机械设计第十二章 精选文档.ppt

12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算 ( 一 ) 流体动力润滑的基本方程 方程假设如下： 流体满足牛顿定律 流体的流动是层流 忽略压力对流体粘度的影响 略去惯性力及重力的影响 流体不可压缩 流体中的压力在各流体层之间保持为常数 ( ) u y ? ? ? ? ? 在以上假设下，从两平板所构成的楔形空间中，取某 一层液体的一部分作为单元体，通过建立平衡方程和给定 边界条件，可得一维雷诺方程： F v x y a b c o h o ) ( 6 0 3 h h h v x p ? ? ? ? ? η ﹣ 动力粘度 v ﹣ 速度 h ﹣ 油膜 高度 h 0 ﹣ 压力最高处油膜高度 bc 段： 压力逐渐降低 0 p x ? ? ? ab 段： 压力逐渐累加 0 p x ? ? ? F v x y a b c o h o 流体动力润滑的必要条件是： 1. 相对运动的两表面间构成楔形空间。 2. 楔形空间中充满具有粘性的液体。 3. 两板相对运动的结果，应使液体在粘性力的作用下由 楔形空间的大端流向楔形空间的小端 。 ( 二 ) 径向滑动轴承形成流体动力润滑时的过程 静止时 → 轴颈与轴承孔有间隙 → 形成楔形空间 速度较低时 → 轴颈在摩擦力作用下沿孔壁向右爬升 转速 ↑→ 轴颈表面的圆周速度 ↑→ 带入楔形空间的油量 ↑→ 右侧楔形油膜产生的动压力 ↑→ 将轴颈向左浮起 → 轴承处于流体动力润滑状态 → 摩擦系数达到最小值 △ F F F h m i n o o 1 o o 1 o 1 o a e d D 视频 ( 三 ) 径向滑动轴承的主要几何关系 F F F h m i n o o 1 o o 1 a e d D 轴承和轴颈的连心线 OO 1 ，与外载荷 F( 载荷作用在轴颈 中心上 ) 的方向形成一偏位角 φ a 。轴承孔和轴颈的直径分别 用 D 和 d 表示，则轴承直径间隙为 Δ = D ﹣ d 半径间隙 δ δ ＝ R － r ＝ Δ / 2 直径间隙与轴颈直径之比称为相对间隙 ψ ψ ＝ δ / r ＝ Δ / d 轴颈在稳定运转时，其中心 O 与轴承中心 O 1 的距离，称 为偏心距 e 。偏心距与半径间隙的比值，称为偏心率 X Χ=e/δ 最小油膜厚度为 h min = δ － e F F h min o o 1 o o 1 a e 采用极坐标，取轴颈中心 O 为极点， 连心线 OO 1 为极轴，对应于任意角的油 膜厚度为 h ， h 的大小可在△ AOO 1 中应 用余弦定理求得 R 2 = e 2 +( r + h ) 2 -2 e ( r + h )cos φ 整理后并略去微量 ( e / R ) 2 sin 2 φ ，得 h = δ (1+ Χ cos φ ) δ ﹣ 半径间隙 δ ＝ R － r X ﹣ 偏心率 Χ=e/δ 在压力最大处的油膜厚度 h 0 为 h = δ (1+ Χ cos φ 0 ) ( 四 ) 径向滑动轴承工作能力计算简介 1. 轴承的承载能力计算和承载量系数 假设轴承为无限宽，可以认为润滑油沿轴向没有流动。 将一维雷诺方程改写成极坐标表达形式 0 2 3 0 ( c o s c o s ) d 6 d ( 1 c o s ) p ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 0 2 3 0 ( c o s c o s ) 6 d ( 1 c o s ) p ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 从油膜起始角 φ 1 ，到任意角 φ 进行积分，得任意角位置 的压力为 压力 P φ 在外载荷方向上的分量为 y a a c o s [ 1 8 0 ( ) ] c o s ( ) pp p ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 积