項目二汽車支承零部件任務三滾動軸承

1、學習任務三學習任務三 滾動軸承滾動軸承 胡 瓊2014 年 11 月 10 日滾動軸承滾動軸承【學習目標學習目標】 1能規(guī)范進行東風汽車主減速器軸承的拆裝。 2. 知道滾動軸承的組成和特點。 3. 能敘述滾動軸承的類型。 4. 知道滾動軸承的材料和失效形式。 【學習重點學習重點】 1. 滾動軸承的類型。 2. 滾動軸承的材料和失效形式。滾動軸承滾動軸承【學習內容學習內容】 一、滾動軸承的組成和特點 二、滾動軸承的類型 三、滾動軸承的材料 四、滾動軸承的失效形式 汽車上許多部位都要應用滾動軸承，如發(fā)電機、水泵、手動變速器（圖2-3-1）、自動變速器、分動器、傳動軸、驅動橋以及行駛系的輪轂等處。滾

2、動軸承性能的好壞直接影響機器的工作情況，是機器的重要組成部分。 圖2-3-1 滾動軸承在手動變速器中的應用技能訓練：一、設備及汽車維修資料的準備（1）組套工具(圖2-3-2)、扭力扳手（圖2-3-3）、錘子、壓力機、銅棒、常用工具及專用工具等。（2）東風汽車主減速器差速器總成，如圖2-3-4所示。 圖2-3-2 組套工具圖2-3-3 扭力扳手圖2-3-4 主減速器差速器總成二、計劃、實施和檢查 以東風汽車主減速器為例來說說主減速器軸承的拆裝步驟。1. 主減速器軸承的拆卸（1）擰松主減速器固定螺栓，并將其取下，如圖2-3-5所示。 （2）擰松主減速器軸承緊固螺栓，如圖2-3-6所示。 圖2-3-

3、5 拆卸主減速器固定螺栓圖2-3-6 拆卸主減速器軸承（3）取下主減速器從動錐齒輪及差速器總成，如圖2-3-7所示。（4）拆卸主減速器主動齒輪緊固螺栓，如圖2-3-8所示。 圖2-3-7 取下主減速器從動錐齒輪及差速器總成圖2-3-8 拆卸主減速器主動齒輪緊固螺栓（5）拆卸主減速器動力輸入端子，如圖2-3-9所示。（6）取下主減速器主動齒輪軸承，如圖2-3-10所示。 圖2-3-9 拆卸主減速器動力輸入端子圖2-3-10 取下主減速器主動齒輪軸承2.主減速器軸承的安裝 按與主減速器軸承的拆卸相反順序進行。注意：注意：要正確選用和使用工具。愛護實習設備，不亂擺放零件，注意安全。知識銜接：一、滾動

4、軸承的組成及特點1. 滾動軸承的組成 滾動軸承是將運轉的軸與軸承座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件。滾動軸承主要由外圈、保持架、內圈和滾動體組成，如圖2-3-11所示。 圖2-3-11 滾動軸承的組成 外圈的內表面與內圈的外表面上加工有凹槽，稱為滾道。滾道有限制滾動體側向位移的作用。 保持架的作用是把滾動體均勻地隔開，以避免相鄰的兩滾動體直接接觸而增加磨損。 內圈常與軸一起旋轉，內圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉。外圈是與軸承座相配合，在軸承座中起支承作用。小提示：小提示： 在實際應用中，也有外圈旋轉、內圈固定或內外圈都旋轉的。 滾動體是借助于保持架均勻的將滾

5、動體分布在內圈和外圈之間，其形狀大小和數量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命。 常用的滾動體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、非對稱球面滾子、螺旋滾子等，如圖2-3-12所示。 圖2-3-12 常用的滾動體2.滾動軸承的特點 與滑動軸承相比，滾動軸承具有下列優(yōu)點：產品已標準化，并由專業(yè)生產廠家進行大批量生產，具有優(yōu)良的互換性和通用性。起動摩擦力矩低，功率損耗小，滾動軸承效率高。負荷、轉速和工作溫度的適應范圍寬，工況條件的少量變化對滾動軸承性能影響不大。大多數類型的滾動軸承能同時承受徑向和軸向載荷，軸向尺寸較小。易于潤滑、維護及保養(yǎng)。 滾動軸承也有下列缺點：大多數滾動軸承徑向尺寸較大。在高速、重載

6、荷條件下工作時壽命短。振動及噪音較大。二、滾動軸承的類型 根據滾動體的不同可分為滾珠軸承和滾子軸承兩大類。按照滾動軸承所能承受的主要負荷方向，滾動軸承又可分為向心軸承（承受徑向載荷）、推力軸承（承受軸向載荷）、向心推力軸承（能同時承受徑向載荷和軸向載荷）。常見的滾動軸承見表2-3-1。表2-3-1 常見的滾動軸承三、滾動軸承的材料 滾動體與內外圈的材料要求有高的硬度和接觸疲勞強度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用含鉻合金鋼制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等，經熱處理后硬度可達HRC61-65。保持架一般用低碳鋼板沖壓而成，高速軸承多采用有色金屬(如黃銅)或塑料保

7、持架。 汽車常用材料知識鏈接合金鋼一、合金元素對鋼性能的影響 所謂合金鋼，就是在碳素鋼的基礎上，在冶煉時有目的地加入一種或多種合金元素的鋼。加入的合金元素常用的有硅（）、錳（）、鉻（）、鎳（）、鉬（）、鎢（W）、釩（V）、鈦（）、硼（B）、鋁（）、鋯（Z r）及稀土元素（）等。 含碳量低的鋼加入鉻能提高強度和硬度。含鎳在6%以下時能使鋼具有高強度和高韌性。合金結構鋼中含錳量在2%以下時，就能使鋼的強度顯著提高，而且有一定的韌性。硅能提高鋼的強度、硬度、疲勞強度、耐蝕性和抗氧化性，含硅量為2.54.4%的鋼是很好的軟磁材料，可制變壓器或電動機線圈的鐵芯。鎢能提高鋼的強度及耐磨性，使鋼具有良好的熱

8、硬性。 釩能使鋼的強度和韌性同時提高，并提高鋼的耐磨性和回火穩(wěn)定性。鋁能提高鋼的抗氧化性能，鋁與氮形成化合物，能提高鋼的硬度和耐磨性。鈦能提高鋼的強度、硬度和耐磨性，對塑性影響較小。稀土元素對冶煉和鑄造有良好的作用，還能提高鋼的塑性和韌性，改善鋼的特殊性能，如耐熱、耐蝕、抗氧化等。二、合金鋼的分類1.按主要用途分合金結構鋼 用來制造各種機械零件及工程結構。合金工具鋼 用來制造各種重要的工具和量具、刀具等。特殊性能鋼 用來制造有特殊性能要求的結構件和機器零件等。2.按合金元素的含量分低合金鋼 合金元素總含量小于5%。中合金鋼 合金元素的總含量為5%10%。高合金鋼 合金元素的總含量大于10%。三

9、、汽車常用合金鋼 合金結構鋼在汽車上應用廣泛，主要是在優(yōu)質或高級優(yōu)質碳素結構鋼的基礎上加入適量合金元素的鋼。它主要用于制造各種重要的機械零件和受力工程結構，具有良好的力學性能和加工工藝性能。 合金鋼牌號表示方法： 合金結構鋼的牌號采用兩位數字加元素符號加數字表示。前面的兩位數字表示鋼的平均碳含量的萬分數，元素符號表示鋼中所含的合金元素，而后面數字表示該元素平均含量的質量分數。當合金元素含量小于1.5%時，牌號中只標明元素符號，而不標明含量；如果含量大于1.5%、2.5%、3.5%等，則相應地在元素符號后面標出2、3、4等。例如60Si2Mn，表示平均碳含量為0.6%；含硅量約為2%，含錳量小于

10、1.5%。 1.低合金結構鋼 低合金結構鋼碳的質量分數為0.1%0.25%，所加入的合金元素不大于3%。低合金結構鋼的成分特點為低碳、低合金，所加入的合金元素主要有錳、釩、鈦等。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性、良好的耐磨性及耐蝕性。主要用于制造工程結構，如汽車大梁及各種焊接構件。一般在熱軋空冷狀態(tài)下使用。 低合金結構鋼在汽車上的應用舉例： 水箱固定架底板、風扇葉片、橫梁、縱梁前加強板、保險杠及汽油箱托架等。2.合金滲碳鋼 汽車上有許多零件是在高速、重載、較強烈的沖擊和受磨損條件下工作的，如汽車的變速齒輪、十字軸以及內燃機凸輪軸等，要求零件的表面具有高硬度、高耐磨性，而心部有足夠的韌性，為了

11、滿足這樣的性能要求，可采用合金滲碳鋼。 合金滲碳鋼碳的質量分數為0.1%0.25%。合金滲碳鋼是在滲碳鋼的基礎上，加入一定量的合金元素而形成的。通過這些合金元素的加入，可以提高零件抵抗沖擊載荷的能力，使工件在滲碳后可直接淬火，還能提高耐磨性。與碳素鋼滲碳件相比，合金滲碳鋼具有工藝性能好、使用性能高的特點。20CrMnTi是應用最廣泛的合金滲碳鋼。 常用合金滲碳鋼在汽車上的應用舉例： 活塞銷、氣門彈簧座、氣門挺桿、變速器中間軸、變速器齒輪、半軸齒輪、萬向節(jié)、差速器十字軸及鋼板彈簧中心螺栓等。3.合金調質鋼 合金調質鋼一般指經過調質處理（淬火后高溫回火）后使用的合金結構鋼。這種鋼經調質處理后具有高

12、強度和高韌性相結合的良好的綜合力學性能。小提示：小提示： 淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷卻速度快速冷卻到Ms以下（或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉變的熱處理工藝。 回火是工件淬硬后加熱到Ac1（過共析鋼）以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。 合金調質鋼碳的質量分數為0.25%0.50%。合金調質鋼是在調質鋼中加入一定量的合金元素而形成的。合金元素改善了鋼的熱處理工藝性，并具有強韌性作用，從而保證合金調質鋼零件具有高而均勻的綜合力學性能。合金調質鋼主要用于那些在

13、重載荷、受沖擊條件下工作的零件，如汽車后橋半軸、連桿等。40Cr鋼是合金調質鋼中最常用的一種，其強度比40鋼高20%，并有良好的韌性。 合金調質鋼在汽車上的應用舉例： 螺栓、連桿、連桿蓋、半軸、水泵軸、傳動軸花鍵、萬向節(jié)叉、轉向節(jié)、進氣門及離合器從動盤等。4.合金彈簧鋼 合金彈簧鋼是用于制造各種彈簧的專用合金結構鋼。彈簧是汽車上的重要零件。它是利用在工作時產生彈性變形，在各種機械中起緩和沖擊和吸收振動的作用，并可利用其儲存能量，使機件完成規(guī)定動作。彈簧一般是在動載荷下工作，要求合金彈簧鋼具有高的彈性極限、高疲勞強度、足夠的塑性和韌性、良好的表面質量。因此，合金彈簧鋼具有合理的化學成分，并進行適

14、當的熱處理。 合金彈簧鋼碳的質量分數比合金調質鋼的高，一般為0.46%0.70%。在彈簧鋼中加入合金元素即形成了合金彈簧鋼，零件彈性、鋼的淬透性及彈性極限等都得到提高。 合金彈簧鋼在汽車上的應用舉例： 鋼板彈簧、氣門彈簧、制動氣室復位彈簧、真空助力泵回位彈簧、搖臂軸定位彈簧及離合器壓緊彈簧等。5.滾動軸承鋼 滾動軸承鋼是用來制造滾動軸承的滾動體和內外圈的專用鋼，其在工作時，承受著高而集中的交變應力，還有強烈的摩擦，因此必須具有高的硬度和耐磨性，高的彈性極限和接觸疲勞強度，足夠的韌性和抗腐蝕性。軸承鋼碳的質量分數較高，約為0.95%1.15%。目前應用最廣的是高碳鉻鋼。 四、滾動軸承的失效形式

15、滾動軸承的失效形式主要有疲勞點蝕、塑性變形和磨損等。1.疲勞剝落 滾動軸承在徑向載荷的作用下，內圈、外圈與滾動體接觸處產生應力和彈性變形，其大小隨接觸點位置不同而循環(huán)變化。循環(huán)接觸應力作用到達一定次數時，就會在零件工作表面形成疲勞剝落，如圖2-3-13所示，從而使?jié)L動軸承產生振動和噪聲，旋轉精度降低，從而失去工作能力。 圖2-3-13 疲勞剝落 2.斷裂 滾動軸承斷裂的主要原因是過載與缺陷兩大因素。當外加載荷超過材料強度極限而造成零件斷裂稱為過載斷裂，如圖2-3-14所示。過載原因主要是主機突發(fā)故障或安裝不當。一般來說軸承的斷裂主要是過載斷裂。 圖2-3-14 過載斷裂 3.磨損 軸承使用時潤

16、滑不良、密封不嚴或在多塵環(huán)境中，容易導致嚴重磨損而失效，如圖2-3-15所示。 圖2-3-15 軸承磨損4.腐蝕 有些滾動軸承在實際運行當中可能會遇到水、水汽以及腐蝕性介質等，這些物質會引起滾動軸承的生銹。滾動軸承的生銹會造成內外圈、滾動體表面的坑狀銹，梨皮狀銹及滾動體間隔相同的坑狀銹，如圖2-3-16所示。 圖2-3-16 軸承腐蝕 1. 簡述滾動軸承的組成和特點； 2. 簡述滾動軸承的類型； 3. 簡述滾動軸承的材料； 4. 簡述滾動軸承的失效形式?！菊n堂小結課堂小結】【課堂練習課堂練習】一、選擇題一、選擇題(1)滾動軸承采用不同的滾動體，其承受載荷的能力也不一樣，( )能夠承受較大的徑向載荷。A. 球體 B. 圓柱滾子 C. 圓錐滾子 D. 球面滾子(2)高速時應優(yōu)先選用