第四章：内燃机的轴承和润滑第四章：内燃机的轴承和润滑•为什么内燃机上大多用滑动轴承？为什么内燃机上大多用滑动轴承？• 滑动轴承结构简单，尺寸小，可分为两半• 液体润滑下摩擦小 • •一轴承材料一轴承材料一轴承材料一轴承材料•（一）：工作条件：（一）：工作条件：• ① 交变载荷（疲劳破坏），有冲击• ② 相对运动速度大(10m/s以上，磨损大；• 油温高，100~150o C，机械强度下降)• ③ 磨料磨损• ④ 棱缘负荷 •（二）：对轴承材料的要求（二）：对轴承材料的要求(磨损自己保护轴颈)• 1基本要求：基本要求：• ① 减磨性好 ② 硬度小于轴颈• 2机械性能：机械性能：• ① 高的疲劳强度②好的耐热性• 3表面性能：表面性能：• ① 抗咬合性• ② 顺应性好• ③ 嵌藏性好• ④耐腐蚀性好 •（三）：常用材料和型式（三）：常用材料和型式•1常用材料：常用材料：• ① 白合金 ② 铜铅合金• ③ 锡铝合金（低锡铝合金，高锡铝合金）•2常用类型常用类型• ① 双层金属轴承• ②三层金属材料• （衬背+主合金+表面镀层） • •二。
结构设计二结构设计二结构设计二结构设计•（一）：壁厚（一）：壁厚t的选择的选择（薄壁）• t=t1 (衬) +t2 (主) +t3(镀) • t=2~3mm，趋向薄• t2=0.3~0.7mm，• t3 •（二）：瓦口壁厚减薄（二）：瓦口壁厚减薄• 减薄量• =（0.0002~0.0008）D1 •（三）：瓦口自由状态开口扩张量（三）：瓦口自由状态开口扩张量△△ •1作用：作用：• ① △使瓦口与座孔贴合好避免内缩• ② 安装方便•2：：•3：：在图纸上标注以座孔公差形式标注•例：95系列 座孔75• 标注 •（自由状态） •（四）：壁厚修正（四）：壁厚修正•1：轴向修正：轴向修正•原因：轴变形，产生棱缘负荷，尽量不改轴•方向：锥度修正• 曲线修正•2：径向修正：径向修正• 拉伸变形• 合金做成椭圆不等厚，• 原因：连杆大头体刚度不够• 在惯性力作用下变形 •（五）：轴承定位（五）：轴承定位•1：安装定位：安装定位• 定位唇 定位销• 不在中间，左右都可以• 这样油膜压力损失小•2：工作定位：工作定位（工作中不转不移）• 靠过盈量 •（六）：过盈量的确定（六）：过盈量的确定•1：作用：：作用：轴瓦装入后，贴合好，保证内孔形状，保证散热。
•2：检查：：检查：•F---保证轴瓦紧贴，不能太• 大，80%表面接触即可 •（七）：预紧力计算（七）：预紧力计算• ①① 安装过盈量安装过盈量（变形前）• • ②② 平均压缩应力平均压缩应力• • ③③预紧力预紧力 式中： E----瓦背材料的弹性模量，取2.1*105 MPa ；• b----轴瓦的宽度（mm）• t-----轴瓦的换算厚度• 0.8 ----考虑瓦背与座孔之间摩擦的影响系数 •例：我国135系列柴油机连杆大头孔的直径为 mm；轴瓦的宽b为50mm，mm，mm；半圆量规的孔直径为 mm，测量时所加之力F为 N，此时轴瓦周长的缩短量 mm，轴瓦的余面高 • mm范围内 •解：•① 安装过盈量： •②平均压应力：•③总预紧力： • •三。
轴承的液体润滑三轴承的液体润滑三轴承的液体润滑三轴承的液体润滑•（一）：基本尺寸：（一）：基本尺寸：• 1：内孔D，轴颈d；• 2：宽度b，相对宽度b/d；• 3：直径间隙 ，相对间隙• 4：最小油膜厚度：• R1和R2分别为轴颈和轴承表面微观不平度的平均高度• 相对油膜厚度： •（二）：油压分布（二）：油压分布 • 在正常情况下，在轴承的纵向平面上，承载油膜的油压是呈抛物线形分布的，如图4-16(a)所示• 轴承和轴颈的变形，对油压分布有很大影响，如图4-16 •(b),(c),(d)和图4-17(a),(b)所示• 把油槽的位置移向一边是不正确的4-17(d)，它会使轴发生歪斜，结果左边缘的油膜变薄，右边缘的变厚，并造成与图(a)同样的结果 •（三）：相对宽度的确定（三）：相对宽度的确定• 平均载荷•W—载荷•d—轴颈的直径•b—轴承宽度 •（四）：相对间隙的选择（四）：相对间隙的选择 •（五）：轴颈的换算角速度（五）：轴颈的换算角速度•1：机油平均流速• ① 轴承不动，轴颈动：u=0，轴颈 • 机油 • ② 轴承动，轴颈不动： 轴承 • 机油• ③轴承动，轴颈动：轴颈 ,轴承 u • 机油 •2：载荷以 旋转（最小油膜厚度的位置也以 旋转） • 线速度：• 机油：• 令 • 为换算角速度 •3：形成油膜的条件• ①两表面间必须充满具有粘性的机油• ②两表面间必须形成楔形间隙• ③相对于楔形间隙来说，机油必须是流动的，并且流动方向• 必须由间隙较大的一端流入，由间隙较小的一端流出。
•（六）：轴承特征数（六）：轴承特征数 • •四轴承计算四轴承计算四轴承计算四轴承计算•1：已知：：已知：轴颈d，宽度b，载荷W，换算角速度 • 求：机油粘度 和流量•① 平均压力p=W/bd•②换算线速度•③按图4-24及表4-3，选相对间隙•④最小油膜厚度•⑤相对最小油膜厚度 •⑥按图4-27求S0 •⑦机油粘度•⑧流量•其中 •2：轨迹图分析：轨迹图分析•①①估算：估算：• 设载荷方向不变，载荷值为循环 平均值，求机油粘度和相对间隙•②②细算：细算：• 根据载荷图上各个瞬时的载荷和 换算角速度，算各个最小油膜厚度.•③③轨迹图分析：轨迹图分析：•轴颈中心与轴承中心偏移 。