汽车轴承应用

1、一、轴承应用11、通用轴承1、轴承简介1、轴承作用1、轴承内部结构1、轴承分类2、按滚动轴承尺寸大小分类2、按其所能承受的载荷方向2、按用途分类2、轴承选择的方法和步骤2、轴承常见的失效形式62、轮毂轴承及其单元7轮毂轴承单元的发展7、轮毂轴承单元的作用9、轮毂轴承单元的失效模式93、离合器分离轴承及其单元9、离合器分离轴承作用10、离合器分离轴承工况10、离合器分离轴承单元分类10、离合器分离轴承单元公差14、离合器分离轴承失效形式144、涨紧轮轴承及其单元14、涨紧轮结构14、涨紧轮作用15、涨紧轮工作原理15、涨紧轮游隙15、涨紧轮公差165、水泵轴连轴承16、水泵轴连轴承构造16、水泵

2、轴连轴承工况17、水泵轴连轴承游隙17、水泵轴连轴承精度17、水泵轴连轴承失效形式186、发电机单向皮带轮（OAP）186.1 、发电机皮带轮（Alt Pulley）的演变18、OAP 安装位置19、OAP 作用20、OAP组成20、OAP工作原理22、OAP典型结构22、OAP失效形式257、万向节25、万向节的应用25、万向节的分类25、不等速万向节介绍25、准等速万向节介绍27、等速万向节介绍28、挠性万向节288、球笼29、外球笼29、内球笼309、带座轴承32、带座轴承结构32、带座轴承特点33、带座轴承分类及应用3410、关节轴承36、关节轴承的特点36、关节轴承的应用3

3、6、关节轴承工况37、关节轴承分类37、向心关节轴承37、角接触关节轴承38、推力关节轴承38、杆端关节轴承38、自润滑向心关节轴承39、自润滑角接触关节轴承39、自润滑推力关节轴承39、自润滑杆端关节轴承40一、轴承应用1、通用轴承1.1、轴承简介中国是世界上最早发明滚动轴承的国家之一，在中国古籍中，关于车轴轴承的构造早有记载。 从考古文物与资料看， 中国最古老的具有现代滚动轴承结构雏形的轴承，出现于公元前221207年 (秦朝)的今山西省永济县薛家崖村。新中国成立后，特别是本世纪七十年代以来，在改革开放的强大推动下，轴承工业进入了一个崭新的高质快速发展时期。在十七世纪末，英国的C.瓦洛设计

4、制造球轴承，并装在邮车上试用以及英国的P.沃思取得球轴承的专利。十八世纪末德国的H.R.赫兹发表关于球轴承接触应力的论文。在赫兹成就的基础上，德国的R.施特里贝克、瑞典的A.帕姆格伦等人进行了大量的试验，对发展滚动轴承的设计理论和疲劳寿命计算作出了贡献。随后，俄国的N.P.彼得罗夫应用牛顿粘性定律计算轴承摩擦。英国的O.雷诺对托尔的发现进行了数学分析，导出了雷诺方程，从此奠定了流体动压润滑理论的基础。1.2、轴承作用究其作用来讲应该是支撑，即字面解释用来承轴的，但这只是其作用的一部分，支撑其实质就是能够承担径向载荷。也可以理解为它是用来固定轴的。就是固定轴使其只能实现转动，而控制其轴向和径向的

5、移动。 电机没有轴承的后果就是根本不能工作。因为轴可能向任何方向运动，而电机工作时要求轴只能作转动。 从理论上来讲轴承不可能实现传动的作用，不仅如此，轴承还会影响传动，为了降低这个影响在高速轴的轴承上必须实现良好的润滑，有的轴承本身已经有润滑，叫做预润滑轴承，而大多数的轴承必须有润滑油，否则在高速运转时，由于摩擦不仅会增加能耗，更可怕的是很容易损坏轴承。1.3、轴承内部结构轴承内部一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成 通常称为四大件；对于密封轴承，再加上润滑剂和密封圈（或防尘盖） 又称六大件。内圈、外圈上滚动体滚动的部分称作滚道面。球轴承套圈的滚道面又称作沟道。推力轴承的内圈、外圈分别称作轴圈

6、和座圈。滚动体分为球和滚子两大类，滚子根据其形状又分为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针。保持架将滚动体部分包围，使其在圆周方向保持一定的间隔，使其保持一定的间隔避免相互接触和碰撞，从而进行圆滑的滚动。 1.4、轴承分类、按滚动轴承尺寸大小分类(1) 微型轴承-公称外径尺寸范围为26mm以下的轴承; (2) 小型轴承-公称外径尺寸范围为28-55mm的轴承; (3) 中小型轴承-公称外径尺寸范围为60-115mm的轴承; (4) 中大型轴承-公称外径尺寸范围为120-190mm的轴承 (5) 大型轴承-公称外径尺寸范围为200-430mm的轴承; (6) 特大型轴承-公称外径尺寸范围为440-

7、2000mm轴承。 (7) 重大型轴承-公称外径尺寸范围为2000mm以上的轴承。、按其所能承受的载荷方向可分为：径向轴承，又称向心轴承，承受径向载荷。止推轴承，又称推力轴承，承受轴向载荷。径向止推轴承，又称向心推力轴承，同时承受径向载荷和轴向载荷。按轴承工作的摩擦性质不同可分为滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）和滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）两大类。、按用途分类工业轴承、汽车轴承、航空轴承、船舶轴承、石油钻机轴承等。对于我们常接触的轴承有：轮毂轴承及其单元、离合器轴承及其单元、涨紧轮轴承及其单元、水泵轴承、OAP、万向节、球笼、带座轴承、关节轴承。、轴承选择的方法和步骤能否正确选用滚动轴承，对主机能

8、否获得良好的工作性能，延长使用寿命；对企业能否缩短维修时间，减少维修费用，提高机器的运转率，都有着十分重要的作用。因此，不论是设计制造单位，还是维修使用单位，在选择滚动轴承时都必须高度重视。一般来说，选择轴承的步骤可能概括为：1）、 根据轴承工作条件（包括载荷方向及载荷类型、转速、润滑方式、同轴度要求、定位或非定位、安装和维修环境、环境温度等），选择轴承基本类型、公差等级和游隙； a、 类型选择 各类滚动轴承具有不同的特性，适用于各种机械的不同使用情况。选择轴承类型时， 通常应考虑下列因素。一般情况下：对承受推力载荷时选用推力轴承、角接触轴承，对高速应用场合通常使用球轴承，承受重的径向载荷时，

9、则选用滚子轴承。总之，选用人员应从不同生产厂家、众多的轴承产品中，选用合适的类型。b、轴承所占机械的空间和位置 在机械设计中，一般先确定轴的尺寸，然后，根据轴的尺寸选择滚动轴承。通常是小轴选用球轴承，大轴选用滚子轴承。但是，当轴承在机器的直径方向受到限制时，则选用滚针轴承、特轻和超轻系列的球或滚子轴承；当轴承在机器的轴向位置受到限制时，可选用窄的或特窄系列的球或滚子轴承。c、轴承所受载荷的大小、方向和性质 载荷是选用轴承的最主要因素。滚子轴承用于承受较重的载荷，球轴承用于承受较轻的或中等载荷，渗碳钢制造或贝氏体淬火的轴承，可承受冲击与振动载荷。在载荷的作用方向方面，承受纯径向载荷时，可选用深沟

10、球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。承受较小的纯轴向载荷时，可选用推力球轴承；承受较大的纯轴向载荷时，可选用推力滚子轴承。当轴承承受径向和轴向联合载荷时，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。对于悬臂支撑结构，常采用圆锥滚子轴承或角接触球轴承，且成对使用。d、轴承的调心性能 当轴的中心线与轴承座中心线不同，有角度误差，或因轴的两支承间距较大而轴的刚性以较小，容易受力弯曲或倾斜时，可选用具有良好调心性能的调心球或调心滚子轴承，以及外球轴承。此类轴承在轴稍微倾斜或弯曲情况下，能保持正常工作。轴承调心性能的好坏，与其允许的不同轴度有关，不同轴度值愈大，调心性能愈好。e、轴承的刚性 轴承的刚性，是指轴承产生

11、单位变形所需力之大小。滚动轴承的弹性变形很小，在大多数机械中可以不必考虑，但在某些机械中，如机床主轴，轴承刚性则是一个重要因素，一般应选用圆柱和圆锥滚子轴承。因为这两类轴承在承受载荷时，其滚动体与滚道属于点接触，刚性较差。另外，各类轴承还可以通过预紧，达到增大支承刚性的目的。如角接触球轴承和圆锥滚子轴承，为防止轴的振动，增加支承刚性，往往在安装时预先施加一定的轴向力，使其相互压紧。这里特别指出：预紧量不可过大。过大时，将使轴承摩擦增大，温升增高，影响轴承使用寿命。f、轴承的转速 每一个轴承型号都有其自身的极限转速，它是由诸如尺寸、类型及结构等物理特性所决定的，极限转速是指轴承的最高工作转速（通

12、常用rmin），超过这一极限会导致轴承温度升高，润滑剂干枯，甚至使轴承卡死。 使用场合所要求的速度范围有助于决定采用什么类型的轴承。D是轴承尺寸，它通常是指轴承的节圆直径，在选择轴承时，使用轴承内径和外径的平均值，单位mm。用节圆直径D乘以轴旋转速度（单位r/min）得出一极限转速因素（DN），DN在选择轴承类型和尺寸时十分重要。大多数轴承制造厂家的产品目录都提供其产品的极限转速值，实践证明，在低于极限转速90%的状态下工作是比较好的。脂润滑轴承的极限转速比油润滑轴承的极限转速低，轴承的供油方式对可达到的极限转速有影响。必须注意，对脂润滑轴承，其极限转速一般仅是该轴承采用一个高质量的重复循环油

13、系统时的极限转速的80%，但对油雾润滑系统，其极限转速一般比相同的基本润滑系统高50%。保持架的设计和结构也影响轴承的极限转速，因为滚动体与保持架表面是滑动接触，用比较贵的、设计合理的、以高质量和低摩擦材料制成的保持架，不仅可将滚动体隔开来，而且有助于维持滑动接触区的润滑油膜。但像冲压保持架之类价格低廉的保持架，通常只能使滚动体保持分离。因此，它们存在着易出事故和令人苦恼的滑动接触，从而导致更低的极限转速。一般来说在较高转速的工作场合下，宜选用深沟球轴承、角接球触轴承、圆柱滚子轴承；在较低转速工作场合下，可选用圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承的极限转速，一般约为深沟球轴承的65%，圆柱滚子轴承的70

14、%，角接触球轴承的60%。推力球轴承的极限转速低，只能用于较低转速的场合对于同一类轴承，尺寸愈小，允许转速愈高。在选用轴承时，应注意要使实际转速低于极限转速。g、 轴承游动和轴向位移通常情况下，一个轴用两个轴承相隔一定的距离给予支承。为了适应轴和外壳不同程度的热涨影响，安装时应将一个轴承在轴向固定，另一个轴承使之在轴上可以游动（即游动支承），以防止因轴的伸长或收缩引起的卡死现象。游动支承通常选用内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承和滚针轴承，这主要是此类轴承内部结构允许轴与外壳有适当轴向位移的缘故。此时，内圈与轴，外圈与外壳孔可采用紧配合。当采用不可分离型轴承做游动支承时，如深沟球轴承、调心滚子轴承

15、，在安装中必须允许外圈与外壳孔，或内圈与轴采用较松配合，使之轴向可自由游动。圆锥滚子轴承、调心滚子轴承和深沟球轴承基本上属于定位型，当用作非定位时则采用松配合安装。所有推力滚子轴承均属定位型轴承。h 、便利于轴承的安装和拆卸 选用轴承类型时，对轴承安装拆卸是否方便，亦必须考虑周全，特别是对大型和特大型轴承的安装和拆卸尤为重要。一般的外圈可分离的角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承，安装拆卸比较方便，它们的内圈和外圈可分别装于轴上或壳体孔内。此外，内径带圆锥孔的，带紧定套的调心滚子轴承、双列圆柱滚子轴承和调心球轴承，也比较容易安装拆卸。i、游隙选择 游隙是滚动轴承能否正常工作的一个

16、重要因素，分为轴向游隙和径向游隙。选择适当的游隙，可使载荷在轴承滚动体之间合理分布；可限制轴（或外壳）的轴向和径向位移，保证轴的旋转精度；能使轴承在规定的温度下正常工作；减少振动和噪声，有利于提高轴承的寿命。因此。在选用轴承时，必须选择适当的轴承游隙。选择轴承游隙时，应考虑以下几个方面：、轴承的工作条件，如载荷、温度、转速等；、对轴承使用性能的要求（旋转精度、摩擦力矩、振动、噪声）；、轴承与轴和外壳孔为过盈配合时导致轴承游隙减小；、轴承工作时，内外套圈的温度差导致轴承游隙减小；、因轴和外壳材料的膨胀系数不同，导致轴承游隙减小或增大。根据使用经验，球轴承最适宜的工作游隙为近于零；滚子轴承应保持有

17、少量的工作游隙。在要求支承刚性良好的部件中，轴承允许有一定数值的预紧力。这里特别指出，所谓工作游隙，是指轴承在实际运转条件下的游隙。还有一种游隙叫原始游隙，是指轴承未安装前的游隙。原始游隙大于安装游隙。我们对游隙的选择，主要是选择合适的工作游隙。国家标准规定的游隙值分为三组：有基本组（0组）、小游隙辅助组（1、2组）和大游隙辅助组（3、4、5组）。选择时，在正常工作条件下，宜优先选用基本组，便可使轴承得到合适的工作游隙。当基本组不能满足使用要求时，则应选用辅助组游隙。大游隙辅助组适用于轴承与轴和外壳孔采用过盈配合，轴承内外圈温差较大，深沟球轴承需要承受较大轴向负荷或需改善调心性能，心及要求提高

18、极限转速和降低轴承摩擦力矩等场合；小游隙辅助组适用于要求较高的旋转精度、需严格控制外壳孔的轴向位移，以及需减少振动和噪声的场合。各类轴承的径向游隙见国家标准的规定。j 、公差等级选择轴承的公等级，主要是根据轴对支承的旋转精度要求来确定的。一般情况下，例如具有大啮合公差的正齿轮减速器，可用PO级轴承，但某些对旋转精度有严格要求或转速很高的轴，如高精度、小跳动的机床主轴则选用高于PO级的轴承。采用公差等级高的轴承时，其轴的外壳的制造公差应与轴承公差等级相适应，并应具有足够的结构刚度。k、 其它要求 除上述因素外，还应考虑轴承的工作环境温度、轴承密封及对摩擦力矩、振动、噪声等的特殊要求。2）、 根据

19、轴承的工作条件和受力情况和寿命要求，通过计算确定轴承型号，或根据使用要求，选定轴承型号，再验算寿命；a、 寿命和可靠性的计算要求的使用寿命L是按照期望设备能工作的总累计时间来确定的，常用单位是工作小时数，寿命的计算也可用轴承总的转数表示，在计算使用寿命过程中，各种工作状态都必须考虑。设备工作是八小时一班制或工作日制？它是否整天连续使用？它是否频繁启停或一旦启动就长期工作？维修费用、概率寿命及报废也必须加以考虑，是设备长期使用后更换还是定期修理（包括更换轴承）费用上更节省？当然，在决定所要求的寿命L时，轴承的可靠性是一个主要考虑因素，在轴承工业中标准的可靠性水平通常规定为90%，那就是说，以大量

20、在相同应用场合下工作的轴承中，有90%的轴承在达到所选定的轴承工作寿命（L 寿命）时仍保持完好，如果要求失效率低，则要求的寿命L需加修正。提高轴承可靠性，使其比90%的可靠性更高，可用降低10%失效率标准轴承的使用寿命来解决。换言之，如果想获得更高的可靠性，标准轴承的寿命必须降低。b、载荷和当量载荷的计算假设作用在滚动体表面的力均布，则C值可算得。但是，在动力传输设备中，不同轴度是个普遍存在的问题。在轴承选择中，你必须加以补偿。虽然每种类型的轴承对不同轴度有一组基本的修正系数，但生产厂家各自的设计特性也起着重要作用，你必须考虑这些特性。通常，生产厂家的样本上列出了他们产品的这些系数。c、外形限

21、制 对要求的额定载荷一旦确定了最终值，你必须考虑轴承安装所需的外形尺寸，包括这里所考虑的轴承的安装及固定。以及与具有所要求额定载荷的轴承匹配的轴的尺寸大小。这些因素有助于确定轴承结构和尺寸，还可以排除某些轴承类型。在某些场合，由于空间的限制甚至在额定载荷确定之前就排除了选择的余地。例如，如果轴承外形非常窄，球轴承是可在此工作的唯一类型。或者，如果必须使用直径非常小的轴承箱，你就需在同一轴上安装两个或更多的滚子轴承才能达到足够的额定载荷。 当轴的尺寸与要求的轴承额定载荷相衡量有很大差异时，出现了另一种常见的矛盾。如果轴大但载荷轻，即使要求的额定载荷很小，但也得提出一个昂贵的，高额定载荷的大型轴承

22、，在这种情况下，最好与轴承厂家接触，以便提出一个最经济有效的解决办法。3）、 验算所选轴承的额定载荷和极限转速。 选择轴承的主要考虑因素是极限转速、要求的确良寿命和载荷能力，其它的因素则有助于确定轴承类型、结构、尺寸及公差等级和游隙工求的最终方案。 1.6、轴承常见的失效形式1）、疲劳点蚀 实践证明，有适当的润滑和密封，安装和维护条件正常时，绝大多数轴承由于滚动体沿着套圈滚动，在相互接触的物体表层内产生变化的接触应力，经过一定次数循环后，此应力就导致表层下不深处形成的微观裂缝。微观裂缝被渗入其中的润滑油挤裂而引起点蚀。2）、塑性变形在过大的静载荷和冲击载荷作用下，滚动体或套圈滚道上出现不均匀的

23、塑性变形凹坑。这种情况多发生在转速极低或摆动的轴承。3）、磨粒磨损、粘着磨损 滚动轴承在密封不可靠以及多尘的运转条件下工作时，易发生磨粒磨损。通常在滚动体与套圈之间，特别是滚动体与保持架之间有滑动摩擦，如果润滑不好，发热严重时，可能使滚动体回火，甚至产生胶合磨损。转速越高、磨损越严重。2、 轮毂轴承及其单元最早将两套标准轴承组合成轮毂轴承单元的，是由SKF在1938年开发的 ，但批量装车使用则是在二十世纪六十年代以后。根据轮毂轴承单元发展变革的历程，将不同发展阶段的轮毂轴承单元按其基本结构如图2-1所示可分为： 第一代轮毂轴承单元预调游隙，带密封圈的双列轴承； 第二代轮毂轴承单元外圈带凸缘的预

24、调游隙，带密封圈的双列轴承； 第三代轮毂轴承单元除预调游隙，带密封圈外， 其内、 外圈均带凸缘， 多数还集成了轮速传感器； 第四代轮毂轴承单元进一步将双列轴承、连接法兰以及等速万向节集成为一个结构紧凑的整体，废除了轮毂花键轴； 第五代轮毂轴承单元将制动鼓与四代轮毂轴承组合； 第六代轮毂轴承单元与轮毂轴承组合的制动鼓采用模拟浮动制动盘组装件， 形成综合制动盘转子形式。第七代轮毂轴承单元正在开发中，结构部分示意图如图2-2所示，结构将进一步集成化、轻量化。随着轮毂轴承单元一代一代改进和发展 ，结构刚性越来越高、可靠性越来越强、 安装维护越来越方便，特别是第三代轮毂轴承单元，性能优良、 安装方便，深

25、受汽车设计师和汽车用户的青睐。第三代轮毂轴承单元最早应用是在二十世纪九十年代， 首先在各类乘用车上， 后来很快发展到中型商用车上批量应用； 到1999年， 又进行了第四代轮毂轴承产品的开发 ，为汽车制造商提供样品， 通过台架试验和道路试验，得到了汽车制造商的认可。第五、六代轮毂轴承单元的开发尚在试制阶段，要形成产品或投入使用尚须时日。第七代轮毂轴承单元的开发尚在概念阶段。第一代轮毂单元第二代轮毂单元第三代轮毂单元第四代轮毂单元第五代轮毂单元 第六代轮毂单元图2-1 第一至第六代轮毂轴承单元示意图图2-2第七代轮毂轴承单元部分示意图而我国在汽车轮毂轴承单元的开发研制方面起步较晚，但近几年发展很快

26、，目前从第一代到第三代轮毂轴承单元，在品种规格上已基本与国际市场同步，第四代还处于试制阶段，未形成系列化和规模化生产。 研究国内外汽车产品的发展历程，我们可以认为，轮毂轴承单元化技术已经成为现代汽车轴承发展的重要内容。单元化集成件的优化组合、集成件的性能优化、高可靠度、低成本制造与维护将是轮毂轴承研究和发展的重点。轮毂轴承发展到今天，已经发展为集成化、小型化、组装工艺合理化及装配简便的轮毂轴承单元，其相对的独立性也就更大。2.2、轮毂轴承单元的作用汽车轮毂轴承单元在现代汽车设计中一般划归为悬架系统或制动系统。汽车轮毂轴承单元既承受径向载荷又承受轴向载荷，是一个非常重要的安全件。从受力分析看，汽

27、车轮毂轴承单元主要承受通过悬架系统传递而来的汽车的重量（径向载荷）、汽车转向产生的轴向载荷，传递变速箱和驱动轴传过来的扭矩，使汽车前进和后退。从装配关系看，汽车轮毂轴承单元主要与制动系统连接装配。同时轮毂轴承的功能之一就是为轮毂的转动提供精确的向导，尤其是第四代轮毂轴承开发成功以来，轮毂轴承与等速万向节构成一体，轮毂轴承与传动系的关系更为紧密。2.3、轮毂轴承单元的失效模式1）密封失效主要失效形式是来自外部水和污染物的侵入，使界面腐蚀，进而加速了密封磨损。2）润滑剂失效润滑脂的变质源于老化、水渗入或基油损耗。长距离运行的失效轮毂单元，显示出轴承的钢球退色，而密封没有失效。这种情况下，老化的润滑

28、脂变得更硬、润滑性能减弱，可引起噪声更大，滚道表面形状改变，出现打滑或钢球脱色，而且还可能在部分表面出现初始疲劳。3）轴承失效主要失效模式是表面疲劳失效。大多数失效套圈上可见表面裂纹扩展，而几乎没有剥落的颗粒。剥落扩展非常缓慢。另外一些失效模式是在接触滚道内部，或在钢球与滚道的间隙处出现腐蚀。最终导致点蚀和表面初始疲劳。3、离合器分离轴承及其单元传统的离合器分离轴承为径向位置固定的密封单列角接触球轴承。这种轴承因不能自动补偿其旋转中心与离合器旋转中心的偏心而造成离合器系统噪声增大、磨损加剧和寿命降低，同时也降低了轴承本身的寿命。为解决上述问题而对角接触球轴承进行的改进导致了自调心离合器分离轴承

29、组件的出现。这种组件中的角接触球轴承的外圈由一轴向弹簧夹持，角接触球轴承可在径向作整体运动。借助于离合器膜片弹簧与轴承内圈的接触力产生的差动滑动，轴承中心向膜片弹簧的旋转中心运动，轴承最终与膜片弹簧同心旋转。这一重要的结构与功能扩展不仅有效地降低了离合器系统的噪声和磨损，而且有效地提高了离合器系统和轴承的寿命。离合器分离轴承的其它结构与功能扩展包括与滑套乃至整个离合器分离系统的整体化。除此之外，与汽车双离合器、拉式离合器等系统的应用相适应而开发的离合器分离轴承组件还包括双离合器分离轴承、拉式离合器分离轴承等专用轴承组件。3.1、离合器分离轴承作用离合器分离轴承安装于离合器与变速器之间，分离轴承

30、座松套在变速器第一轴轴承盖的管状延伸部分上，通过回位弹簧使分离轴承的凸肩始终抵住分离叉，并退至最后位置，与分离杠杆端部（分离指）保持34mm左右的间隙。由于离合器压盘、分离杠杆与发动机曲轴同步运转，而分离叉只能沿离合器输出轴轴向移动，直接用分离叉去拨分离杠杆显然是不行的，通过分离轴承可以使分离杠杆一边旋转一边沿离合器输出轴轴向移动，从而保证了离合器能够接合平顺，分离柔和，减少磨损，延长离合器及整个传动系的使用寿命。3.2、离合器分离轴承工况在使用过程中受轴向载荷、冲击载荷以及高速旋转时的径向离心力的作用，此外，由于拨叉推力和分离杠杆的反力不在同一直线上，还形成扭转力矩。离合器分离轴承工作条件差

31、，间断性地高速转动并承受高速摩擦，温度较高，润滑条件较差，无冷却条件。3.3、离合器分离轴承单元分类根据离合器分离轴承工作原理、结构型式和工作性能进行如表3-1分类：表3-1 离合器分离轴承单元分类离合器分离轴承单元推式轴承单元非调心外圈旋转式轴承单元(WT)非调心内圈旋转式轴承单元(NT)自动调心轴承单元(CT)拉式轴承单元非调心轴承单元(NL)自动调心轴承单元(CL)1）、非调心外圈旋转式的推式轴承单元（WT型和RWT型）结构如图3-1所示：WT型 RWT型图3-1 非调心外圈旋转式的推式轴承单元（WT型和RWT型）2）、非调心内圈旋转式的推式轴承单元（NT型）结构如图3-2所示：图3-2

32、 非调心内圈旋转式的推式轴承单元（NT型）3）、非调心内圈旋转的分体结构推式轴承单元（NTS型）结构如图3-3所示：图3-3 非调心内圈旋转的分体结构推式轴承单元（NTS型）4）、自动调心推式轴承单元（CT型和RCT型）结构如图3-4所示：CT型 RCT型图3-4 自动调心推式轴承单元（CT型和RCT型）5）、自动调心分体结构的推式轴承单元（CTS型）结构如图3-5所示：图3-5 自动调心分体结构的推式轴承单元（CTS型）6）、自动调心冲压套圈推式轴承单元（CTY型）结构如图3-6所示：图3-6 自动调心冲压套圈推式轴承单元（CTY型）7）、非调心拉式轴承单元（NL型）结构如图3-7所示： 独

33、立单元轴承 与连接件组合的轴承单元图3-7 非调心拉式轴承单元（NL型）8）、自动调心拉式轴承单元（CL型）结构如图3-8所示：独立单元轴承 与连接件组合的轴承单元图3-8 自动调心拉式轴承单元（CL型）3.4、离合器分离轴承单元公差1）、轴承单元单一内径偏差按表3-2的规定。2）、接触圆单一直径偏差D1S为：±0.5mm。3）、连接槽单一直径偏差D2S为：上极限：0mm，下极限：-0.30mm。4）、与分类叉实际嵌配偏差HS为：上极限：0mm，下极限：-0.30mm。5)、在无轴向载荷的情况下，轴承单元实际配合宽度偏差TOS：推式轴承单元为±mm，拉式轴承单元为±

34、;0.8mm。6）、当用户对轴承单元轴向跳动有要求时，轴向跳动S按表3-3的规定。表3-2 轴承单元单一内径偏差d0(mm)d0S（mm）其他材料套筒工程塑料套筒超过到上极限偏差下极限偏差上极限偏差下极限偏差1830030505080表3-3 轴承单元轴向跳动Sd0(mm)S（mm）max超过到50503.5、离合器分离轴承失效形式离合器分离轴承失效形式主要有：分离轴承散套，轴承内、外圈分离钢球散落，分离轴承球头面波状（凹、凸）磨损，分离轴承异响，分离轴承卡死。4、 涨紧轮轴承及其单元涨紧轮是用于汽车传动系统的皮带张紧装置。涨紧轮是汽车等零配件的一个易损件，皮带用时间长了容易被伸长，有了涨紧轮

35、可以自动调节皮带的张力，另外有了涨紧轮，皮带的运行更加平稳，噪音变小，而且可以防止打滑。4.1、涨紧轮结构涨紧轮结构如图4-1所示主要由固定壳体、张紧臂、轮体、扭簧、滚动轴承和弹簧轴套等组成，能根据皮带不同的松紧程度，自动调整张紧力，使传动系统稳定安全可靠。图4-1 涨紧轮结构4.2、涨紧轮作用涨紧轮的作用是用来调节正时皮带的松紧度，保持皮带张紧力，避免皮带打滑，补偿皮带磨损和老化引起的伸长量。调节和补偿由于轴和定位孔的加工误差引起的发动机系统中心距的偏差。在一定程度上可以消除由于皮带伸长或摆动引起的发动机组运行中的异响。抑制传动系统的振动。4.3、涨紧轮工作原理当发动机系统卸载时，涨紧轮所靠

36、紧的那段皮带，在拉力差的情况下会变的松弛，即就需要涨紧轮在扭簧扭力的作用下，沿着自身中心轴迅速的反时针摆动以及时弥补皮带上的涨尽力下降；反之，当曲轴做加载运动时，涨紧轮所靠紧的那段皮带会进一步拉紧，这时带轮就需要沿着自身中心轴旋转摆动，同时也就把皮带系统的动能转换为扭簧的弹性能储存在扭簧当中，以便在卸载时使用。涨紧轮在实际使用过程中为了保持适当的皮带涨紧力，避免皮带打滑、补偿皮带磨损和老化后引起的伸长量，需要一定的扭矩。当皮带涨紧轮运转时，运动的皮带可能在涨紧轮中激起振动，会导致皮带和涨紧轮过早磨损。为此，对涨紧轮添加阻力机构。但因影响涨紧轮扭矩和阻力的参数较多，各参数的影响也不尽相同，所以涨

37、紧轮各部件与扭矩和阻力的关系非常复杂。扭矩变化直接影响阻力的变化，而且是阻力的主要影响因素，影响扭矩的主要因子是扭簧的参数。适当减小扭簧中径，可以提高涨紧轮的阻力值。4.4、涨紧轮游隙涨紧轮轴承为深沟球轴承类轴承时，其径向游隙一般应符合GB/T 46042006表1中0组的规定5-30µm；也可按照用户的使用要求，采用其他游隙值。单元为深沟球轴承类单元时，其径向游隙一般应符合GB/T 46042006表1中3组的规定11-46µm；也可按工艺要求采用其他游隙值，但应保证单元径向游隙下限大于5µm。4.5、涨紧轮公差1）、 轴承及其单元的旋转精度公差应符合GB/T

38、307.12005中6级公差的规定；当用户有其他要求时，可与制造厂协商确定。当轴承的带轮型式为标准外圈型时，其外径公差、直线度、倾斜度、跳动应符合用户的使用要求。2）、单元的结构及公差应符合产品图样的规定。3）、轴承配合表面的表面粗糙度应符合GB/T 307.32005中对6级轴承的规定。单元的表面粗糙度应符合产品图样的规定。5、 水泵轴连轴承由于作为汽车核心的发动机正朝大功率、高功率的方向发展，因此，对水泵轴承提出了更高的性能要求，如具有较高的抗热性能，更大的承载能力以及良好的密封性能等。水泵轴承就是为了适应上述需要而开发的一种新型结构轴承，即轴连轴承。5.1、水泵轴连轴承构造水泵轴连轴承实

39、质上是一个结构简化了的双支轴承系，两个支承的轴承没有内套圈，滚动体的滚道直接做在轴上，两个支承的轴承外套圈做成一个整体，套圈的两侧用密封件封住，组成轴承的组合件。在承载能力相同的条件下，其径向尺寸小于一般类型轴承。由于刚性好、旋转、结构简单、装拆方便，许多西方发达国家如美国、日本、德国等都已采用此种结构的轴连轴承。目前中国部引进车型中得到广泛应用。水泵轴连轴承具有两种类型：双列球水泵轴连轴承（WB），如图5-1所示，一列球一列滚子水泵轴连轴承（WR），如图5-2所示。图5-1 双列球水泵轴连轴承（WB）图5-2一列球一列滚子水泵轴连轴承（WR）5.2、水泵轴连轴承工况水泵是由水泵壳体、轴连轴承

40、、水封、叶轮、风扇及传动件所组成。轴连轴承是水泵的重要组成部分。由于水泵的传速较高，一般的水泵转速达6000r/min，高转速的水泵转速高达9000r/min，因此要求轴连轴承具有较高的承载能力，这样才能满足水泵在一定转速下对寿命的要求。水泵的空间位置受限制，散热面积小，工作条件恶劣，因此轴连轴承应能满足高温下仍能保持正常运转的要求，同时不降低轴承的承载能力。轴承的密封具有一定的难度，其密封可靠性及耐久性都将直接影响水泵的使用性。总之，轴连轴承的承载能力、工作游隙以及密封性能是影响水泵使用性能的三个重要性能指标。5.3、水泵轴连轴承游隙使用中滚动轴承的内在游隙极大的影响了轴承的性能，包括疲劳寿

41、命、振动、噪声、温升等等。理论上，当有轻微的负游隙时，轴承使用寿命可能得到延长。然而，获得这么理想的状况是很困难的，并且太大的负游隙将极大的缩短轴承寿命。因此，通常应该使用零游隙或者轻微的正游隙而不是负游隙。在选择水泵轴连轴承原始径向游隙时，除了要考虑由于外套圈与轴承座孔的过盈配合而引起的游隙量减小外，还要考虑由于温升引起有关部件的热胀而引起的游隙量的减小。水泵壳体有铝壳和铁壳两种。轴连轴承与壳体的配合一般取过盈配合，过盈量推荐如表5-1。由于水泵轴连轴承的轴与外壳的温差是比较大的，最小游隙的需要量可以通过估算求出。但多数情况下是通过试验的结果及使用经验来取得。水泵轴连轴承在无特殊要求时，成套

42、水泵轴连轴承的径向游隙为15-35m（无载荷游隙值）。日本NSK公司水泵轴连轴承径向游隙范围为10-40m 。德国FAG公司水泵轴连轴承径向游隙范围为10-36m 。表5-1轴连轴承过盈量推荐表轴承外径D泵壳内径偏差(µm)铁壳泵铝壳泵-24-27- -48-46- -6724-30-33- -53-56- -7730-52-34- -59-71- -965.4、水泵轴连轴承精度水泵轴连轴承的尺寸公差应符合表5-2，轴承配合表面和端面的表粗糙度如表5-3。旋转精度，即成套轴承的轴的径向圆跳动应不大于。表5-2 轴连轴承的尺寸公差(µm)套圈D(mm)DmpVDPVDmpCs

43、VCs超过到上偏差下偏差最大最大上偏差下偏差最大18300-111280-2502030500-1316100-2502050800-1520110-25020轴10180-11880-50018300-11990-500表5-3 轴连轴承配合表面、端面粗糙度(m)部位外径端面圆角Ra不大于外套圈5轴55.5、水泵轴连轴承失效形式水泵轴连轴承失效形式主要为：心轴断裂，心轴滚动表面、外圈沟（滚）道表面、滚动体表面的磨损和疲劳剥落及密封失效。6、发电机单向皮带轮（OAP）O： Overrunning （超越、单向），A： Alternator （交流发电机），P： Pulley （滑轮、皮带轮），

44、OAP就是发电机单向皮带轮，即：外壳（可理解为轴承的外圈）与芯轴（可理解为轴承的内圈）之间只能按一个方向相对旋转的一种皮带轮。 、发电机皮带轮（Alt Pulley）的演变阶段演变简介第一阶段SAP（普通的皮带轮）Solid Alternator Pulley有一百多年的使用历史。现在几乎无人再用这种结构。刚性联接，结构简单。噪音，振动大；皮带，张紧轮等过早损坏。第二阶段OAP（超越发电机皮带轮）Overrunning Alternator Pulley 1995年INA发明OAP，大部分车用此结构。只能单向转动，有超越离合器（中间那个象滚针轴承的东西，内圈转得比外圈快时打滑）。减少

45、振动，噪音；消除皮带打滑；提高燃油经济性；第三阶段OAD（超越发电机分离轮）Overrunning Alternator Decoupler2000年Litens（发明自动张紧轮的那家公司）发明OAD。现在越来越多的车采用这种结构。此结构目前应是受专利保护的。只能单向转动，但另一方向可以产生象有弹簧感的微动；有超越离合器，但不是象滚针轴承的东西。OAD与OAP的本质区别是OAD内有减震弹簧来吸收发动机的振动。OAP有的优点，OAD都有，而且更好。OAD最大得好处是可以使皮带设计的比较窄，提高提高燃油经济性，减少带传动系统中各零件（如：水泵，发电机）的负荷，提高它们的寿命。这点可以从OAP和OA

46、D用的轴承看出，OAP有用两个滚针或两个球轴承，而OAD只用一个球轴承。6.2、OAP 安装位置OAP主要通过芯轴的内螺纹与汽车发电机轴的外螺纹，以螺纹连接的形式进行连接，同时通过限位圈进行轴向定位。如图6-1所示。6-1 OAP安装位置6.3、OAP 作用1）、提高发电机的使用寿命传统的汽车发电机皮带轮是与汽车发动机的转速同步运行，因而汽车在启动时，由于传动套筒与传动轴筒间难免具有间隙，而当传动轴筒瞬间被启动时，套于外部的传动轴筒易产生弹跳震动。甚至产生反向的跳旋，在此瞬间亦是带动了传动皮带微小的反向旋转，虽然是短暂的小回旋，而接着又切回正转，但如此反复的电极交替，会减低发电机的寿命。使用O

47、AP后，由于OAP为单向旋转，在传动轴产生弹跳震动时，即使传动皮带产生反向旋转，发电机转子也不会产生回旋，这就避免了产生负电流的现象，有效的保护了发电机。2）、提高皮带的使用寿命随着汽车电子和电器设备的增加，汽车发电机的功率不断的提升，这样就必须增大发电机的转子重量，在汽车加速和减速的过程中，发电机转子的转动惯量对皮带的影响也随之增大。传统的发电机皮带轮与转子是同步运行，汽车在加速和减速时，发电机转子的转动惯量直接作用在皮带上，减低了皮带的使用寿命。使用OAP皮带轮后，OAP的单向性就避免了发电机转子在皮带停止转动后的皮带的反向拉伸力，增强了皮带的使用寿命。3）、降低振动、减少噪音、减低油耗由

48、于发电机转子转动惯量的存在，传统的发电机皮带轮与转子是连成一体的，它们之间是同步运行的，汽车在加速和减速时，发电机转子的转动惯量直接作用在皮带上，皮带的张紧力将发生变化，这个瞬间的变化值无法通过皮带张紧轮进行有效的调节，此时皮带的振动、噪音将随之升高、变大。使用OAP皮带轮后，就避免了发电机转子在皮带停止转动后的皮带的反向拉伸力，有效的缓解了皮带的瞬间张紧力的变化，这不但控制振动、噪音的产生，而且也有效保护整个皮带转动系统（包括张紧轮、惰轮等零部件）的使用寿命，同时通过对发电机反向旋转能量的利用，起到减低油耗的作用。6.4、OAP组成如图6-2所示，本发电机皮带轮包括驱动件1、从动件2、单向离

49、合器3、滚动轴承4。驱动件1径向截面是一个环形截面，外表面是与图6-2中皮带B（V型带）匹配的V型槽。驱动件1由汽车发动机曲轴输出轴通过V型带带动。从动件2的套筒紧固安装在发动机转子上。从动件2径向截面是一个圆形截面。驱动件1与从动件2是同轴的。单向离合器3在驱动件1内表面和从动件2外表面之间。滚动轴承4安装在驱动件1与从动件2之间、单向离合器轴向的两侧。滚动轴承4由两个深沟球轴承并各自在其轴向外侧安装密封件组成的。图6-2 发电机皮带轮纵向剖视图如图6-3、图6-4所示，单向离合器3包括内圈10、保持架12，滚子13，螺旋弹簧14，弹簧固定架15。内圈10有多个平面，外表面是钥匙形状凸轮面1

50、0a。凸轮面10a是呈圆周阵列布置。内圈10的内表面固定在从动件2的外表面上。保持架12有容积槽12a沿径向与凸轮面10a配合。每个滚子13都放置在保持架12的容积槽12a。 螺旋弹簧14分别放置在凹槽12b和容积槽12a之间，使得滚子13压在凸轮面10a和驱动件1内表面的楔形槽的窄边或锁止边16之间。滚子始终受到旋转离心力的作用，因而总是试图从与外围的接触点向外偏移。所以，必须借助弹簧将滚子向楔形槽窄边压紧，以制止这种偏移。弹簧14靠在滚子13的中心轴位置.每个弹簧固定架15一端固定在弹簧14，另一端靠在滚子13的外圆表面。每个楔形槽的宽边17位于钥匙形状凸轮面10a和驱动件1的内表面，成为

51、与锁止边16相对应的自由边17。图6-3 单向离合器局部横向剖视图图6-4 单向离合器局部图、OAP工作原理如果皮带B的旋转速度是变化的，由于增加上述的单向离合器3的皮带轮A使得交流发电机的发电效率尽可能的提高。也就是说，根据操作条件的不同，发动机曲轴的旋转速度呈不规则，导致皮带B旋转速度是变化的。皮带B的旋转速度增加时，单向离合器3变为锁止状态。这将使从动件2的旋转与驱动件1同步。另一方面，皮带B的旋转速度降低时，单向离合器3进入自由状态，由于从动件2的惯性力使其继续转动，而驱动件1在减速。在这种方式中，交流发电机转子的旋转保持在高速。因此，发电效率得以提高。更具体地说，滚子13偏向内圈10

52、，并保持螺旋弹簧14压向锁止边16。因此，滚子13与驱动件1的内表面接触。这样，当驱动件1按图6-3所示的箭头C方向旋转时，驱动件1的摩擦力使滚子13按箭头D所示旋转。当皮带B和驱动件1的旋转速度比从动件2高时，单向离合器3的滚子13位于驱动件1的内表面和内圈10的凸轮面10a。滚子13按箭头D所示旋转。结果，滚子13由于弹簧14的压力滚向楔形槽的窄边或者锁止边16。这样内圈10的凸轮面10a通过滚子13紧紧锁住驱动1的内表面。由于在内圈10锁定从动件2上，可转动的驱动件1的转矩传到从动件2，因此从动件2与驱动件1同步旋转。 相反，当皮带B和驱动件1的旋转速度比从动件2低时会出现另一种情况，单

53、向离合器3的滚子13会摆脱弹簧14的压力滚到楔形槽的宽边或者自由边17。这样内圈10的凸轮面10a无法通过滚子13紧紧锁住驱动1的内表面。由于可转动的驱动件1的转矩无法传到从动件2，因此从动件2进入自由状态，由于惯性保持旋转。6.6、OAP典型结构1）、NNN结构系列图6-5为NNN结构的示意图，主要由：带轮外壳、芯轴、单向轴承、防尘盖、密封端盖和密封圈等零部件组成。其中的单向轴承组合采用三列滚针的形式，其中中间的一列滚针起单向止动作用，两边的滚针起支撑作用，如图6-6所示。图6-5 NNN结构示意图图6-6 NNN结构分解图此结构为INA公司研发，并对此拥有专利权， INA公司目前主要与VA

54、LEO等发电机生产公司配套，主要供OE配套。其优点是：滚动体为一体结构装配方便。缺点是：滚针轴承在反向旋转时，转速不高，整体轴向窜动无法控制，外壳加工要求高等。2）、BNB结构系列图6-7为BNB结构的示意图，主要由：带轮外壳、芯轴、单向轴承、防尘盖和深沟球轴承等零部件组成。其轴承方面采用一列滚针和两列球的形式，其中中间的滚针起单向止动作用，两边的球轴承支撑作用。NTN、NSK等公司采用此结构，在国内的大部分生产厂家例如：台州振鹏、常州南方轴承等，均采用BNB结构进行开发生产，主要采用标准的单向轴承和标准的深沟球轴承进行压配，具有结构简单、生产方便等优点，缺点是尺寸要求较高在专利方面，国内也以

55、BNB结构为主。图6-7 BNB 结构示意图3)、BNN结构系列：图6-8为BNN结构的示意图，主要由：带轮外壳、芯轴、单向轴承、防尘盖、深沟球轴承、密封端盖和密封圈等零部件组成。在轴承的采用中采取一列球和两列滚针的形式，其中中间的滚针起单向止动作用，两边分别为球轴承和滚针轴承，起支撑作用。此结构由KOYO首先开发，采用一列球轴承来弥补滚针轴承无法控制轴向窜动的问题，同时也解决滚针轴承无法承受高速旋转的弊端。目前采用此结构的厂家比较少。图6-8 BNN 结构示意图6.6、OAP失效形式OAP失效形式为：超越分离失效：等同于普通整体式皮带轮，这会产生振动、噪音，使皮带及有关零件过早损坏。单向结合

56、失效：发电机不发电。7、万向节万向节是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置。在汽车传动系及其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还要有中间支承。7.1、万向节的应用a）发动机前置后轮驱动汽车的变速器与驱动桥之间 。b）多轴驱动的汽车的分动器与驱动桥之间或驱动桥与驱动桥之间 。c）由于车架的变形，会造成轴线间相互位置变化的两传动部件之间 。d）独立悬架的汽车的与差速器之间。e）转向驱动车桥的差速器与车轮之间 。f）汽车的动力输出装置和转向操纵机构中 。7.2、万向节的分类按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又可分为不等速万向节（常用的为十字轴式）、准等速万向节（如双联式万向节）和等速万向节（如球笼式万向节）三种。7.3、不等