机械设计实验指导书
式中: G——加载重量（N）
W——轴瓦自重（N），由实验台结构决定。 单位压力可由下式计算得到： p?Fr （8） dB式中: B——轴瓦宽度（mm）
三、实验系统主要技术参数
[1] 实验轴瓦： 内径d=70mm 宽度B=125mm [2] 加载范围： 0～1000 N （100kg） [3] 摩擦力传感器量程： 50 N [4] 压力传感器量程： 0～1.0 MPa [5] 加载传感器量程： 0～2000 N [6] 直流电机功率： 355 W [7] 主轴调速范围： 2～500 rpm
四、滑动轴承中油膜压力分布曲线与承载量曲线的绘制原理
启动电机，控制主轴转速，当轴承中形成压力油膜后，采集油膜压力传感器的数值并记录，根据数值按一定比例绘制油压分布曲线，如附图4－4所示。
具体画法是（若有计算机软件自动绘制的，可省略）：
沿圆周表面从左向右画出角度分别为：22.5，45，67.5，90，112.5，135，157.5等分，得出压力传感器1，2，3，4，5，6，7的位置，通过这些点与圆心连线，在它们的延长线上画出压力向量1-1′，2-2′，3-3′，4-4′，5-5′，6-6′，7-7′，其大小与对应的压力传感器采集的读数成正比。把压力向量末端1′，2′,3′，4′，5′，6′，7′等点连成一光滑的曲线，该曲线便是位于轴承中间断面的油
附图4－4径向压力分布与承载量曲线
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膜压力分布曲线。
为了确定轴承的承载量，用pisin?i(i?1,2,?,7)求出压力分布向量1-1′，2-2′，3-3′，4-4′，5-5′，6-6′，7-7′在载荷方向上（y轴）的投影值。
然后，将pisin?i(i?1,2,?,7)这些平行于轴的向量移到直径0～8上，为清楚起见，在下方作出如附图4－4。
在直径0～8上作一矩形，采用方格坐标纸，使其面积与曲线所包围的面积相等，则该矩形的边长 Pav即为轴承中该截面上的油膜中平均压力。
滑动轴承处于流体摩擦状态工作时，其油膜承载量与外载荷相平衡，轴承内油膜的承载量可用下式求出：
Fr??PavBd （9）
??Fr （10） PavBd式中，Fr——外加轴向载荷；
?——轴承端泄对承载能力的影响系数；
Pav——轴承的径向平均单位压力。
润滑油的端泄对轴承内的压力分布及轴承的承载能力影响较大，通过实验可以观察其影响，具体方法如下。
轴瓦中心截面上的油膜平均单位压力：
Pav?i?7i?1?pisin?i?7p1sin?1?p2sin?2???p7sin?7 （11）
7轴承端泄对轴承能力的影响系数，由公式（11）求出。
在实验台配套的软件中可以分别作出油膜实际压力分布曲线和理论分布曲线，比较两者间的差异。
五、轴承摩擦特性曲线绘制原理
滑动轴承的摩擦特性曲线见附图4－5 。参数η为润滑油的动力粘度，润滑油粘度受到压力与温度的影响，由于实验过程时间短，润滑油的温度变化不大，润滑油的压力一般低于
20MPa,因此可认为油的粘度是一个近似常数。n为轴的转速，是实验中可调参数。
附图4－5 轴承摩擦特性曲线
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轴承中的摩擦系数f和平均比压p可通过式（6）、式（8）计算得到。
在实验中，通过调节轴的转速，从而改变?n/p，求出各种转速所对应的摩擦力矩和摩擦系数，即可画出??f曲线。
六、轴承实验台软件
本软件界面有两个主窗体：
主窗体1：油膜压力仿真与测试 （见 附图4－6） 主窗体2：摩擦特性仿真与测试 （见 附图4－7）
注：图中数据仅为参考值，不代表实验数据
（附图4－6）
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（附图4－7）
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附录5 JK-ABC型创意组合式轴系结构设计实验箱
实验箱的基本零件共有68种125件，另配有标准件7类166件，可提供轴系装配方案31种。
一、轴系结构示意图
部分轴系结构示意图 实验 表格 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 已 知 条 件 齿轮类型 小直齿轮 大直齿轮 小斜齿轮 大斜齿轮 小锥齿轮 载荷 轻 中 中 重 轻 中 中 重 轻 中 轻 转速 低 高 低 中 中 高 中 低 低 高 低 其他条件 锥齿轮轴 锥齿轮与 轴分开 发热量小 70 82 30 示 意 图 60 60 70 6 60 6760 70 667 11 蜗 杆 12 重 中 发热量大 L 二、 轴系结构装配图图例
附图5－1双支点两端固定
附图5－1双支点两端固定、圆锥滚子轴承反装
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