滑动轴承的设计.docx
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1、毕业论文继续教育学院级专业题目滑动轴承的设计学生姓名:_指导老师2013 年3月南京工程学院成人教育毕业设计(论文)开题报告班级:专业:学生姓名设计(论)题目滑动轴承的设计开题报告:滑轴承动的一体化结构设计,是将传统上分别属于两个不同装置的润滑与 密封有机地结合在一起作为一个部件使用, 并使用水润滑。这给轴承的使用、安 装和维护带来了一个全新的概念。合理的密封形式对水润滑复合橡胶轴承动密封 体的性能有重要的影响。不同介质、不同转速、不同载荷以及不同的温升对泄漏 量有着不同的影响。为确保被试部件在不同载荷情况卜的密圭寸能力,满足使用要求,必须对密封部件进行动态检测,获取详细的性能指标,以便对产品
2、进行全面 评估。指导教师意见:指导教师签名:填表时间:2013年3月班级:07机电技师班专业:机电一体化学生姓名指导教师设计(论文)题目滑动轴承的设计设计(论文) 的工作内 容1. 查阅资料第1-2周2. 结构设计,绘制装配草图第3-5周3. 完成全套图纸第6-8周4撰写论文第9-12周设计(论文) 的主要技 术指标一是不断研制新的轴承材料及结构,以适应轴承的工作特点及其负荷 指标不断提咼的要求;二是深入地研究发生在轴承内部的各种工作状态,从而在设计中采取 相应的措施,保证轴承在最理想的条件下运转。设计(论文)的基本要求1. 字数:6000 8000 字。2. 字体:正文标题用黑体、小二号打印
3、,标题下面不再标明作 者姓名。正文一般用仿宋体四号字打印。文章中的各段标题用黑体、 四号字打印,并且前后要一致。全文的文字格式要统一。独立成行的 标题后面不再加标点符号。应收 集的资料 及主要参 考文献【1】 濮良贵,纪名刚.机械设计(第八版)高等教育出版社.2006 年5月;【2】 杨可桢,程光蕴,李仲生.机械设计基础(第五版)高等教 育出版社.2006年5月;【3】 孙恒,陈作模,曷文杰机械原理(第七版)咼等教育出版 社.2006年5月;【4】 机械设计手册编委会.机械设计手册单行本-轴承.机械 工业出版社.2007年3月;国际通用标准件丛书编辑委员会.国内外轴承对照手册.江苏科学技术出版
4、社.2008年10月南京工程学院成人教育毕业设计(论文)工作进程表班级:专业:学生姓名指导教师设计(论文)题目滑动轴承的设计时间应完成的工作内容检查情况第1-2周第3-4周第5-8周第9-11周去图书网和在网上搜集,查阅本次论文的 资料结构设计,绘制装配草图完成全部资料和设计图 开始写论文南京工程学院成人教育 毕业设计(论文)中期汇报表(学生用)学 院系部机械系姓名指导教师设计(论文)题目滑动轴承的设计毕业设计开题报告完成后,我在书中收集了很多有关本次设计的资料,结 合以前书本上学过的知识,灵活的运用到本次设计中,制定出了最佳的工艺方 案,确定了设计的结构形式,绘制了初草图。在朋友的同学的帮助
5、下,反复修业设计论文毕改直至装配图无大碍后,进行了冲裁件的工艺计算,包括冲压力、压力中心,。然后根据装配图绘制了零件图,包括尺寸的标注等等,完成了初步的论文写作。这些都是我中期完成的毕业设计内容,现在把我宝贵的,完成我们在学校 的最后一份作业,主要包括:1. 针对不懂问题,上网,去书店查阅资料;2. 论文后期的排版制作;3. 准备答辩。刖 期 工 作 小导教师意见指南京工程学院成人教育 毕业设计(论文)中期检查表(教师用)学院系部机械工程系指导教师检杳人数工作进度情况(对照学生的计划进程表和任务书):工作态度情况(学生对毕业设计、毕业论文的认真程度、纪律及出勤情况; 指导教师具体指导情况):质
6、量评价(学生前期已完成工作的质量情况):存在的问题与建议:填表时间:第一章引言工作对于每一位即将毕业的毕业生来说都是非常重要的,它对我们以 后走上工作岗位很有帮助。对于我们机电专业来说,在以后的工作中经常 要做关于夹具的设计工作,在这里,我以连杆零件为例,对它的工艺过程 和夹具进行设计。做毕业设计可以把以前所学的知识加以综合运用,起到 巩固学到的知识的作用,从而提高分析,解决问题的能力。因此,认真的 完成毕业设计是很有必要的。摘要动压式滑动轴承是轴承中的一个重要类别,对其进行分析研究在实际 中具有重要的意义。 径向滑动轴承是其中的重要一类,本论文以径向滑动 轴承为研究对象,以雷诺方程的建立及求
7、解过程为理论基础,对滑动轴承 的处于动态及静态载荷下的工况情况进行了理论分析。本文在最后通过Mat lab的软件系统对径向滑动轴承油膜压力分布曲 线进行了研究。在基于流体动力润滑理论的基础上,仿真实现了径向滑动 轴承油膜压力曲线;通过改变参数后压力曲线的变化,揭示了影响油膜压力 的因素及其变化规律,从而更深刻地理解和掌握滑动轴承的承载机理。仿 真曲线在形态上与实测曲线一致,说明了该方法的可行性。关键字:滑动轴承;雷诺方程;仿真实验目录一绪论1(一)本课题的选定2(二)滑动轴承制造和生产技术的发展现状 2(三)本课题研究的主要内容及基本工作思路 31.3.1主要内容3132本课题基本工作思路3二
8、液体摩擦径向滑动轴承的总体设计方案 4(一)滑动轴承42.1.1滑动轴承的主要类型和结构 4(二)液体动压润滑的基本原理和基本关系 52.2.1液体动压油膜形成的原理 52.2.2液体动压润滑的基本方程 6(三)径向滑动轴承液体动压基本原理 82.3.1径向滑动轴承液体动压润滑的建立过程 82.3.2径向滑动轴承的几何关系和承载能力 92.3.3径向滑动轴承的参数选择 112.3.4径向滑动轴承的供油结构 12三液体动压径向滑动轴承油膜特性研究 14(一)径向滑动轴承油膜压力分布仿真的理论基础 143.1.1液体动压润滑的基本方程 143.1.2油膜承载量的计算 143.1.3开设油槽时油膜压
9、力分布的计算 15总结16参考文献17致谢18一绪论滑动轴承在机械制造、大型电站、钢铁联合企业以及化工联合企业等 机械设备中得到了广泛的应用,如何提高其寿命和工作可靠性越来越成为 人们普遍关注的问题。这里存在着两方面的工作:一是不断研制新的轴承材 料及结构,以适应轴承的工作特点及其负荷指标不断提高的要求;二是深 入地研究发生在轴承内部的各种工作状态,从而在设计中采取相应的措施, 保证轴承在最理想的条件下运转。这就涉及研究诸如流体动压润滑轴承中 的润滑油膜的压力分布、最小油膜厚度、润滑膜的刚度等若干方面的问题。 轴承是轴系中的重要部件,其功用一是支承轴及轴上零件并保证轴的旋转 精度,二是减小转动
10、轴与其固定支承之间的摩擦与磨损。因此,轴承既要 有小的摩擦阻力,又要有一定的强度。轴承分为两大类:滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承有很多优点,例如: 已实现系列化、标准化、商品化,使用维护简单,互换性能好等,故各工 业部门应用较广。滑动轴承在一般情况下摩擦损耗较大,使用维护较复杂, 因而应用较少。因此,在滚动轴承和滑动轴承都能满足使用要求时,宜先 选用滚动轴承。尽管如此,但是在高速、高精度、重载、结构上要求剖分 等场合下,滑动轴承就显示出它的优异性能。因而在汽轮机、离心式压缩 机、内燃机、大型电机中多采用滑动轴承。此外,在低速而带有冲击的机 器中,如水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等也常采用滑动轴承
11、。两者相 比,普通滑动轴承又具有比滚动轴承使用寿命长、运转平稳,对冲击和振动敏感性小等优点。这些优点使滑动轴承成功地应用于机床主轴轴承,大 型汽轮机轴承,内燃机曲轴轴承。轧钢机轴承以及简单机械的轴承(一)本课题的选定随着科技的进一步发展,机械零件的规模越来越大,越来越完整,人们 的需求越大,对物质的需求和要求也越来越高。轴承作为一个机械零件, 起着至关重要的作用。用于支撑旋转零件(转轴,心轴等)的装置通称为轴承。条件不同,轴承 的分类也不同:按其承载方向的不同,轴承可分为:径向轴承和推力轴承;按轴承工作时的摩擦性质不同,轴承可分为:滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承,根据其相对运动的两表面间油膜形成
12、原理的不同,还可分 为流体动力润滑轴承(简称动压轴承)和流体静力润滑轴承(简称静压轴承)和滚动轴承相比,滑动轴承具有承载能力高、抗振性好,工作平稳可 靠,噪声小,寿命长等优点,它广泛用于内燃机、轧钢机、大型电机及仪 表、雷达、天文望远镜等方面。在动压轴承中,随着工作条件和润滑性能的变化,其滑动表面间的摩 擦状态亦有所不同。通常将其分为如下三种状态:不完全摩擦,边界摩擦 和干摩擦。完全液体摩擦是滑动轴承工作的最理想状况。对那些重要且高 速旋转的机器,应确保轴承在完全液体摩擦状态下工作,这类轴承常称为 液体摩擦滑动轴承。因此我这次的设计选择液体摩擦。轴承上的反作用力与轴心线垂直的轴承称为径向轴承;
13、轴承上的反作用力与轴心线方向一致的轴承称为推力轴承。推力滑动轴承只能承受轴向载 荷,与径向轴承联合才可同时承受轴向和径向载荷。综上所述,我选择的设计是:液体摩擦径向滑动轴承的设计。(二)滑动轴承制造和生产技术的发展现状滑动轴承作为回转轴支承元件在机械领域的应用十分广泛。与滚动轴 承相比,滑动轴承工作平稳、可靠、噪音较低。如果能够保证充分的液体 润滑,使得滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,则还可以大大减少 摩擦损失和表面磨损,甚至消除磨损。另外,润滑油膜同时还具有一定的 吸振能力川,这对提高轴承运转的稳定性和运转精度都是十分有益的。滑动轴承的种类繁多,按轴承受力方向可分为径向滑动轴承、止推滑
14、 动轴承、径向止推滑动轴承;按轴承所用的润滑剂来分可分为液体润滑滑动 轴承、气体润滑滑动轴承、脂润滑滑动轴承和固体润滑滑动轴承,其中液 体润滑滑动轴承又可分为油润滑滑动轴承、水润滑滑动轴承及磁流体润滑 滑动轴承;按轴承轴瓦材料来分又可分为金属滑动轴 承、非金属滑动轴承和多孔质滑动轴承等等。流体润滑滑动轴承又可分为 流体动压润滑滑动轴承、流体静压润滑滑动轴承和流体动静压混合滑动轴承121。流体动压润滑滑动轴承有着长久的历史,它的应用研究己超过 10年,其应用范 围也是上述各种滑动轴承中最广泛的。流体动压润滑,就是依靠被润滑的一对固体摩擦面间的相对运动,使 介于固体摩擦面间的流体润滑膜内产生压力,
15、以承受外载荷而免除固体相 互接触,从而起到减少摩擦阻力和保护固体摩擦表面的作用。自从B.Tower在其著名实验中发现了动压现象,继由 O.Renyolds分析了动压润滑的机理 并导出了描述润滑膜压力分布的微分方程,即著名的雷诺方程,遂奠定了 流体动力润滑理论的原始基础。此外,流体动力润滑理论中还有其它的一 些方程,如:流动的连续性方程、润滑剂的状态方程(粘度和密度方程)、表 面的弹性方程、以及能量方程等。当然应用最广的还是雷诺方程及其在各 种具体条件下的变形形式,以及它们的求解。由于这些理论的建立使得滑 动轴承的研究取得了很多成果,促进了其在实际中的应用。(三)本课题研究的主要内容及基本工作思
16、路1. 3.1主要内容1. 根据所给技术指标设计液体摩擦径向滑动轴承2. 利用Matlab软件编程实现油膜压力曲线仿真实验1.3.2本课题基本工作思路1 .在径向滑动轴承液体动压润滑的基本原理和雷诺方程的基础上设计 液体摩擦径向滑动轴承。2.计算内容包括:承载能力,安全度等方面3. Matlab编程,实现油膜压力曲线仿真实验,并通过改变参数分析各 参数对油膜压力曲线的影响。二液体摩擦径向滑动轴承的总体设计方案(一)滑动轴承机械设计是一门培养学生机械设计能力的技术基础课。在机械类 各专业的教学计划中,它是主要课程。机械设计课程在教学内容方面着重 基本知识、基本理论和基本方法的掌握,在培养实践能力
17、方面着重设计构 思和设计技能的基本训练,使学生对实际工程具有分析、解决问题的能力, 在设计中具有创新思维。滑动轴承章节在整个课程的学习中又占到了很重 要的部分。滑动轴承的承载能力大,回转精度高,表面能形成润滑膜将运 动副分开,减少了磨损,滑动摩擦力也可大大降低,并且润滑膜具有抗冲 击作用,因此,在工程上获得广泛的应用。2.1.1滑动轴承的主要类型和结 构按受载荷方向不同,滑动轴承可分为径向滑动轴承和止推滑动轴承。1径向滑动轴承径向滑动轴承用于承受径向载荷。图 2 一 1所示为整体式径向滑动轴承,图2一2所示为剖分式径向滑动轴承。剖分式径向滑动轴承装拆方便,轴瓦磨损后可方便更换及调整间隙,因而应
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