第1章 轴承运行中的摩擦、磨损与润滑 1
1.1 轴承摩擦学的基本概念 1
1.1.1 轴承摩擦学的基本定义 1
1.1.2 轴承摩擦学的研究对象与任务 2
1.1.3 轴承摩擦学的学科特点 3
1.2 轴承的摩擦与磨损 3
1.2.1 滑动摩擦与滚动摩擦 4
1.2.2 轴承的结构类型 4
1.2.3 轴承中的摩擦与磨损 5
1.3 轴承的润滑 5
1.3.1 滑动轴承润滑 6
1.3.2 滚动轴承润滑 6
参考文献 6
第2章 轴承的表面接触 7
2.1 表层结构与表面性质 7
2.1.1 表层结构 7
2.1.2 表面性质 8
2.2 表面形貌参数 11
2.2.1 固体表面的几何形状 11
2.2.2 表面形貌参数 12
2.2.3 表面形貌的统计参数 14
2.3 赫兹弹性接触 15
2.3.1 两圆柱体的接触 15
2.3.2 两个球接触 17
2.3.3 粗糙表面的接触 17
2.3.4 塑性指数 22
2.4 表面接触的热效应 22
2.4.1 静热源 23
2.4.2 动热源 23
2.4.3 滑动热 24
2.4.4 滚动热 25
2.5 轴承中的接触问题 26
2.5.1 滚动轴承的接触类型 26
2.5.2 滑动轴承的接触 28
2.5.3 滚动体与滚道的接触应力 29
2.5.4 滚动体与挡边的接触应力 29
参考文献 30
第3章 轴承摩擦磨损机理 31
3.1 滑动摩擦机理 31
3.1.1 滑动摩擦的特征 31
3.1.2 简单的摩擦理论 33
3.1.3 粘着摩擦理论 34
3.1.4 摩擦二项式定律 39
3.2 滚动摩擦机理 40
3.2.1 微观滑移效应 41
3.2.2 弹性滞后 41
3.2.3 塑性变形 41
3.2.4 粘着效应 41
3.2.5 滚动摩擦阻力的计算 42
3.2.6 滚动摩擦定律 43
3.3 磨损机理 43
3.3.1 磨损的分类 44
3.3.2 磨损机理 45
3.4 磨损的计算 52
3.4.1 磨损的表示法 52
3.4.2 磨粒磨损的计算方法 53
3.4.3 粘着磨损的计算方法 54
3.4.4 IBM磨损计算方法 55
3.5 磨损规律在设计中的应用 56
3.5.1 摩擦副材料选择原则 56
3.5.2 保护层原理与耐磨层设计基本准则 58
参考文献 60
第4章 轴承的摩擦副材料 61
4.1 滑动轴承材料 61
4.1.1 巴氏合金材料 62
4.1.2 铜合金材料 63
4.1.3 铝合金材料 64
4.1.4 灰铸铁、耐磨铸铁、球墨铸铁材料 66
4.1.5 多孔质金属材料 66
4.1.6 非金属材料 66
4.1.7 石墨—金属合金材料 67
4.2 滚动轴承材料 68
4.2.1 滚动轴承套圈与滚动体的钢材料 68
4.2.2 滚动轴承的其他材料 73
4.2.3 滚动轴承钢材料的选择原则 76
参考文献 76
第5章 滑动轴承的润滑理论 78
5.1 润滑状态 78
5.2 流体动压润滑 79
5.2.1 流体润滑理论的基本方程 79
5.2.2 雷诺方程 80
5.2.3 流量和剪切应力方程 85
5.3 流体动压滑动轴承的设计计算 86
5.3.1 斜面推力轴承 87
5.3.2 阶梯轴承 88
5.3.3 径向轴承 90
5.4 流体动力不稳定性 97
5.4.1 油膜不稳定性 97
5.4.2 半频涡动 98
5.4.3 油膜振荡 98
5.4.4 油膜不稳定性的抑制 99
5.5 流体静压润滑 100
5.5.1 工作原理 100
5.5.2 毛细管节流径向静压轴承计算 102
5.6 特殊的滑动轴承 106
5.6.1 气体轴承的润滑理论 107
5.6.2 磁悬浮轴承的原理 108
参考文献 109
第6章 滚动轴承的润滑理论 111
6.1 刚性接触润滑理论 111
6.1.1 几何模拟与间隙方程 111
6.1.2 Martin线接触润滑理论 113
6.2 弹性流体动压润滑理论 114
6.2.1 线接触弹流润滑的近似解 115
6.2.2 线接触弹流的数值解 118
6.2.3 影响弹流润滑的压力分布和油膜形状的主要因素 122
6.2.4 线接触润滑计算公式及润滑状态图 122
6.2.5 点接触润滑计算公式及润滑状态图 123
6.3 弹性流体动压润滑理论在轴承中的应用 126
6.3.1 弹性流体动压润滑理论用途 126
6.3.2 滚动轴承的弹性流体动压润滑计算 127
6.4 边界润滑理论 129
6.4.1 边界润滑机理 129
6.4.2 边界膜的种类及特点 130
6.4.3 影响边界润滑膜性能的因素 131
6.5 滚动轴承润滑机理的研究进展 132
6.5.1 粗糙表面弹流模拟研究 132
6.5.2 脂润滑滚动轴承润滑机理 133
6.5.3 脂润滑轴承润滑剂迁移机理 135
6.6 遗传算法在圆柱滚子轴承热弹流数值分析中的应用 137
参考文献 140
第7章 轴承润滑的应用 141
7.1 润滑材料 141
7.1.1 润滑油 141
7.1.2 润滑脂 145
7.1.3 固体润滑剂和气体润滑剂 146
7.2 滑动轴承的润滑 146
7.2.1 边界润滑状态的滑动轴承 146
7.2.2 动压润滑的滑动轴承 147
7.2.3 润滑方式 147
7.2.4 润滑剂的选择 148
7.2.5 滑动轴承的润滑系统 148
7.3 滚动轴承的润滑 149
7.3.1 滚动轴承润滑方式 149
7.3.2 润滑剂的选择 150
7.3.3 润滑剂用量的确定 153
7.4 典型设备的轴承润滑 155
7.4.1 汽车轴承的润滑 155
7.4.2 轧钢机轴承的润滑 157
7.4.3 大型电机轴承的润滑 160
参考文献 161
第8章 轴承的摩擦磨损测试技术 162
8.1 轴承摩擦力矩的测量方法 162
8.1.1 扭轴法 162
8.1.2 平衡力矩法 163
8.1.3 能量转换法 163
8.2 轴承磨损量的测量方法 163
8.2.1 称重法 164
8.2.2 测长法 164
8.2.3 放射性同位素法 164
8.2.4 沉淀法或化学分析法 165
8.2.5 轮廓仪法 165
8.2.6 位移传感器法 166
8.3 轴承摩擦温度测量方法 166
8.3.1 热电偶法 166
8.3.2 薄膜传感器法 166
8.3.3 红外测温法 167
8.3.4 热电阻测温法 167
8.3.5 光纤测温法 168
8.4 轴承拖动力的测量方法 168
8.4.1 线接触弹流拖动力测试方法 169
8.4.2 点接触弹流拖动力测试方法 171
8.5 轴承摩擦磨损实验机 171
8.5.1 高速摩擦磨损实验机 172
8.5.2 重载滑动摩擦实验机 173
8.5.3 关节轴承摩擦磨损实验机 174
8.5.4 轴承寿命实验机 176
8.5.5 轴承摩擦力矩实验机 177
8.5.6 径向滑动轴承摩擦磨损实验机 179
参考文献 180
第9章 轴承的故障诊断与状态监测 182
9.1 概述 182
9.2 工况监测的基本理论 183
9.2.1 状态信号与特征参数 183
9.2.2 信号处理与分析 188
9.2.3 状态识别 189
9.3 油液分析 190
9.3.1 油液分析方法 190
9.3.2 铁谱分析法 192
9.3.3 磁塞检查法 195
9.4 振动诊断 197
9.4.1 概述 197
9.4.2 振动判别标准 201
9.4.3 振动信号分析方法 202
9.5 滑动轴承工况监测 205
9.5.1 滑动轴承失效的基本形式 205
9.5.2 滑动轴承的诊断方法 213
9.5.3 滑动轴承故障诊断实例 216
9.6 滚动轴承工况监测 218
9.6.1 滚动轴承的故障诊断技术 218
9.6.2 滚动轴承故障诊断的基本环节和方法 222
9.6.3 滚动轴承故障诊断的振动分析法 223
9.6.4 滚动轴承故障信号处理技术 224
9.6.5 滚动轴承的故障振动分析 225
9.6.6 滚动轴承振动监测诊断技术 228
参考文献 232
第10章 摩擦学在轴承中的应用 233
10.1 铁路轴承摩擦学应用 233
10.1.1 材料对轴承摩擦学性能的影响 233
10.1.2 加工质量对轴承摩擦学性能的影响 234
10.1.3 润滑与密封对轴承摩擦学性能的影响 235
10.1.4 结构设计对轴承摩擦学性能的影响 235
10.2 汽车轴承摩擦学应用 236
10.2.1 发动机轴承摩擦学应用 236
10.2.2 差速器轴承和变速器轴承摩擦学应用 239
10.2.3 离合器轴承摩擦学应用 239
10.2.4 转向器轴承摩擦学应用 240
10.2.5 轮毂轴承摩擦学应用 240
10.2.6 等速万向节摩擦学应用 240
10.3 机床轴承摩擦学应用 241
10.3.1 机床轴承的磨损研究 241
10.3.2 机床轴承的润滑研究 242
10.4 轧机轴承摩擦学应用 242
10.4.1 轧机用滚动轴承摩擦学应用 243
10.4.2 轧机用滑动轴承摩擦学应用 244
10.5 航空航天轴承摩擦学应用 245
10.5.1 航空用滚动轴承摩擦学应用 245
10.5.2 航空用滑动轴承摩擦学应用 247
10.6 精密仪器轴承摩擦学应用 249
10.7 重型机械轴承摩擦学应用 250
10.7.1 重型机械用滚动轴承摩擦学应用 250
10.7.2 重型机械用滑动轴承摩擦学应用 251
参考文献 252