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在变速器中，滚针轴承的作用是支撑轴上的游动齿轮。其中，轴的外径相当于滚针轴承的内滚道，齿轮的内孔相当于滚针轴承的外滚道。
微动磨损是滚针轴承的主要故障形式之一。通常，滚针的硬度略高于相互配合的轴外圆和齿轮内孔，因此微动磨损通常发生在与滚针接触的齿轮内孔或轴的外圆
1.滚针轴承微动磨损的机制
变速器中的游动齿轮通常是斜齿轮，力分析如图3所示。法向力Fn切向力是齿轮的综合切向力Ft使齿轮传递扭矩；径向力Fr使齿轮内孔对滚针施加压力；由于齿轮轴向和径向间隙的存在，轴向力Fn使齿轮沿轴向倾斜，形成摆动（如图4所示）。在摆动过程中，齿轮内孔在径向压力作用下与滚针产生的小位移轴向往复运动相比，称为微动，因此产生的磨损称为微动磨损。
微动磨损是一种分子磨损过程，即两个接触面在垂直载荷下进行小位移的往复运动，使接触面足以接近范德瓦尔力，导致材料脱离母体并氧化。可以看出，微磨损造成的材料损失是化学（氧化）和机械（负载运动）共同作用的结果。机械作用刮掉氧化层和吸附层，露出清洁活泼的新鲜金属表面。化学作用是新鲜表面迅速吸附周围气体并产生氧化反应。交替机械和化学作用造成材料损失。
2.影响微动磨损和预防的因素
从滚针轴承微动磨损的机制分析可以看出，主要有三个影响因素。它们是径向垂直载荷、往复运动的位移和循环次数。从摩擦机制分析来看，磨损程度也受材料硬度、表面粗糙度、润滑等因素的影响。以下中国轴承网（中国轴承网）逐一分享。
2.1径向垂直载荷
滚针轴承的径向垂直载荷主要来自齿轮的径向力。径向力越大，接触部位的压力越大（小于4万）MPa)，相对运动时磨损越容易加重。齿轮的径向力由传递的扭矩决定，通常不能改变，接触部位的压力可以通过滚针轴承的优化来降低。可选的优化方案有：通过增加滚针长度、滚针数量、滚针直径等方法，降低局部压力，提高耐磨性，防止微动磨损。
2.2往复运动的位移
滚针轴承的轴向间隙(0.15～0.45mm)与径向间隙(0.015～0.058mm)引起的。间隙越大，往复运动位移越大，速度越快，摩擦越高，局部磨损越容易。有两种优化方案可供选择：一种是通过提高齿轮和轴的轴向定位精度来降低轴向间隙（0.1～0.35mm);另一种是通过减小轴和孔的直径公差或匹配轴和孔的直径公差来减少径向间隙(0.009～.048mm)。通过间隙优化，可以显著降低往复运动的位移，降低摩擦功能，防止微动磨损。
2.3循环次数
滚针轴承工作时，循环次数越高，微动磨损程度越明显。循环次数是车辆的里程(3×105km)和速比(随车辆和档位变化)决定的。里程越长，循环次数越多；若游动齿轮为主动轮，里程一定，速比越小，循环次数越少。这两个参数都是由主机厂决定的，里程代表车辆的使用寿命，通常是不可改变的。速比与整车的动力和油耗有关，有时可以在主机厂同意的前提下进行小调整，以适当降低微动磨损的风险。
2.4材料表面硬度
材料表面硬度越高，防止微动磨损的能力就越高。滚针多为轴承钢，硬度略高于齿轮和轴，因此微动磨损通常发生在齿轮内孔或轴的外径上。齿轮和轴的材料硬度取决于材料型号(20CrMnTiH、20CrMo、18MnCr5等)和热处理条件(一般为渗碳淬火)。可选的优化方案是适当降低回火温度，获得更高的表面硬度(HV700以上)，提高耐磨性。
2.5表面粗糙度
通过降低摩擦因数，降低摩擦功能，可以提高表面粗糙度水平，从而抑制微动磨损。内外辊的粗糙度可以达到Ｒa0.4μm，可基本满足使用要求。当其他影响因素不理想时，有时会产生微动磨损。可选的优化方案是在工艺流程中增加精磨工艺。适当提高齿轮内孔和轴外径的粗糙度(Ｒa0.2μm)，能有效降低微动磨损的风险。
2.6润滑
滚针轴承的润滑通常通过油孔将轴的油导入滚道。良好的润滑能保证滚针与滚道之间形成油膜，减少摩擦因数，减少摩擦功能，防止磨损。可选的优化方案是：首先，通过提高导油罐的深度和角度，将足够的润滑油引导到轴上。其次，通过扩大轴上油孔的直径或增加油孔的数量，从轴向轴承滚道引导足够的油。最后，通过调整添加剂，提高润滑油的极压性能和油膜的抗压稳定性。充分润滑是避免产品开发过程中微动磨损的最有效方法之一。
3.分析其他加重微动磨损的因素
3.1滚针与内外滚道无相对旋转
滚针轴承的微动磨损痕迹通常是等距压痕(如图2所示)，这是因为当变速器悬挂齿轮时，滚针与齿轮内孔和轴一起旋转，滚针不旋转，滚针与齿轮内孔和轴的外径不相对旋转。此时，滚针与齿轮内孔或轴的相对位置保持不变，只有轴向往复移动，因此出现等距压痕。滚针轴承保持架开口或保持架剖面分为两半，实现径向不对称应力、重力和离心力的不平衡，迫使滚针与齿轮内孔或轴的外径相对旋转，避免长期轴向摩擦在同一位置形成微磨损。该方法也是解决滚针轴承微动磨损的常用措施之一。
3.2与轴本身振动产生共振振动
由于加工误差和装配误差，轴本身在工作过程中会产生偏心振动。如果振动频率与微动过程中的振动频率相同或接近，则容易产生共振。一旦产生共振，滚针轴承的微动磨损将显著加剧。通过提高轴的直线加工精度和装配同轴精度，可以有效降低轴本身的振幅，从而削弱共振。
通过对滚针轴承微动磨损机制的分析，找出了微动磨损的主要影响因素。通过分析微动磨损各种影响因素的作用原理，从设计上提出了一些预防措施，以避免微动磨损。在这些预防措施中，工程中最常用、最有效的措施是改善润滑结构，实现充分润滑，采用开口或切割支架实现滚针与内外滚道的相对旋转。在研究微动磨损机制的基础上，降低滚针轴承的微动位移，为后续设计和市场问题的分析提供了新的思路。随着对微动磨损机制的深入研究和更多的工程实践，将发现越来越好的优化措施，完全避免微动磨损问题的发生。
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