滑动轴承和传动装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种滑动轴承，特别地涉及一种用于风力发电设备的齿轮箱的滑动轴承。
2.此外，本实用新型涉及一种包括上述滑动轴承的传动装置、尤其是行星齿轮传动装置。


背景技术：

3.在滑动摩擦装置(例如滑动轴承)中，广泛使用铝合金和铜合金作为耐磨材料。对于滑动轴承而言，通常采用连续铸造或者离心铸造的方式做成毛坯，然后进行车削加工成成品轴套。采用铸造的方式，经常会产生铸造缺陷的问题，因此通常采用加大加工量的方法；再者铸造能耗大，对环境污染也大。另外，对于大尺寸的轴套或轴瓦而言，材料成本也较高。
4.由于铜合金和铝合金本身硬度偏低、刚度不足，因此在重载、高速服役工况下，难以保证轴承承载性。一种较佳的方式就是采用烧结、轧制、熔覆或者堆焊在钢基体上，这样在保证足够承载力的情况下兼顾有优良的耐磨性能，且节约了大量有色金属的使用，降低了成本。
5.cn108787809b中公知了一种具有焊缝的卷制轴承，卷制轴承由钢背和合金层烧结而成，该卷制轴承的开口缝通过焊接形成闭合的轴承，通过热压套装在轴上。在高载长时运行下，存在焊缝失效及滑动轴承脱层的风险。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于，提供一种易于维护、高耐磨、长寿命的滑动轴承。相应地，本实用新型的另一目的在于提供一种包括上述滑动轴承的传动装置、尤其是行星齿轮传动装置，该传动装置特别地应用于风力发电设备(例如，风力发电设备的齿轮箱)。
7.根据本实用新型的一个方面，提供了一种滑动轴承，包括：基层；支撑层，所述支撑层位于所述基层上；滑动层，所述滑动层位于所述支撑层上，其中，从所述基层、所述支撑层到所述滑动层依次具有递减的硬度梯度。
8.在一种实施方式中，所述基层上形成有凹槽，所述支撑层和所述滑动层依次设置在所述凹槽中。
9.在一种实施方式中，所述支撑层的硬度为所述基层的硬度的20％至90％，所述滑动层的硬度为所述支撑层的硬度的15％至90％。
10.在一种实施方式中，所述支撑层的硬度为所述基层的硬度的35％至90％或40％至65％，所述滑动层的硬度为所述支撑层的硬度的30％至60％。
11.在一种实施方式中，所述支撑层和所述滑动层选自由铝基合金、锡基合金、铜及铜基合金、镍及镍基合金构成的组。
12.在一种实施方式中，滑动轴承还包括位于所述滑动层上的磨合层，所述磨合层由
高分子材料形成。
13.在一种实施方式中，所述滑动层与所述凹槽齐平或高于所述凹槽。
14.在一种实施方式中，滑动轴承为平面结构。
15.根据本实用新型的另一个方面，提供了一种滑动轴承，包括：基层；支撑层，所述支撑层位于所述基层上；滑动层，所述滑动层位于所述支撑层上，其中，所述基层上形成有凹槽，所述支撑层和所述滑动层依次设置在所述凹槽中。
16.在一种实施方式中，从所述基层、所述支撑层到所述滑动层依次具有递减的硬度梯度。
17.在一种实施方式中，所述滑动层与所述凹槽齐平或高于所述凹槽。
18.根据本实用新型的又一个方面，提供了一种传动装置，包括轴、支承在轴上的齿轮以及如上所述的滑动轴承，其中，所述基层由所述轴提供，所述支撑层和所述滑动层依次设置在所述轴的外表面上，所述齿轮支承在所述滑动层上。
19.本实用新型的滑动轴承为多层滑动轴承，这些层之间为冶金结合而形成一体式滑动轴承，节约了有色金属的使用，显著降低了轴承成本；各个层之间具有较强的结合强度，不存在滑动层与基体轴脱落的风险。在基层和滑动层之间设置的中间支撑层可以用作阻挡层，阻挡或者降低了基层的元素扩散到滑动层，保证了滑动层的耐磨性能；各个层之间具有的硬度梯度使得支撑层为滑动层提供柔性支撑，特别是在高载荷时可以减弱滑动层的磨损，进而延长滑动轴承的寿命。
20.另外，通过将支撑层和滑动层设置在形成于基层的凹槽中，可以进一步节省材料、节省加工工序、降低材料成本和制造成本并增加滑动轴承的各个层之间的结合强度，进而增加了滑动轴承本身的结构强度以及使用寿命和耐磨性。
附图说明
21.为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式，对本实用新型的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
22.图1为根据本实用新型的一个实施方式的滑动轴承的侧面剖视图。
23.图2为根据本实用新型的另一个实施方式的滑动轴承的侧面剖视图。
具体实施方式
24.现在参考附图，详细描述本实用新型的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，其他方式同样落入本实用新型的范围。
25.在本文中，以风力发电设备为例描述本实用新型的滑动轴承以及相应的传动装置，即滑动轴承以及传动装置可以应用于风力发电设备(例如，风力发电设备的齿轮箱)，但不限于此，也可以应用于其他行业以及适用的机器设备(例如，汽车、船舶、飞机等以及它们的变速器、齿轮箱或者需要滑动摩擦的任何零部件等)。
26.对于风力发电设备的齿轮箱等传动装置，以行星齿轮传动装置为例，其包括太阳
轮、行星轮、行星架、传动轴、支撑轴等，由于这种行星齿轮传动装置原则上也已经由现有技术已知，因此在此不再赘述。下面将重点描述滑动轴承以及其相关结构。
27.在一些常规技术中，将整体式铜轴套滑动轴承通过机械方式固定在轴上，而铜套通常采用铸造方式制成，铜套毛坯加工余量大，其铜套本体用铜量也大。相比之下，本实用新型提供的金属基多层复合轴承，节约了铜的使用量，从而显著降低了滑动轴承轴套的材料成本，具有节约材料及成本、节能、环保的特点。
28.图1以侧视剖面图示出了风力发电传动设备的齿轮与轴1之间的滑动轴承的局部视图。齿轮是例如行星齿轮并通过滑动轴承支撑在轴1上。为此，滑动轴承设置在轴1上并位于齿轮的内孔与轴1之间，滑动轴承为多层轴承并包括基层1、支撑层2和滑动层3。其中，基层由轴1提供，即，轴1本身既用作滑动轴承的基体支撑件，同时轴1的外层表面(也可以称为表层)又作为滑动轴承的一部分(即，滑动轴承的基层1)；亦即，轴1的表层作为滑动轴承的基体支撑层，因此轴1也可以称为基体轴。支撑层2和滑动层3在径向方向上从内至外依次顺序地施加在基体轴1上，由于支撑层2位于基层1与滑动层3之间，因此支撑层2也可以称为中间支撑层2；滑动层3位于径向最外层，构成轴承的滑动表面，因此滑动层3又称为表面滑动层3。支撑层2直接施加在基体轴1(或基层1)上，而滑动层3又直接施加在支撑层2上，进而支撑层2及滑动层3与轴1形成多层滑动轴承。
29.对于支撑层2和滑动层3而言，术语“施加”是指采用各种方法将支撑层2结合到基体轴1(或基层1)上并进一步地将滑动层3结合到上支撑层2。这些施加方法或结合方法包括电镀、喷涂、粉末冶金、浇铸、熔覆、激光焊接、堆焊等以及其他合适的施加方法。其中，喷涂包括但不限于空气喷涂、无空气喷涂、高压喷涂、静电喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂、等离子喷涂及爆炸喷涂等，例如但不限于雾化喷涂、热喷涂、自动喷涂、多组喷涂等。经由上述施加方法，基层1、支撑层2和滑动层3形成整体式或一体式滑动轴承；此处所述的整体式或一体式滑动轴承是指基层1与支撑层2之间以及支撑层2与滑动层3之间为冶金结合，而非常规技术中的机械式接合或机械式组装。
30.通过冶金结合形成一体式滑动轴承的益处在于，基层1与支撑层2之间以及支撑层2与滑动层3之间具有较强的结合强度，这些层共同形成了单个零件(即完整且无缝的整体式多层滑动轴承)，从而省去了常规技术中轴套与轴的装配，进而节省了安装时间，大大减少了装配的时间成本和人工成本。也就是说，本实用新型提供的滑动轴承是由基体轴1、支撑层2和滑动层3构成的(即支撑层2和滑动层3依次施加在轴1上)，是一种多层整体滑动轴承，与常规的整体式铜轴套热套在轴上的方式相比，节约了贵重金属(例如有色金属)的使用，显著降低了轴承成本，例如与常规的整体式铜轴套使用的铜的量相比，滑动层使用较少的有色金属(例如，铜)。轴承与基体轴是个整体，不存在滑动层与基体轴脱落的风险，具有优良抗疲劳、抗蠕变性能。
31.需要指出的是，上述施加方法或结合方法仅为示例性的，而不具有限制性，本领域技术人员可以采用其他合适的方法施加支撑层2和滑动层3，只要能够实现基层1、支撑层2和滑动层3之间的冶金结合而形成整体的多层滑动轴承即可。
32.轴1的材料和尺寸没有特殊限制，可以根据具体的工程应用进行选择。例如，轴1可以由钢制成，使得轴1可以采用本领域熟知的钢轴，并且其长度和外径能够满足所需成品轴承的尺寸要求即可。例如，钢轴1的材料从如下材料组中选择：20crmnti、20crmnmo、
18crnimo7-6、34crnimo6、45#钢、40cr、40crmo、42crmoa等。例如，轴1的外径尺寸范围为φ100mm至φ800mm，优选地范围为φ200mm至φ500mm，这仅是示例，外径可以根据实际工程需要而选择其他合适的尺寸。
33.此外，轴1的硬度和强度等特性也没有具体限制。例如，轴1的硬度可以为20hrc至40hrc，优选地为25hrc至35hrc，例如20hrc、25hrc、26hrc、27hrc、28hrc、29hrc、30hrc、31hrc、32hrc、33hrc、34hrc、35hrc、36hrc、37hrc、38hrc、39hrc、40hrc或任何其他的合适值，例如hb280。另外，轴1的外周表面的表面粗糙度为例如ra 1.6μm至12.5μm，以便于将支撑层2施加在轴1上，例如粗糙度可以为ra 1.6μm、ra 3.2μm、ra 6.3μm、ra 6.4μm、ra 12.5μm或任何其他合适的值。
34.需要指出的是，轴1的上述材料、尺寸、表面粗糙度以及硬度的具体选择和数值仅是示例，不具有限制性，本领域技术人员可以根据具体的工程应用对它们进行灵活地选择、改变和调整。
35.支撑层2的材料和尺寸没有特殊限制，可以根据具体的工程应用进行选择。例如，支撑层2的材料可以选自由铝基合金、锡基合金、铜及铜基合金、镍及镍基合金构成的材料组，并且可以优选地选用铜合金，更优选地例如为cual合金、cusn合金、cusi合金、cumn合金、cuzn合金、cucr合金或cuni合金。
36.例如，支撑层2可以采用cual合金，并且cual合金具有如下质量百分比(或重量百分比)含量：al为6％至15％，fe为0％至7.5％，ni为0％至8.5％，mn为0％至10.0％，zn为0％至2.0％，余量为cu。
37.例如，支撑层2可以采用cusn合金，并且cusn合金具有如下质量百分比(或重量百分比)含量：sn为4％至25％，ni为0％至5％，p为0％至0.6％，zn为0％至1.0％，fe为0％至10％，余量为cu。
38.例如，支撑层2可以采用cusi合金，并且cusi合金具有如下质量百分比(或重量百分比)含量：si为1.0％至6.0％，mn为0％至4.0％，p为0％至0.5％，fe为0％至10％，zn为0％至12％，余量为cu。
39.例如，支撑层2可以采用cumn合金，并且cumn合金具有如下质量百分比(或重量百分比)含量：mn为6.0％至16.0％，al为5％至12％，ni为0％至6％，fe为0％至10％，余量为cu。
40.例如，支撑层2可以采用cuzn合金，并且cuzn合金具有如下质量百分比(或重量百分比)含量：zn为5.0％至50.0％，al为0％至15.0％，mn为0％至10.0％，as为0％至5.0％，sb为0％至5.0％，si为0％至10.0％，ni为0％至25.0％，pb为0％至5.0％，fe为0％至5.0％，sn为0％至5.0％，余量为cu。
41.例如，支撑层2可以采用cucr合金，并且cucr合金具有如下质量百分比(或重量百分比)含量：cr为0.1％至10.0％，zr为0％至5.0％，其它杂质为0％至5.0％，余量为cu。
42.例如，支撑层2可以采用cuni合金，并且cuni合金具有如下质量百分比(或重量百分比)含量：ni为0.1％至45.0％，fe为0％至5.0％，zn为0％至5.0％，mn为0％至5.0％，cr为0％至5.0％，si为0％至5.0％，nb为0％至5.0％，余量为cu。
43.此外，支撑层2可以根据具体工程应用而具有各种厚度。例如，优选地，支撑层2的厚度可以为0.05mm至3.0mm，更优选地，支撑层2的厚度可以为0.5mm至2.0mm，例如0.05mm、
0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm或任何其他合适的值。
44.滑动层3的材料和尺寸也没有特殊限制，可以根据具体的工程应用进行选择。例如，滑动层3的材料可以选自由铝基合金、锡基合金、铜及铜基合金、镍及镍基合金构成的材料组，并且可以优选地选用铜合金和铝合金。
45.例如，滑动层3可以采用cusn合金，cusn合金具有如下质量百分比(或重量百分比)含量：sn为6％至15％，p为0.05％至0.5％，zn为0％至0.5％，fe为0％至5％，余量为cu。更优选地，cusn合金具有如下质量百分比(或重量百分比)含量：sn为9％至14％，ni为0％至3.0％，p为0.05％至0.5％，zn为0％至0.5％，fe为0％至4％，余量为cu。
46.例如，滑动层3中可以含有al、sn、cu等合金元素，并且具有如下质量百分比(或重量百分比)含量：sn为5％至35％，cu为0.5％至2.0％，ni为0％至1.5％，fe为0％至4％，余量为al。并且滑动层3还优选地具有如下质量百分比(或重量百分比)含量：sn为10％至25％，cu为0.5％至1.5％，ni为0％至0.5％，余量为al。
47.另外，上面所述的支撑层2的材料组成(即支撑层2所选用的各种铜合金及其材料含量的重量百分比)同样也适用于滑动层3，在此不再赘述。
48.此外，滑动层3可以根据具体工程应用而具有各种厚度。例如，滑动层3的厚度可以为0.05mm至3mm，优选地可以为0.05mm至2.5mm，更优选地为0.5mm至1.3mm，甚至更优选地为0.5mm至1mm，例如0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm或任何其他合适的值。滑动层3的上述厚度范围具有的优点是，使得滑动层3可以具有良好的滑动特性，在工艺技术上也容易制造且具有足够的寿命。
49.此外，如上所述，支撑层2和滑动层3的总厚度可以为0.1mm至5.5mm，优选地，总厚度可以为1mm至3.3mm，更优选地，总厚度可以为1mm至3mm，例如总厚度可以为1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm或任何其他合适的值。
50.需要指出的是，支撑层2和滑动层3的上述材料、厚度等尺寸的具体选择和数值仅是示例，不具有限制性，本领域技术人员可以根据具体的工程应用对它们进行灵活地选择、改变和调整。
51.此外，支撑层2设置在基体轴1和滑动层3之间，可以用作阻挡层，阻挡或者降低了基体轴1的元素扩散到滑动层3，例如降低了钢轴1的钢基元素扩散到滑动层3，保证了滑动层3的化学成分的完整性，使得滑动层3不被基体轴1的元素扩散和干扰，进而保证了滑动层3的特性，例如保持了滑动层3的耐磨性能。
52.在滑动轴承中，增加了支撑层2与基层1以及滑动层3与支撑层2的结合强度，这可以通过例如上述的施加方法实现。支撑层2与基体轴1的结合强度可以大于150mpa，更优选地可以大于200mpa，例如160mpa、170mpa、180mpa、190mpa、200mpa、210mpa、220mpa、230mpa、240mpa、250mpa、260mpa、270mpa或更大。
53.进一步地，滑动层3与支撑层2的结合强度可以大于150mpa，更优选地可以大于170mpa，甚至更优选地可以大于200mpa，例如160mpa、170mpa、180mpa、190mpa、200mpa、
210mpa、220mpa、230mpa、240mpa、250mpa或更大或任何其他合适的值。
54.此外，在滑动轴承中，各个层之间具有递减的硬度梯度，即基体轴1(或基层1)的硬度最大；其次，支撑层2的硬度小于基体轴1(或基层1)的硬度；再次，滑动层3的硬度又小于支撑层2的硬度。
55.例如，以基体轴1(或基层1)的硬度为参考基准，支撑层2的硬度可以为基体轴1的硬度的20％至90％，更优选地为35％至90％，甚至更优选地为40％至65％，例如20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或任何其他合适的值。此外，滑动层3的硬度可以为支撑层2的硬度的15％至90％，更优选地为30％至60％，例如15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或任何其他合适的值。
56.而如上所述，基体轴1(或基层1)的硬度可以为20hrc至40hrc，优选地为25hrc至35hrc；相应地，根据上述硬度梯度的递减比例和具体数值，可以相应地计算得到支撑层2以及滑动层3的硬度，在此不再具体地计算。需要指出的是，本文中所述的各个层的硬度可以是单个具体的硬度值，也可以是硬度范围。例如，滑动层3的硬度可以为支撑层2的硬度的15％至90％，这里，支撑层2的硬度可以为具体的硬度值，例如支撑层2的硬度可以为18hrc，则滑动层3的硬度可以为2.7hrc至16.2hrc(即18hrc的15％至90％)。在实际的大批量生产中，各个层的硬度可能具有一定的加工公差或者各个层的硬度可能在一系列范围内波动变化，例如，支撑层2的硬度可以在15至18hrc的范围内波动，则滑动层3的硬度可以为2.25hrc至16.2hrc(即在15hrc的15％至18hrc的90％的范围内)，也就是说，支撑层2的硬度在一定范围内波动，滑动层3的硬度又在支撑层2的硬度的某个比例范围内变化。
57.在滑动轴承中，各个层之间具有递减的硬度梯度的优点在于，在各个层之间提供缓冲梯度。例如，最外层的滑动层3具有较软的硬度，其用作滑动表面和摩擦表面而与较硬的接合部件(例如，上述的齿轮)进行滑动摩擦；中间的支撑层2用于支撑滑动层3，因而具有相对高的硬度，其硬度较软则无法有效地支撑滑动层3，其硬度太高则不利于滑动层3的长期滑动摩擦，使得最外层的滑动层3与基层1之间的力传递产生直接冲击，在高载荷的情况下尤其如此。也就是说，中间的支撑层2设置为使得在较软的滑动层3和较硬的基层1之间提供缓冲以在滑动摩擦过程中吸收滑动层3的能量，从而支撑层2类似于减振弹簧而在滑动层3受压时进一步缓冲滑动层3，并产生对滑动层3的回弹力，避免了滑动层3的力直接传递到基层1。如果没有设置中间支撑层2，则滑动层3的力直接作用于较硬的基层1而没有任何缓冲减振，如此一来，随着长时间的滑动摩擦，滑动层3一直受力而被直接磨损消耗。相反，支撑层2的硬度设置以及3个层之间的硬度梯度使得支撑层2可为滑动层3提供柔性支撑，特别是在高载荷时可以减弱滑动层3的磨损，进而延长滑动轴承的寿命。
58.此外，硬度梯度的设置降低了材料界面处的应力(例如，热应力)、例如各个层之间的材料界面处的应力，进而提高了滑动轴承的疲劳强度和抗蠕变性以及寿命。经过试验证明，滑动轴承的寿命增加了10％至50％不等，例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、30％、35％、40％、45％、50％等。
59.硬度梯度可以通过各个层各自的材料选用实现，例如，如果基层1采用第一种材料以及材料组成，则基层1直接通过该材料的选用而在施加该材料形成基层1时直接获得第一硬度或硬度范围；类似地，如果支撑层2采用第二种材料以及材料组成，则支撑层2直接通过
该材料的选用而直接获得第二硬度或硬度范围；如果滑动层3采用第三种材料以及材料组成，则滑动层3直接通过该材料的选用而直接获得第三硬度或硬度范围。
60.替代地和附加地，硬度梯度还可以通过对各个层进行热处理而间接获得。热处理可以包括本领域采用的各种方法，例如整体热处理和表面热处理，整体热处理包括例如退火、正火、淬火、回火、热处理，表面热处理例如包括表面淬火和化学热处理，以及其他常见和常用的热处理方法，使得各个层获得期望的硬度或硬度范围。
61.需要指出的是，硬度梯度的上述两种获得方法可以对于每个层分别单独实现或可以进行组合，只要能够获得期望的硬度或硬度范围即可。例如，基层1可以单独通过材料的选用而获得第一硬度或硬度范围，也可以在通过施加材料而形成基层1时单独通过热处理间接获得第一硬度或硬度范围，或者也可以通过材料选用和热处理的组合而获得第一硬度或硬度范围。类似地，支撑层2的硬度或硬度范围可以在施加所选用的材料而形成支撑层2之后直接获得，或者施加材料而形成支撑层2之后进一步采用热处理获得。类似地，滑动层3的硬度或硬度范围可以在施加所选用的材料而形成滑动层3之后直接获得，或者施加材料而形成滑动层3之后进一步采用热处理获得。
62.例如，基层1为钢轴，其材料本身就具有较高的硬度；支撑层2与滑动层3可以选自铝基合金、锡基合金、铜及铜基合金、镍及镍基合金，其中一些材料本身相对于钢轴而言具有相对较小的硬度，例如，当支撑层2与滑动层3选用铜合金时，在形成支撑层2与滑动层3时，这两个层直接获得了较软的硬度。需要指出的是，支撑层2与滑动层3虽然都选自铝基合金、锡基合金、铜及铜基合金、镍及镍基合金，但是二者的具体材料成分组成是不同的，以产生不同的层以及不同的硬度。例如，支撑层2与滑动层3可以选用不同的具体材料组分和/或相同的热处理，以获得不同的硬度；或者支撑层2与滑动层3可以选用不同的具体材料组分和/或不同的热处理，以获得不同的硬度；或者在极端情况下，支撑层2与滑动层3可以选用相同的具体材料组分并采用不同的热处理，也可以获得不同的硬度。
63.此外，在滑动轴承中，各个层之间具有递减的铁(fe)含量(按重量计，重量％或wt.％)或fe含量在各个层之间具有递减的成分梯度，即基体轴1(或基层1)的铁(fe)含量最大；其次，支撑层2的fe含量小于基体轴1(或基层1)的fe含量；再次，滑动层3的fe含量又小于支撑层2的fe含量。这里需要指出的是，上文中所述的支撑层2和滑动层3所采用的材料指的是在施加支撑层2和滑动层3之前的材料，并且上文列举的合金材料中各个元素的质量百分比指的是材料在被施加之前的质量百分比。而此处所描述的各个层之间递减的铁(fe)含量指的是各个层在形成之后(即施加材料之后)所包含的fe含量。
64.这是因为在将支撑层2施加(例如焊接)到轴1上时，支撑层2与轴1之间形成熔融的材料界面，此时轴1中的一部分铁会熔化或通过二者之间的材料界面扩散到支撑层2中；同理，在将滑动层3施加到支撑层2上时，滑动层3与支撑层2之间形成熔融的材料界面，此时支撑层2中的一部分铁会熔化或通过二者之间的材料界面扩散到滑动层3中。其中，滑动层3中的fe含量应尽可能的少，因为滑动层3作为滑动摩擦层，其中的fe成分增加会不利地影响滑动层3的耐磨性能。例如，基体轴1(或基层1)可以由钢制成，即fe含量非常高，因此在施加支撑层2时，一部分铁熔化进入或扩散到支撑层2中；支撑层2选自铝基合金、锡基合金、铜及铜基合金、镍及镍基合金等材料，而这些合金中的fe含量本身就比较少，在施加滑动层3时，支撑层2中的一部分铁熔化进入或扩散到滑动层3中。相比之下，从支撑层2熔化进入或扩散到
滑动层3中的fe含量远小于从基体轴1扩散到支撑层2中的fe含量。进一步地，支撑层2与滑动层3本身选自铝基合金、锡基合金、铜及铜基合金、镍及镍基合金等材料，而这些材料中的fe含量本身就比较少；另外考虑到额外扩散到支撑层2与滑动层3中的fe含量，如此，在成型之后，滑动层3中的fe含量小于支撑层2的fe含量。
65.例如，支撑层2的fe含量按照重量百分比，可以小于等于5％，优选地小于等于4％，例如，5％、4.5％、4.0％、3.5％、3.0％、2.5％、2.0％、1.5％、1.0％、0.5％或者任何其他的数值或数值范围。滑动层3的fe含量小于支撑层2并且可以小于等于5％，优选地小于等于3％，优选地小于等于2％，更优选地小于等于0.5％，例如，3％、2.5％、2.0％、1.5％、1.0％、0.5％、0.45％、0.4％、0.35％、0.3％、0.25％、0.2％、0.15％、0.1％或者任何其他的数值或数值范围。此外，支撑层2可以由fe含量比较高的材料形成，例如支撑层2的fe含量可以小于等于90％，例如小于等于85％、小于等于80％、小于等于75％、小于等于70％、小于等于65％、小于等于60％、小于等于55％、小于等于50％、小于等于45％、小于等于40％、小于等于35％、小于等于30％、小于等于25％或者任何其他的数值或数值范围。总结来说，无论支撑层2以及滑动层3采用什么材料(这些材料包括但不限于上述的铝基合金、锡基合金、铜及铜基合金、镍及镍基合金，还可以包括任何其他合适的材料)，只要支撑层2的fe含量小于基体轴1的fe含量并且滑动层3中的fe含量小于支撑层2的fe含量，都落入本公开的保护范围内。
66.另外，在实践中，相对来说，比较重要的是滑动层3的fe含量应尽可能的少，这是因为滑动层3作为最外的滑动摩擦层，其中的fe成分增加会不利地影响滑动层3的耐磨性能，因此在替代实施例中，可以重点关注滑动层3的fe含量，使得滑动层3的fe含量小于5％，优选地小于等于3％，优选地小于等于2％，更优选地小于等于0.5％，例如，3％、2.5％、2.0％、1.5％、1.0％、0.5％、0.45％、0.4％、0.35％、0.3％、0.25％、0.2％、0.15％、0.1％或者任何其他的数值或数值范围。
67.综上可以看出，支撑层2本身既可以作为阻挡层以阻挡轴1中的有害元素扩散到滑动层3中，又可以在基层1和滑动层3之间作为缓冲层和支撑层。特别地，支撑层2的材料可以选自由铝基合金、锡基合金、铜及铜基合金、镍及镍基合金构成的材料组，并且可以优选地选用铜及铜合金，一方面这些合金含有较少的fe，从而减少了扩散到滑动层3中的fe，另一方面这些合金形成的支撑层2在基层1和滑动层3之间提供硬度梯度，进而实现了支撑层2的缓冲和支撑作用。
68.下面描述包括该滑动轴承的传动装置及其制造方法。传动装置包括轴1、支承在轴1上的齿轮以及设置在轴1与齿轮之间的支撑层2和滑动层3，轴1即是上述的基层1，支撑层2施加在轴1的外表面上，滑动层3施加在支撑层2上。
69.传动装置的轴1的制造方法包括以下步骤：
70.(1)提供轴1，并将轴1加工成具有预定长度、外径和表面粗糙度；
71.(2)可选地，清洁轴1的表面；
72.(3)将支撑层2的材料施加在轴1的表面，形成支撑层2；
73.(4)可选地，对支撑层2进行加工；
74.(5)将滑动层3的材料施加在支撑层2上，形成滑动层3；
75.(6)对滑动层3进行加工。
76.在步骤(1)中，优选地，轴1为圆钢或锻钢圆坯，并将坯料加工成预定长度和外径，其中，所述预定外径比成品轴的外径小0.1至5.5mm，例如1.5mm、2.0mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm或任何其他合适的数值，这样做的目的在于为施加在轴1上的支撑层2和滑动层3留出预定尺寸空间；成品轴是指施加了支撑层2和滑动层3之后的轴。成品轴成型之后，将齿轮支承在轴1上。术语“加工”可以包括机加工或任何其他合适的制造方法，只要能够实现相应的参数即可，例如长度、外径和表面粗糙度、厚度。轴1的尺寸(例如长度和外径等)、材料和硬度没有具体限制并且可以如上文所述进行选择，
77.需要指出的是，基层1可以由轴1提供，并将滑动轴承的支撑层2和滑动层3施加在轴1的外表面上，使得支撑层2和滑动层3围绕轴1形成而形成为圆柱形或环形，但不限于此。滑动轴承也可以是其他形状，例如滑动轴承可以为多层平面结构，即仅包括依次层叠的平面状的基层1、平面状的支撑层2、平面状的滑动层3；替代地，例如滑动轴承可以为圆筒状结构，例如常规的轴瓦式滑动轴承，其包括轴瓦，轴的轴颈支撑在环筒形轴瓦内，基层1可以由轴瓦的内周面提供，支撑层2和滑动层3可以呈环筒形状而依次施加在轴瓦的内周面上，在这种情况下，当轴支撑在滑动轴承内时，轴的外周面与滑动层3接触，二者之间进行滑动摩擦。
78.术语“施加”不进行具体限制，并且可以例如采用上文所述的各种方法，只要能够实现相应的参数即可，例如结合强度、硬度。
79.在图中所示以及上文所述的轴1作为基层的实施例中，在所形成的滑动轴承中，滑动轴承设有润滑介质(例如润滑剂、润滑油)输送结构，润滑介质输送结构为孔或槽。在一个优选的实施例中，轴1中设置有轴向孔和径向孔，润滑剂的输送是从轴端面的轴向孔进入，将润滑剂经由轴向孔输送到轴向各区段，然后经由径向孔输送到滑动轴承的滑动面的区域中，润滑剂然后从该区域起分布到整个滑动面。轴向孔优选分布在轴向多个区段，这些区段都设有径向通孔连通。
80.在一个变型实施例中，滑动层可以沿着轴的轴向方向彼此间隔开一定距离而分段施加。在此，有利的是滑动层与滑动层之间的轴向间隙可形成自然油槽，油槽内设有径向孔，与轴向孔相通形成润滑通道，从而可实现滑动层更好的润滑。其中，油槽的宽度大于径向孔的直径。
81.考虑到上述润滑介质输送结构，滑动轴承和轴1的制造工序为：(1)加工轴1；(2)在轴1上施加支撑层2；(3)在支撑层2上施加滑动层3；(4)在轴1上加工出油孔或油槽；(5)对轴1的端面和外周面进行加工。
82.在另一变型实施例中，可以在滑动层3上设置磨合层。在这种情况下，磨合层构成滑动轴承的最外层，用于代替滑动层3或者与滑动层3相组合而作为滑动摩擦层，与外部部件进行滑动摩擦。例如，齿轮可以设置在磨合层上，而在磨合层上滑动。磨合层的设置改善了滑动轴承的摩擦性能。
83.其中，磨合层优选为高分子材料，所述高分子材料包括树脂和添加剂。其中，树脂为聚酰胺、聚氨酯、聚酯、聚苯硫醚、含氟聚合物、聚醚醚酮、聚酰亚胺树脂、醇酸树脂、聚丙烯酸酯、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂中的至少一种，添加剂为石墨、碳纳米管、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、二硫化钼、二硫化钨、硫化锌、氟化钙、氮化硼、金属铅、金属银、金属铋、金属锡中的至少一种。
84.下面通过示例的方式描述本实用新型的滑动轴承。
85.示例1：
86.轴1采用40cr材料，硬度为hrc32。首先按需将轴1加工成预定长度，再将外径加工成比成品轴的尺寸小1.5mm，表面粗糙度为ra3.2μm。支撑层2采用cuzn25al5mn4fe3材料，将该材料施加在轴1的外周面上，所形成的支撑层2中的fe含量为4.5wt.％。支撑层2的硬度为hb180，厚度为1.0mm，支撑层2与轴1的结合强度为260mpa。形成支撑层2后，在其表面直接施加滑动层3，滑动层3采用的材料为cusn10，将该材料施加在支撑层2的外周面上，所形成的滑动层3中的fe含量为0.2wt.％。滑动层3的硬度为hb90，厚度为1.0mm。然后对滑动层3进行机加工，加工至滑动层的厚度为0.5mm，从而形成整体式的滑动轴承。在轴1上加工出与滑动层3和支撑层2连通并彼此连通的油道(例如油孔或油槽)，用于滑动层3的润滑。
87.示例2：
88.轴1采用40cr材料，硬度为hrc32。首先按需将轴1加工成预定长度，再将外径加工成比成品轴的尺寸小2.0mm，表面粗糙度为ra3.2μm。支撑层2采用cual10fe5ni5材料，将该材料施加在轴1的外周面上，所形成的支撑层2中的fe含量为5.0wt.％。支撑层2的硬度为hb170，厚度为1.0mm，支撑层2与轴1的结合强度为230mpa。形成支撑层2后，在其表面直接施加滑动层3，滑动层3采用的材料为cusn10，将该材料施加在支撑层2的外周面上，所形成的滑动层3中的fe含量为0.25wt.％。滑动层3的硬度为hb90，厚度为1.5mm。然后对滑动层3进行机加工，加工至滑动层的厚度为1.0mm，从而形成整体式的滑动轴承。在轴1上加工出与滑动层3和支撑层2连通并彼此连通的油道(例如油孔或油槽)，用于滑动层3的润滑。
89.示例3：
90.轴1采用42crmoa材料，硬度为hb280。首先按需将轴1加工成预定长度，再将外径加工成比成品轴的尺寸小2.5mm，表面粗糙度为ra3.2μm。支撑层2采用cual10fe5ni5材料，将该材料施加在轴1的外周面上，所形成的支撑层2中的fe含量为4.5wt.％。支撑层2的硬度为hb170，厚度为2.0mm。支撑层2与轴1的结合强度为250mpa。形成支撑层2后，在其表面直接施加滑动层3，滑动层3采用的材料为cusn12ni2，将该材料施加在支撑层2的外周面上，所形成的滑动层3中的fe含量为0.3wt.％。滑动层3的硬度为hb120，厚度为1.0mm。然后对滑动层3进行机加工，加工至滑动层的厚度为0.5mm，从而形成整体式的滑动轴承。在轴1上加工出与滑动层3和支撑层2连通并彼此连通的油道(例如油孔或油槽)，用于滑动层3的润滑。
91.示例4：
92.轴1采用42crmoa材料，硬度为hb280。首先按需将轴1加工成预定长度，再将外径加工成比成品轴的尺寸小2.5mm，表面粗糙度为ra6.4μm。支撑层2采用cusn12ni2材料，将该材料施加在轴1的外周面上，所形成的支撑层2中的fe含量为3.0wt.％。支撑层2的硬度为hb120，厚度为2.0mm。支撑层2与轴1的结合强度为200mpa。形成支撑层2后，在其表面直接施加滑动层3，滑动层3采用的材料为alsn20cu，将该材料施加在支撑层2的外周面上，所形成的滑动层3中的fe含量为0.2wt.％。滑动层3的硬度为hb40，厚度为1.0mm。然后对滑动层3进行机加工，加工至滑动层的厚度为0.5mm，从而形成整体式的滑动轴承。在轴1上加工出与滑动层3和支撑层2连通并彼此连通的油道(例如油孔或油槽)，用于滑动层3的润滑。
93.示例5：
94.轴1采用42crmoa材料，硬度为hb280。首先按需将轴1加工成预定长度，再将外径加
工成比成品轴的尺寸小2.5mm，表面粗糙度为ra6.4μm。支撑层2采用cual9材料，将该材料施加在轴1的外周面上，所形成的支撑层2中的fe含量为2.5wt.％。支撑层2的硬度为hb110，厚度为2.0mm。支撑层2与轴1的结合强度为190mpa。形成支撑层2后，在其表面直接施加滑动层3，滑动层3采用的材料为巴氏合金，将该材料施加在支撑层2的外周面上，所形成的滑动层3中的fe含量为0.3wt.％。滑动层3的硬度为hb25，厚度为1.0mm。然后对滑动层3进行机加工，加工至滑动层的厚度为0.5mm，从而形成整体式的滑动轴承。在轴1上加工出与滑动层3和支撑层2连通并彼此连通的油道(例如油孔或油槽)，用于滑动层3的润滑。
95.需要指出的是，上述5个示例仅是一部分实施例，而不具有限制性。并且这些示例中所采用的材料以及其他参数(例如，硬度、长度、外径、厚度、粗糙度、强度、fe含量等)仅为示例，不具有限制性，并且这些材料和参数可以彼此互换、组合。当然，本领域技术人员可以选择和设置任何其他合适的材料和参数。
96.本领域技术人员还可以根据实际工程需要灵活地设置和选用其他示例和实施例，并且均落入本实用新型的保护范围内。
97.下面参照图2描述根据本实用新型的另一个实施方式的滑动轴承，图2与图1的区别主要在于基层1以及支撑层2和滑动层3的具体结构，其他方面是相同的，即上文关于图1的所有描述均适用于图2，在此不再赘述。
98.图2示出了基层1具有凹槽，支撑层2和滑动层3设置在凹槽中，并且滑动层3与基层1的外表面齐平。下面以轴1作为基层1的示例进行描述，但是不限于此，基层1可以是平面形状或板形状，支撑层2和滑动层3同样是平面形状或板形状并且设置在基层1的凹槽中。
99.具体地，轴1在其中间区段的外周表面上沿径向方向向内凹进而形成环形凹槽，支撑层2和滑动层3设置在凹槽中，并且滑动层3与轴1的外表面齐平。
100.下面描述图2的滑动轴承的形成过程。在轴1的中间区段上加工出内凹的环形凹槽，其中该中间区段是需要与配合部件进行滑动摩擦的区段，配合部件是指与轴1进行滑动摩擦的区段，例如齿轮；即，根据配合部件的尺寸以及配合部件与轴1进行滑动摩擦配合的区段尺寸而在轴1上设定中间区段，并在中间区段上加工出环形凹槽。其中，环形凹槽此时的深度大于支撑层2成型之后的最终厚度、小于支撑层2和滑动层3施加后的总厚度并且大于支撑层2和滑动层3成型之后的最终总厚度，如此设置深度，使得为支撑层2和滑动层3的最终成型留下加工余量。此外，此时轴1的外径也大于最终成型的成品轴1的外径，这是因为在施加完滑动层3之后，需要对轴1以及形成在轴的凹槽中的滑动层3一起加工至预定尺寸，因此，此时需要为成品轴留出加工余量。与图1的实施方式相同，此加工余量没有限制，可以根据实际工程需要合理地设置。
101.在形成凹槽之后，如上所述，通过上述的施加方法和工艺依次将支撑层2和滑动层3施加到凹槽中。需要指出的是，在本实施方式中，仅需要将支撑层2和滑动层3施加到需要进行滑动摩擦的轴区段的凹槽中，与图1的实施方式中需要将支撑层2和滑动层3施加到整个轴/轴局部部位上相比，本实施方式节省了材料，降低了材料成本，也减少了施加后的加工工序。此外，与图1的实施方式相同，在施加支撑层2和滑动层3时，施加的支撑层2的材料厚度与最终成型的支撑层2的厚度可以是相同的而不对成型后的支撑层进行加工，或者施加的支撑层2的材料厚度也可以大于最终成型的支撑层2的厚度，从而在支撑层2成型之后对其进行加工；而所施加的滑动层3的材料厚度要大于最终成型的滑动层3的厚度，这是因
为施加完滑动层3的材料之后，需要对滑动层3进行机加工，即去除一部分滑动层3，从而形成期望的滑动表面粗糙度。
102.通过设置凹槽，支撑层2和滑动层3在施加后可以以熔融的液态形式保持在凹槽中，其中，滑动层3在施加到凹槽中的支撑层2上之后，液态的滑动层3要超过并高于轴1的外表面。由于凹槽的设置，在施加滑动层3时，熔融的滑动层3仅在凹槽附近流动，并流动到凹槽周围的轴表面上而不会溢流到轴的两个端部的端面上；相比之下，在图1的一种实施方式中，由于支撑层2和滑动层3施加在整个轴1上，因此，熔融的液态支撑层2和滑动层3会溢流在轴的两个端部的端面上或其附近和周围，从而因为液体张力而在端面处形成涂层圆角，该圆角因为其中含有的材料不均匀等而无法满足实际工程使用的要求，需要被加工去除。
103.在滑动层3固化成型之后，由于如上所述轴1以及滑动层3预留有加工余量，因此对轴1以及滑动层3进行机加工，从而将滑动层3加工至预定的厚度，同时将轴1加工成预定的外径尺寸。需要指出的是，在本实施方式中，轴1以及滑动层3的最终加工成型是同时进行的，即，通过仅一个加工道次或仅一个加工工序而同时将轴1和滑动层3加工至成品；而且由于在本实施方式中滑动层3的熔融液体仅在凹槽附近流动，因此不需要对轴的两个端面进行加工，而是仅加工轴1的外周表面即可。
104.相比之下，在图1的实施方式中，需要首先将轴1加工成具有预定长度、外径和表面粗糙度；然后，在施加支撑层2和滑动层3之后，再将滑动层3加工至预定厚度；而且，需要对轴的两个端面进行加工，以去除上述的圆角。由此看出，图1的实施方式至少需要在3个不同的时间点执行3次加工工序，而图2的实施方式只需要在施加完滑动层3之后通过一个加工工序而同时将轴和滑动层3加工成型，例如，在单个加工工序中将轴加工成预定外径和表面粗糙度，同时将滑动层3加工至预定厚度和表面粗糙度，由此可以看出成品轴的表面粗糙度可以等于滑动层的表面粗糙度，并且无需对轴的两个端面进行额外的加工。相比之下，图2的实施方式节省了加工工序的数量和时间量，降低了加工成本和制造成本。
105.此外，在图2的实施方式中，轴1中的周向的环状凹槽具有底部和两个周向的环状侧壁或侧表面，凹槽的形状起到的作用是可以接纳支撑层2和滑动层3并将它们牢固地保持在轴上。此外，在图1的实施方式中，支撑层2和滑动层3仅通过与轴的外周表面进行结合而固定，具体地是，支撑层2结合在轴的外周表面上，而滑动层3结合在支撑层2的表面上；而在图2的实施方式中，支撑层2和滑动层3除了与轴的外表面(即，凹槽的底部)结合之外，还分别结合在凹槽的两个周向侧壁上，这增加了与轴的结合表面积，从而将支撑层2和滑动层3更牢固地结合在轴上。
106.此外，如图2所示，凹槽的两个侧壁可以相对于底部具有一定的斜坡或倾斜角，倾斜角的设置在一方面可以便于凹槽的加工，另一方面可以进一步增大侧壁的表面，从而进一步增加支撑层2和滑动层3与轴1的结合表面积，而使得支撑层2和滑动层3与轴1具有更大的结合强度。该倾斜角可以是例如30度、45度、60度或者30至60度或30至45度或45至60度或任何其他合适的角度，该角度的具体数值没有具体限制，可以根据具体工程应用进行合适的选择。
107.上文重点描述了图2与图1的不同之处在于轴1和滑动轴承的结构的设置和变型，需要指出的是，图1的实施方式的其他方面同样适用于图2的实施方式，例如支撑层2和滑动层3的材料选择、材料中各个组分的占比、硬度梯度的设置、磨合层的额外设置等，在此不再
重复。
108.另外，图2中示出了支撑层2和滑动层3依次设置在凹槽中，并且最外的滑动层3与轴1的外表面齐平(即与凹槽齐平)，但不限于此，最外的滑动层3可以低于或高于轴1的外表面而不与之齐平。在未图示的另一替代实施例中，支撑层2和滑动层3可以在径向上或高度方向上突出到基层1的凹槽之外而高于凹槽，下面以轴1作为基层1的示例进行描述，但是不限于此，基层1可以是平面形状或板形状，支撑层2和滑动层3同样是平面形状或板形状并且设置在基层1的凹槽中。该替代实施例包括两种方案：(1)支撑层2和滑动层3均高于轴1的外表面且高于凹槽；(2)仅滑动层3高于轴1的外表面且高于凹槽，而支撑层2低于轴1的外表面且低于凹槽。这两种方案与图2的实施例的不同之处仅在于支撑层2和滑动层3不与凹槽齐平，因此上文针对图2的实施例的描述同样适用于该替代实施例的这两种方案，在此不再赘述。下面将重点描述这两种方案。
109.在方案(1)中，由于支撑层2和滑动层3均高于轴1的外表面且高于凹槽，因此可以在凹槽中施加支撑层2和滑动层3之前，首先加工出凹槽并将轴1的外径直接加工至最终成型的成品轴1的外径，然后将支撑层2施加在凹槽中，并且施加的支撑层2的材料厚度与最终成型的支撑层2的厚度可以是相同的而不对成型后的支撑层进行加工，或者施加的支撑层2的材料厚度也可以大于最终成型的支撑层2的厚度，从而在支撑层2成型之后对其进行加工。在支撑层2成型之后，此时支撑层2的高度高于轴1的外表面且高于凹槽，然后在支撑层2上施加滑动层3，并对滑动层3进行机加工，从而将滑动层3加工至预定的厚度。替代地，也可以在凹槽中施加支撑层2和滑动层3之前不对轴1进行机加工，而是在滑动层3最终成型之后，再同时对轴1以及滑动层3进行机加工，从而将滑动层3加工至预定的厚度，同时将轴1加工成预定的外径尺寸。
110.在方案(2)中，仅滑动层3高于轴1的外表面且高于凹槽，而支撑层2低于轴1的外表面且低于凹槽，因此可以在凹槽中施加支撑层2和滑动层3之前，首先加工出凹槽并将轴1的外径直接加工至最终成型的成品轴1的外径，然后将支撑层2施加在凹槽中，并且施加的支撑层2的材料厚度与最终成型的支撑层2的厚度可以是相同的而不对成型后的支撑层进行加工，或者施加的支撑层2的材料厚度也可以大于最终成型的支撑层2的厚度，从而在支撑层2成型之后对其进行加工。在支撑层2成型之后，此时支撑层2的高度低于轴1的外表面且低于凹槽，然后在支撑层2上施加滑动层3，并对滑动层3进行机加工，从而将滑动层3加工至预定的厚度。替代地，也可以在凹槽中施加支撑层2和滑动层3之前不对轴1进行机加工，而是在滑动层3最终成型之后，再同时对轴1以及滑动层3进行机加工，从而将滑动层3加工至预定的厚度，同时将轴1加工成预定的外径尺寸。
111.在图2的实施例以及该替代实施例的这两种方案中，无论滑动层3是否与轴1的外表面齐平(即与凹槽齐平)，也无论对轴1、支撑层2和滑动层3采取何种加工工艺数量和顺序，只要保证滑动层3的厚度能够满足实际工程需要即可，例如上文关于滑动层3描述的各种厚度，在此不再赘述。
112.本实用新型具有的优点在于，本实用新型的滑动轴承为包括多个金属层的多层滑动轴承，这些层之间为冶金结合而形成一体式滑动轴承，省去了常规技术中的轴承轴套，节约了贵重金属(例如有色金属)的使用，显著降低了轴承成本；还消除了轴套与轴的装配，节省了安装时间，大大减少了装配的时间成本和人工成本；轴承的各个层与基体轴形成一个
整体，各个层之间具有较强的结合强度，不存在滑动层与基体轴脱落的风险。
113.另外，在基层(例如基体轴)和滑动层之间设置了中间支撑层，中间支撑层可以用作阻挡层，阻挡或者降低了基体轴的元素扩散到滑动层，例如降低了钢轴的钢基元素扩散到滑动层，保证了滑动层的化学成分的完整性，使得滑动层不被基体轴的元素扩散和干扰，进而保证了滑动层的耐磨性能等。
114.从基层到滑动层，各个层之间具有递减的硬度梯度，尤其是支撑层的硬度设置使得支撑层为滑动层提供柔性支撑，特别是在高载荷时可以减弱滑动层的磨损，进而延长滑动轴承的寿命。此外，硬度梯度的设置降低了各个层之间的材料界面处的应力(例如，热应力)，进而提高了滑动轴承的疲劳强度和抗蠕变性以及寿命。
115.特别地，中间支撑层的材料选自由铝基合金、锡基合金、铜及铜基合金、镍及镍基合金构成的材料组、并且优选地选用铜合金，这些合金材料的选用具有双重的技术效果：一方面，这些材料本身含有较少的fe，从而减少了扩散到外部滑动层中的fe，最大程度地减少了fe成分对滑动层的耐磨性能的不利影响；另一方面，由这些合金形成的支撑层能够在基层和滑动层之间提供期望的硬度梯度，进而实现了支撑层的缓冲和支撑作用。
116.另外，通过将支撑层和滑动层设置在形成于基层的凹槽中，可以进一步节省材料、节省加工工序、降低材料成本和制造成本并增加滑动轴承的各个层之间的结合强度，进而增加了滑动轴承本身的结构强度以及使用寿命和耐磨性。
117.通过上述优点，本实用新型提供了一种低成本、结构简单、易制造、易于维护、高耐磨、长寿命的滑动轴承。
118.本实用新型的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本实用新型排他或局限于单个公开的实施方式。如上，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本实用新型的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本实用新型旨在包括这里描述的本实用新型的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本实用新型的精神和范围内的其他实施方式。
119.附图标记：
120.1 轴(基层)
121.2 支撑层
122.3 滑动层

技术特征：
1.一种滑动轴承，包括：基层(1)；支撑层(2)，所述支撑层位于所述基层(1)上；滑动层(3)，所述滑动层位于所述支撑层(2)上，其特征在于，从所述基层(1)、所述支撑层(2)到所述滑动层(3)依次具有递减的硬度梯度。2.根据权利要求1所述的滑动轴承，其中，所述基层(1)上形成有凹槽，所述支撑层(2)和所述滑动层(3)依次设置在所述凹槽中。3.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其中，所述支撑层(2)的硬度为所述基层(1)的硬度的20％至90％，所述滑动层(3)的硬度为所述支撑层(2)的硬度的15％至90％。4.根据权利要求3所述的滑动轴承，其中，所述支撑层(2)的硬度为所述基层(1)的硬度的35％至90％或40％至65％，所述滑动层(3)的硬度为所述支撑层(2)的硬度的30％至60％。5.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，还包括位于所述滑动层(3)上的磨合层。6.根据权利要求2所述的滑动轴承，其中，所述滑动层(3)与所述凹槽齐平或高于所述凹槽。7.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其中，所述滑动轴承为平面结构。8.一种传动装置，包括轴、支承在轴上的齿轮以及根据权利要求1至6中任一项所述的滑动轴承，其中，所述基层(1)由所述轴提供，所述支撑层(2)和所述滑动层(3)依次设置在所述轴的外表面上，所述齿轮支承在所述滑动层(3)上。

技术总结
本实用新型提供一种滑动轴承和传动装置，滑动轴承包括：基层；支撑层，支撑层位于基层上；滑动层，滑动层位于支撑层上，其中，从基层、支撑层到滑动层依次具有递减的硬度梯度。本实用新型的滑动轴承为多层滑动轴承，这些层之间为冶金结合而形成一体式滑动轴承，节约了有色金属的使用，显著降低了轴承成本；各个层之间具有较强的结合强度，不存在滑动层与基体轴脱落的风险。在基层和滑动层之间设置的中间支撑层可以用作阻挡层，阻挡或者降低了基层的元素扩散到滑动层，保证了滑动层的耐磨性能；各个层之间具有的硬度梯度使得支撑层为滑动层提供柔性支撑，特别是在高载荷时可以减弱滑动层的磨损，进而延长滑动轴承的寿命。进而延长滑动轴承的寿命。进而延长滑动轴承的寿命。


技术研发人员：张国强 郑青春 龚颖 倪志伟
受保护的技术使用者：浙江中达精密部件股份有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/9/19