齒輪箱軸承選型難點(diǎn)
軸承是齒輪箱的關(guān)鍵零部件之一，也是齒輪箱中經(jīng)常損壞的零件。同時(shí)，與一般的軸系統(tǒng)相比，齒輪箱里軸承的選型、應(yīng)用、安裝、維護(hù)等又是十分復(fù)雜的。那么齒輪箱軸承應(yīng)用的難點(diǎn)有哪些，又需要注意什么呢？
受力復(fù)雜
齒輪箱運(yùn)行的時(shí)候在輸入軸和輸出軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩傳遞在齒輪嚙合中進(jìn)行，在齒輪嚙合的過程中，會(huì)產(chǎn)生嚙合力。
如果齒輪是直齒齒輪，那么這個(gè)嚙合力是一個(gè)純周向力。這個(gè)周向力在與之垂直的角度去看，就是整個(gè)軸系統(tǒng)的一個(gè)徑向負(fù)荷。
如果是齒輪是斜齒齒輪或者圓錐齒輪等，那么齒輪嚙合力除了有一個(gè)周向分量以外，還有一個(gè)軸向分量。這個(gè)軸向分量的力就是軸系統(tǒng)的軸向受力。
在一些齒輪軸上有時(shí)候會(huì)有若干齒輪與其他軸上的齒輪嚙合，因此，會(huì)有多個(gè)軸向，徑向負(fù)荷。在空間上這些負(fù)荷的方向與嚙合有關(guān)。在進(jìn)行軸承受力計(jì)算的時(shí)候，要進(jìn)行分解合成，最終計(jì)算軸承上的實(shí)際負(fù)荷情況。
另外，齒輪箱在運(yùn)行的時(shí)候，如果外界轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，則會(huì)使齒輪嚙合力波動(dòng)，由此會(huì)引起軸承受力的波動(dòng)。這些都使得齒輪箱軸承的受力分析變得更加復(fù)雜。實(shí)際進(jìn)行壽命校核的時(shí)候需要進(jìn)行等效處理。
轉(zhuǎn)速復(fù)雜
齒輪箱中不同的軸具有不同的轉(zhuǎn)速，從低速軸到高速軸，每根軸上的軸承轉(zhuǎn)速相同，不同軸上的轉(zhuǎn)速則不同。這使得軸承壽命校核計(jì)算時(shí)候折算的時(shí)間會(huì)有不同。
不同的轉(zhuǎn)速要求，導(dǎo)致軸承選型時(shí)對(duì)軸承的轉(zhuǎn)速能力選擇存在差異。
比如，對(duì)于高速軸，會(huì)選擇轉(zhuǎn)速能力更好的軸承，可能會(huì)選用深溝球軸承，角接觸球軸承，圓錐滾子軸承等類型。
對(duì)于低速軸，會(huì)選用承載能力大的軸承，比如滾子軸承，甚至滿滾子軸承，圓錐軸承等等。
潤(rùn)滑復(fù)雜
從潤(rùn)滑的基本原理不難知道，軸承的溫度、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷對(duì)軸承潤(rùn)滑具有直接的影響。
轉(zhuǎn)速方面，齒輪箱軸承的高速軸、低速軸轉(zhuǎn)速不一樣，軸承大小也不一樣。因此有時(shí)候要選擇一種潤(rùn)滑滿足寬泛的轉(zhuǎn)速要求會(huì)十分困難。在實(shí)際選擇中往往處于兩難境地，不得不做一些妥協(xié)。
負(fù)荷方面，低速軸的重負(fù)荷和高速中的輕負(fù)荷是一對(duì)矛盾。黏度低了，低速軸軸承難以形成油膜，黏度高了，高速軸又會(huì)影響發(fā)熱。
溫度方面，齒輪箱內(nèi)部的潤(rùn)滑本身具有一定的散熱功能，齒輪的嚙合是齒輪箱發(fā)熱的來源。齒輪箱不同軸體溫度差異與嚙合相關(guān)，軸承溫度與其距離齒輪之間的傳熱距離有關(guān)。不同的溫度對(duì)潤(rùn)滑的黏度影響是客觀存在的，只不過由于潤(rùn)滑油的流動(dòng)，使得這個(gè)熱量隨著流動(dòng)被傳遞。
軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜
在齒輪箱軸承系統(tǒng)中經(jīng)常有與負(fù)荷相關(guān)的軸向力，因此會(huì)選用具有軸向負(fù)載能力的軸承進(jìn)行配對(duì)使用。同時(shí)整個(gè)軸系統(tǒng)的軸向位置精度，不僅僅影響軸承，還會(huì)影響齒輪嚙合精度，這對(duì)齒輪箱設(shè)計(jì)來說是至關(guān)重要的。在進(jìn)行軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要軸不僅僅在徑向上，而且在軸向上也具有一定的剛性和定位精度。所以，齒輪箱軸承系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)常使用交叉定位結(jié)構(gòu)。
齒輪箱軸承系統(tǒng)的交叉定位結(jié)構(gòu)中，不僅考慮定位，還要考慮定位精度。當(dāng)齒輪受到軸向力的時(shí)候，整個(gè)軸在軸向上的移動(dòng)應(yīng)該在可接受的范圍之內(nèi)。
同時(shí)齒輪箱工作的時(shí)候，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)發(fā)熱，并且不同零部件發(fā)熱和散熱的程度不同，導(dǎo)致殼體，軸、齒輪、軸承室的溫度與冷態(tài)時(shí)不同。這樣就會(huì)影響交叉定位結(jié)構(gòu)時(shí)軸承內(nèi)部的剩余游隙。因此齒輪箱軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要考慮不同溫度對(duì)軸系統(tǒng)內(nèi)軸承游隙的影響。
實(shí)際上，在齒輪箱運(yùn)行的時(shí)候，負(fù)荷的影響和溫度的影響同時(shí)發(fā)生，因此要綜合進(jìn)行相應(yīng)的校核計(jì)算。
在上述問題中實(shí)際校核計(jì)算的結(jié)果是軸承室和軸的軸向，徑向公差和精度。
