轴承选择对齿轮修正的影响简介

 

齿轮开发的一个重要方面是齿轮修正的实用设计，在下文中，使用FVA工作台进行的系统分析显示了滚动轴承的选择如何影响所需的齿轮修正。

 

齿轮箱中与负载相关的变形和位移可能导致齿轮干预中的严重错位，这会导致轴承宽度不均匀，并会显著降低轮齿的安全性，为了避免这种情况，齿轮修正必须以补偿变形的方式进行设计，这就需要详细考虑所有变速器变形，以上图所示的一级齿轮箱为例，可以看出轴承设计的选择，以及选定的轴向轴承设置和轴承游隙对齿轮修正的影响有多大。

 

变速器的驱动轴安装有两个30324型圆锥滚子轴承，呈X形排列，轮轴有一个浮动轴承，带有两个NJ2230型圆柱滚子轴承，两个波浪的弯曲线如下图所示。

 

可以看出，输出轴的两个圆柱滚子轴承具有几乎相同的偏转（上图，右侧），相比之下，驱动轴有很大的错位，这主要是由右侧圆锥滚子轴承上所谓的单一定心效应引起的，在左侧轴承中，只有滚动元件沿径向力的方向加载（下图，左侧）。

 

这个轴承在径向力的方向上下沉，在右边的轴承中，由径向力和压力角产生的对轴的恢复力低于由齿施加的轴向力，因此，轴被推入轴承，直到滚动元件位于整个圆周上（上图，右侧），因此，轴几乎不会在径向力的方向上下沉。

 

上图显示了主要由驱动轴未对准引起的宽度载荷分布，以及用FVA工作台确定的平衡载荷分布的校正建议。

 

为了抵消对中效应，右侧轴承可以用具有较大压力角的轴承来代替，例如30224型轴承，新插入轴承的压力角越大，复位力越大，将轴推出轴承中心，这进一步降低了轴，从而减少了其错位，并显著减少了所需的校正量（如上图所示）。

 

通过将两个圆柱滚子轴承更换为22230型调心滚子轴承（下图），也可以在输出轴上获得类似的效果，其中左轴承设计为固定轴承，右轴承设计为浮动轴承。

 

在这里，轴也位于左侧调心滚子轴承的中心，该轴承作为固定轴承吸收轴向力，前面的例子显示了轴承选择对齿轮修正设计的巨大影响，所描述的滚动轴承定心可以发生在所有没有圆柱形运行表面的轴承类型上，大型轴承强化了这种效果。根据力的位置和方向，齿干预中传动轴的错位可能会放大或补偿，由于存在大量重叠影响，FVA工作台提供的齿轮箱中所有力和变形的整体系统分析对于实际的校正设计是必要的，FVA工作台不仅决定轴承选项的刚度，还决定相关的使用寿命和功率损耗。