy,dz)→它承受油压 p、内摩擦切
应力 τ →根据平衡条件,沿 x方向,
→由牛顿粘性定律 x
y
z
p p+dp
τ
τ +d τ
0)(
)(
??????
????
dx dzdy dzdpp
dx dzddy dzp
?
?? dyddxdp ???
dy
du?? ?
(15-7)
2
2
dy
ud
dx
dp ???
沿 x方向单位压力变化率 = 沿 y方向切应力变化率。
油膜压力变化率与速度梯度的导数有关。
1)油层的速度分布, (式 15-7对 y积分 )
21
2
2
1 CyCy
dx
dpu ???
?
当 y=0,u=－ V
当 y=h,u=0
V
h
hyhyy
dx
dpu ???? )(
2
1 2
?
2
2
dy
ud
dx
dp ??? (15-7)
油层速度由两部分组成 →
(后 )呈线性分布 ←剪切流
(前 )呈抛物线分布 ←压力流 (油压沿 x方向变化 )
→由边界条件,
(15-8)
2)润滑油流量,
流体连续原理 →
流过不同截面的流量相等。
212
1 3
0
hvh
dx
dpu d yq h
x ???? ? ?油压最大处,速度呈线性分布 →
3)液体动压润滑的基本方程
(一维雷诺方程 ):
02
1 vhq
x ??
3
06
h
hhv
dx
dp ?? ? (15-9)
h＜ h0 →dp/dx＞ 0 →油压 ↑
h ＞ h0 →dp/dx＜ 0 →油压 ↓
h = h0 →dp/dx = 0 →油压最大
小结, 1.轴承功用及分类 2.滑动轴承的材料
3.摩擦状态分类 ；滑动轴承 (按润滑方式 )的分类
4.失效形式、设计准则、设计计算方法
5.润滑目的,润滑剂,粘度
6,动压润滑形成的必要条件 ;
向心滑动轴承形成动压润滑的过程。
作业,15-4 P.251
1,轴承功用 ;轴承的分类 (摩擦性质,载荷方向 )
剖分式轴瓦的剖分面
润滑油供应 (输送,分布 )
润滑油应由 引入
轴承合金 (白合金、巴氏合金 )
2.摩擦状态分类 ； 滑动轴承 (按润滑方式 )的分类
3.对轴瓦结构的要求,
(⊥ 载荷 )
→应开油孔、油沟
4.滑动轴承的材料
→轴承衬
非承载区
