項(xiàng)目二汽車(chē)支承零部件任務(wù)三滾動(dòng)軸承

1、學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 胡 瓊2014 年 11 月 10 日滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承【學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1能規(guī)范進(jìn)行東風(fēng)汽車(chē)主減速器軸承的拆裝。 2. 知道滾動(dòng)軸承的組成和特點(diǎn)。 3. 能敘述滾動(dòng)軸承的類(lèi)型。 4. 知道滾動(dòng)軸承的材料和失效形式。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 1. 滾動(dòng)軸承的類(lèi)型。 2. 滾動(dòng)軸承的材料和失效形式。滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承【學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容】 一、滾動(dòng)軸承的組成和特點(diǎn) 二、滾動(dòng)軸承的類(lèi)型 三、滾動(dòng)軸承的材料 四、滾動(dòng)軸承的失效形式 汽車(chē)上許多部位都要應(yīng)用滾動(dòng)軸承，如發(fā)電機(jī)、水泵、手動(dòng)變速器（圖2-3-1）、自動(dòng)變速器、分動(dòng)器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋以及行駛系的輪轂等處。滾

2、動(dòng)軸承性能的好壞直接影響機(jī)器的工作情況，是機(jī)器的重要組成部分。 圖2-3-1 滾動(dòng)軸承在手動(dòng)變速器中的應(yīng)用技能訓(xùn)練：一、設(shè)備及汽車(chē)維修資料的準(zhǔn)備（1）組套工具(圖2-3-2)、扭力扳手（圖2-3-3）、錘子、壓力機(jī)、銅棒、常用工具及專(zhuān)用工具等。（2）東風(fēng)汽車(chē)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(jì)劃、實(shí)施和檢查 以東風(fēng)汽車(chē)主減速器為例來(lái)說(shuō)說(shuō)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(dòng)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(dòng)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(dòng)錐齒輪及差速器總成圖2-3-8 拆卸主減速器主動(dòng)齒輪緊固螺栓（5）拆卸主減速器動(dòng)力輸入端子，如圖2-3-9所示。（6）取下主減速器主動(dòng)齒輪軸承，如圖2-3-10所示。 圖2-3-9 拆卸主減速器動(dòng)力輸入端子圖2-3-10 取下主減速器主動(dòng)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(jìn)行。注意：注意：要正確選用和使用工具。愛(ài)護(hù)實(shí)習(xí)設(shè)備，不亂擺放零件，注意安全。知識(shí)銜接：一、滾動(dòng)

4、軸承的組成及特點(diǎn)1. 滾動(dòng)軸承的組成 滾動(dòng)軸承是將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸承座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機(jī)械元件。滾動(dòng)軸承主要由外圈、保持架、內(nèi)圈和滾動(dòng)體組成，如圖2-3-11所示。 圖2-3-11 滾動(dòng)軸承的組成 外圈的內(nèi)表面與內(nèi)圈的外表面上加工有凹槽，稱(chēng)為滾道。滾道有限制滾動(dòng)體側(cè)向位移的作用。 保持架的作用是把滾動(dòng)體均勻地隔開(kāi)，以避免相鄰的兩滾動(dòng)體直接接觸而增加磨損。 內(nèi)圈常與軸一起旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)。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(shí)際應(yīng)用中，也有外圈旋轉(zhuǎn)、內(nèi)圈固定或內(nèi)外圈都旋轉(zhuǎn)的。 滾動(dòng)體是借助于保持架均勻的將滾

5、動(dòng)體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動(dòng)軸承的使用性能和壽命。 常用的滾動(dòng)體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、非對(duì)稱(chēng)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(dòng)體2.滾動(dòng)軸承的特點(diǎn) 與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有下列優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品已標(biāo)準(zhǔn)化，并由專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行大批量生產(chǎn)，具有優(yōu)良的互換性和通用性。起動(dòng)摩擦力矩低，功率損耗小，滾動(dòng)軸承效率高。負(fù)荷、轉(zhuǎn)速和工作溫度的適應(yīng)范圍寬，工況條件的少量變化對(duì)滾動(dòng)軸承性能影響不大。大多數(shù)類(lèi)型的滾動(dòng)軸承能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，軸向尺寸較小。易于潤(rùn)滑、維護(hù)及保養(yǎng)。 滾動(dòng)軸承也有下列缺點(diǎn)：大多數(shù)滾動(dòng)軸承徑向尺寸較大。在高速、重載

6、荷條件下工作時(shí)壽命短。振動(dòng)及噪音較大。二、滾動(dòng)軸承的類(lèi)型 根據(jù)滾動(dòng)體的不同可分為滾珠軸承和滾子軸承兩大類(lèi)。按照滾動(dòng)軸承所能承受的主要負(fù)荷方向，滾動(dòng)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(shí)承受徑向載荷和軸向載荷）。常見(jiàn)的滾動(dòng)軸承見(jiàn)表2-3-1。表2-3-1 常見(jiàn)的滾動(dòng)軸承三、滾動(dòng)軸承的材料 滾動(dòng)體與內(nèi)外圈的材料要求有高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)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(jīng)熱處理后硬度可達(dá)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(chē)常用材料知識(shí)鏈接合金鋼一、合金元素對(duì)鋼性能的影響 所謂合金鋼，就是在碳素鋼的基礎(chǔ)上，在冶煉時(shí)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(qiáng)度和硬度。含鎳在6%以下時(shí)能使鋼具有高強(qiáng)度和高韌性。合金結(jié)構(gòu)鋼中含錳量在2%以下時(shí)，就能使鋼的強(qiáng)度顯著提高，而且有一定的韌性。硅能提高鋼的強(qiáng)度、硬度、疲勞強(qiáng)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(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的鐵芯。鎢能提高鋼的強(qiáng)度及耐磨性，使鋼具有良好的熱

8、硬性。 釩能使鋼的強(qiáng)度和韌性同時(shí)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(qiáng)度、硬度和耐磨性，對(duì)塑性影響較小。稀土元素對(duì)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(lèi)1.按主要用途分合金結(jié)構(gòu)鋼 用來(lái)制造各種機(jī)械零件及工程結(jié)構(gòu)。合金工具鋼 用來(lái)制造各種重要的工具和量具、刀具等。特殊性能鋼 用來(lái)制造有特殊性能要求的結(jié)構(gòu)件和機(jī)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(chē)常用合金鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼在汽車(chē)上應(yīng)用廣泛，主要是在優(yōu)質(zhì)或高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入適量合金元素的鋼。它主要用于制造各種重要的機(jī)械零件和受力工程結(jié)構(gòu)，具有良好的力學(xué)性能和加工工藝性能。 合金鋼牌號(hào)表示方法： 合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)采用兩位數(shù)字加元素符號(hào)加數(shù)字表示。前面的兩位數(shù)字表示鋼的平均碳含量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)，元素符號(hào)表示鋼中所含的合金元素，而后面數(shù)字表示該元素平均含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。當(dāng)合金元素含量小于1.5%時(shí)，牌號(hào)中只標(biāo)明元素符號(hào)，而不標(biāo)明含量；如果含量大于1.5%、2.5%、3.5%等，則相應(yīng)地在元素符號(hào)后面標(biāo)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(jié)構(gòu)鋼 低合金結(jié)構(gòu)鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%0.25%，所加入的合金元素不大于3%。低合金結(jié)構(gòu)鋼的成分特點(diǎn)為低碳、低合金，所加入的合金元素主要有錳、釩、鈦等。這類(lèi)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(jié)構(gòu)，如汽車(chē)大梁及各種焊接構(gòu)件。一般在熱軋空冷狀態(tài)下使用。 低合金結(jié)構(gòu)鋼在汽車(chē)上的應(yīng)用舉例： 水箱固定架底板、風(fēng)扇葉片、橫梁、縱梁前加強(qiáng)板、保險(xiǎn)杠及汽油箱托架等。2.合金滲碳鋼 汽車(chē)上有許多零件是在高速、重載、較強(qiáng)烈的沖擊和受磨損條件下工作的，如汽車(chē)的變速齒輪、十字軸以及內(nèi)燃機(jī)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(mǎn)足這樣的性能要求，可采用合金滲碳鋼。 合金滲碳鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%0.25%。合金滲碳鋼是在滲碳鋼的基礎(chǔ)上，加入一定量的合金元素而形成的。通過(guò)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(diǎn)。20CrMnTi是應(yīng)用最廣泛的合金滲碳鋼。 常用合金滲碳鋼在汽車(chē)上的應(yīng)用舉例： 活塞銷(xiāo)、氣門(mén)彈簧座、氣門(mén)挺桿、變速器中間軸、變速器齒輪、半軸齒輪、萬(wàn)向節(jié)、差速器十字軸及鋼板彈簧中心螺栓等。3.合金調(diào)質(zhì)鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼一般指經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理（淬火后高溫回火）后使用的合金結(jié)構(gòu)鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有高

12、強(qiáng)度和高韌性相結(jié)合的良好的綜合力學(xué)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(guò)共析鋼）以上溫度，保溫一段時(shí)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(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。 回火是工件淬硬后加熱到Ac1（過(guò)共析鋼）以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。 合金調(diào)質(zhì)鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%0.50%。合金調(diào)質(zhì)鋼是在調(diào)質(zhì)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(qiáng)韌性作用，從而保證合金調(diào)質(zhì)鋼零件具有高而均勻的綜合力學(xué)性能。合金調(diào)質(zhì)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(chē)后橋半軸、連桿等。40Cr鋼是合金調(diào)質(zhì)鋼中最常用的一種，其強(qiáng)度比40鋼高20%，并有良好的韌性。 合金調(diào)質(zhì)鋼在汽車(chē)上的應(yīng)用舉例： 螺栓、連桿、連桿蓋、半軸、水泵軸、傳動(dòng)軸花鍵、萬(wàn)向節(jié)叉、轉(zhuǎn)向節(jié)、進(jìn)氣門(mén)及離合器從動(dòng)盤(pán)等。4.合金彈簧鋼 合金彈簧鋼是用于制造各種彈簧的專(zhuān)用合金結(jié)構(gòu)鋼。彈簧是汽車(chē)上的重要零件。它是利用在工作時(shí)產(chǎn)生彈性變形，在各種機(jī)械中起緩和沖擊和吸收振動(dòng)的作用，并可利用其儲(chǔ)存能量，使機(jī)件完成規(guī)定動(dòng)作。彈簧一般是在動(dòng)載荷下工作，要求合金彈簧鋼具有高的彈性極限、高疲勞強(qiáng)度、足夠的塑性和韌性、良好的表面質(zhì)量。因此，合金彈簧鋼具有合理的化學(xué)成分，并進(jìn)行適

14、當(dāng)?shù)臒崽幚怼?合金彈簧鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比合金調(diào)質(zhì)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(chē)上的應(yīng)用舉例： 鋼板彈簧、氣門(mén)彈簧、制動(dòng)氣室復(fù)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(dòng)軸承鋼 滾動(dòng)軸承鋼是用來(lái)制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體和內(nèi)外圈的專(zhuān)用鋼，其在工作時(shí)，承受著高而集中的交變應(yīng)力，還有強(qiáng)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(qiáng)度，足夠的韌性和抗腐蝕性。軸承鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，約為0.95%1.15%。目前應(yīng)用最廣的是高碳鉻鋼。 四、滾動(dòng)軸承的失效形式

15、滾動(dòng)軸承的失效形式主要有疲勞點(diǎn)蝕、塑性變形和磨損等。1.疲勞剝落 滾動(dòng)軸承在徑向載荷的作用下，內(nèi)圈、外圈與滾動(dòng)體接觸處產(chǎn)生應(yīng)力和彈性變形，其大小隨接觸點(diǎn)位置不同而循環(huán)變化。循環(huán)接觸應(yīng)力作用到達(dá)一定次數(shù)時(shí)，就會(huì)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(dòng)軸承產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，旋轉(zhuǎn)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(dòng)軸承斷裂的主要原因是過(guò)載與缺陷兩大因素。當(dāng)外加載荷超過(guò)材料強(qiáng)度極限而造成零件斷裂稱(chēng)為過(guò)載斷裂，如圖2-3-14所示。過(guò)載原因主要是主機(jī)突發(fā)故障或安裝不當(dāng)。一般來(lái)說(shuō)軸承的斷裂主要是過(guò)載斷裂。 圖2-3-14 過(guò)載斷裂 3.磨損 軸承使用時(shí)潤(rùn)

16、滑不良、密封不嚴(yán)或在多塵環(huán)境中，容易導(dǎo)致嚴(yán)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(dòng)軸承在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中可能會(huì)遇到水、水汽以及腐蝕性介質(zhì)等，這些物質(zhì)會(huì)引起滾動(dòng)軸承的生銹。滾動(dòng)軸承的生銹會(huì)造成內(nèi)外圈、滾動(dòng)體表面的坑狀銹，梨皮狀銹及滾動(dòng)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(jiǎn)述滾動(dòng)軸承的組成和特點(diǎn)； 2. 簡(jiǎn)述滾動(dòng)軸承的類(lèi)型； 3. 簡(jiǎn)述滾動(dòng)軸承的材料； 4. 簡(jiǎn)述滾動(dòng)軸承的失效形式。【課堂小結(jié)課堂小結(jié)】【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】一、選擇題一、選擇題(1)滾動(dòng)軸承采用不同的滾動(dòng)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(shí)應(yīng)優(yōu)先選用