戈紅霞，陳艷清

(中國(guó)北方車(chē)輛研究所車(chē)輛傳動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100072)

圓錐滾子軸承在傳動(dòng)部件，特別是在錐齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上應(yīng)用非常普遍，它可以同時(shí)承受徑向載荷和單向軸向載荷.錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在正常載荷工況或反拖運(yùn)轉(zhuǎn)工況時(shí)，錐齒輪產(chǎn)生的軸向力，需要圓錐滾子軸承能承受2個(gè)交變方向的載荷，所以在錐齒輪結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)裝置中，要有2個(gè)反向搭配的圓錐滾子軸承組合使用，以承受2個(gè)不同方向的軸向載荷.其選配方案和游隙調(diào)整是否正確，直接影響著傳動(dòng)的精度、壽命和性能.下面通過(guò)實(shí)際工作中的一對(duì)圓錐滾子軸承進(jìn)行說(shuō)明和分析.

1 圓錐滾子軸承傳動(dòng)模型的建立

在對(duì)軸承進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般是孤立地對(duì)軸承本身的承載能力和使用壽命進(jìn)行分析和計(jì)算，使用公式進(jìn)行軸承的壽命校核計(jì)算[1]，并且認(rèn)為傳動(dòng)裝置中的零部件均是剛性的.單獨(dú)計(jì)算軸承的壽命可能是滿(mǎn)足使用要求，但當(dāng)傳動(dòng)部件運(yùn)行加載后，零件和箱體產(chǎn)生變形，軸、軸承、齒輪已不在原始的理論工作位置上，軸承的承載能力和壽命有可能會(huì)大大地降低.因此，需要從整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的角度研究軸承的工作情況.

某傳動(dòng)裝置，需要采用錐齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)完成相交垂直軸間的動(dòng)力傳遞，其錐齒輪輸入主軸傳遞的最大功率為1 000 kW，最高轉(zhuǎn)速為2 000 r/min.根據(jù)其傳遞功率、使用要求、軸徑和布局結(jié)構(gòu)等條件，選用了1個(gè)圓柱滾子軸承和1對(duì)圓錐滾子軸承進(jìn)行支撐和承載.考慮到圓錐滾子軸承的受載較大、轉(zhuǎn)速較高、運(yùn)行壽命需達(dá)到800 h的情況，為保證傳動(dòng)部件的穩(wěn)定性和可靠性，采用SKF軸承，型號(hào)為32022X/Q.

根據(jù)傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，利用MASTA軟件[2]創(chuàng)建圓錐滾子軸承的三維傳動(dòng)裝置分析模型(見(jiàn)圖1).模型中所有零件結(jié)構(gòu)最大程度地符合實(shí)際設(shè)計(jì)，以力求分析結(jié)果的準(zhǔn)確度.在進(jìn)行載荷和軸承軸向游隙等分析之前，要做以下定義:1)模型中各零件(包括齒輪、軸、軸承等主要零件)都作為彈性體處理;2)定義各零部件的材料、幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)及相對(duì)位置關(guān)系;3)根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作情況，設(shè)定各零部件的載荷條件;4)圓錐滾子軸承需要按設(shè)計(jì)方案輸入內(nèi)部和外部軸向間隙、預(yù)載、固定方向和潤(rùn)滑情況等參數(shù)(見(jiàn)表1).

圖1 圓錐滾子軸承傳動(dòng)分析模型

表1 圓錐滾子軸承的設(shè)定參數(shù)

2 圓錐滾子軸承布置方式的確定

錐齒輪輸入主軸采用兩端支撐，靠錐頂一側(cè)為1個(gè)圓柱滾子軸承，靠背錐一側(cè)為1對(duì)圓錐滾子軸承(見(jiàn)圖1).承載時(shí)徑向負(fù)荷作用在單列圓錐滾子軸承上，負(fù)荷沿著滾子和滾道接觸面從一個(gè)滾道傳遞到另一個(gè)滾道，因而產(chǎn)生內(nèi)部軸向負(fù)荷.在分析計(jì)算軸承所承受的載荷中(包括2個(gè)圓錐軸承獨(dú)自承擔(dān)的當(dāng)量負(fù)荷)，此內(nèi)部軸向負(fù)荷的分配對(duì)錐齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的嚙合接觸質(zhì)量影響很大.錐齒輪的主動(dòng)軸向位移量主要取決于這對(duì)錐軸承支承剛度的大小，即軸承在軸向載荷作用下產(chǎn)生的軸向位移而導(dǎo)致錐齒輪的錯(cuò)位.一般圓錐滾子軸承的布置方式可采用“背對(duì)背”或“面對(duì)面”的2種支撐方式[3].根據(jù)傳動(dòng)裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)和反拖運(yùn)轉(zhuǎn)2種工況，對(duì)軸承不同的支撐方式進(jìn)行分析，以選出徑向和軸向負(fù)荷布置合理、對(duì)錐齒輪副受載變形錯(cuò)位影響較小、軸承使用壽命較高的合理方案.

2.1 正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況下錐軸承的受載和錯(cuò)位量的分析

傳動(dòng)裝置在正常工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，錐齒輪主軸上產(chǎn)生較小軸向力和較大徑向力，軸向力指向錐齒輪的小端，根據(jù)軸向力的方向，對(duì)圓錐滾子軸承采用“背對(duì)背”和“面對(duì)面”的2種布置方式進(jìn)行分析(見(jiàn)圖2和圖3).

圖2 “背對(duì)背”布置受力簡(jiǎn)圖

圖3 “面對(duì)面”布置受力簡(jiǎn)圖

運(yùn)用分析模型，計(jì)算出支撐錐齒輪主軸上的每個(gè)軸承的錯(cuò)位量、當(dāng)量負(fù)荷和損傷率，結(jié)果見(jiàn)表2和表3.

表3 采用“面對(duì)面”布置方式時(shí)軸承的錯(cuò)位量、當(dāng)量負(fù)荷和損傷率情況

從表2和表3的計(jì)算分析結(jié)果可以看出:采用“背對(duì)背”布置方式時(shí)，圓柱滾子軸承的當(dāng)量負(fù)荷較小，損傷率較低;圓錐滾子軸承的當(dāng)量負(fù)荷和損傷率都略高，但錐齒輪主軸上的圓柱和圓錐滾子軸承本身的變形量均較小.同時(shí)，從圖4和圖5可知:采用“背對(duì)背”布置時(shí)，圓錐滾子軸承上承載的滾子數(shù)目多于“面對(duì)面”布置時(shí)滾子的數(shù)目，且載荷分布較均勻，最危險(xiǎn)滾子上的載荷應(yīng)力值比較小(“背對(duì)背”時(shí)約為850 MPa和510 MPa，“面對(duì)面”時(shí)為約1 000 MPa和565 MPa).

圖4 “背對(duì)背”布置方式正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一對(duì)圓錐滾子軸承上的載荷分布

圖5 “面對(duì)面”布置方式正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一對(duì)圓錐滾子軸承上的載荷分布

通過(guò)對(duì)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的錐齒輪錯(cuò)位量的分析和計(jì)算(見(jiàn)表4)，可知:采用“背對(duì)背”布置對(duì)錐齒輪嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成的錯(cuò)位量較小，雖然軸交角總體變動(dòng)量較大，但主被動(dòng)錐齒輪軸線相對(duì)于理想的水平和垂直位置轉(zhuǎn)動(dòng)的角度都比較小.表5中列出了這對(duì)圓錐滾子軸承采用不同布置方式且在最大轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的最小潤(rùn)滑油膜厚度.從表5可知，“背對(duì)背”方式相對(duì)“面對(duì)面”方式所要求的最小油膜厚度略小，由于主動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)方向是固定的逆時(shí)針，所以，當(dāng)圓錐滾子軸承內(nèi)的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，采用“背對(duì)背”的布置方式，容易在2個(gè)軸承的軸套之間形成油壓，有利于軸承內(nèi)油膜的形成和穩(wěn)定，降低由于潤(rùn)滑不足導(dǎo)致軸承磨損的風(fēng)險(xiǎn)，保證軸承不會(huì)因缺油而損壞，對(duì)軸承的使用壽命和可靠性有益.

通過(guò)以上計(jì)算分析，傳動(dòng)裝置在正常工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這對(duì)圓錐滾子軸承選用“背對(duì)背”的布置支撐方式是合理的.

表4 采用不同軸承布置方式時(shí)的錐齒輪錯(cuò)位量

表5 圓錐滾子軸承最大轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需最小潤(rùn)滑油膜厚度 μm

2.2 反拖運(yùn)轉(zhuǎn)工況下錐軸承的受載和錯(cuò)位量的分析

傳動(dòng)裝置在反拖運(yùn)轉(zhuǎn)工況時(shí)，錐齒輪主軸上產(chǎn)生較大軸向力和較小徑向力，軸向力指向錐齒輪的大端，根據(jù)軸向力的方向，這對(duì)圓錐滾子軸承同樣可以有“背對(duì)背”和“面對(duì)面”2種不同的布置支撐方式，可參考圖2和圖3的布置受力簡(jiǎn)圖，其中的軸向力指向方向發(fā)生改變.通過(guò)改變分析模型載荷工況的設(shè)置，計(jì)算分析出錐齒輪主軸上軸承的錯(cuò)位量、當(dāng)量載荷、使用壽命和損傷率，以及反拖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸承在不同的布置支撐下錐齒輪的錯(cuò)位量、圓錐滾子軸承載荷分布情況和所需最小潤(rùn)滑油膜厚度.

表6和表7中的計(jì)算數(shù)據(jù)說(shuō)明:反拖運(yùn)轉(zhuǎn)工況時(shí)，錐齒輪主軸上的軸向負(fù)荷主要由靠軸端的圓錐滾子軸承承受，損傷率高于靠齒輪端的圓錐滾子軸承，錐齒輪主軸上各軸承本身的錯(cuò)位量比正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)均大幅度增高，有的已經(jīng)翻倍，而且圓錐滾子軸承采用“面對(duì)面”布置方式比采用“背對(duì)背”布置方式的錯(cuò)位量又高出較多.從表8反拖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不同軸承布置對(duì)錐齒輪錯(cuò)位量的計(jì)算結(jié)果可知，采用“面對(duì)面”方式支撐的錐齒輪副相對(duì)于理論原點(diǎn)安裝位置的小輪安裝偏置距比“背對(duì)背”方式的大，不利于錐齒輪嚙合的穩(wěn)定性.

表6 采用“背對(duì)背”布置方式時(shí)軸承的錯(cuò)位量、當(dāng)量負(fù)荷和損傷率情況

表7 采用“面對(duì)面”布置方式時(shí)軸承的錯(cuò)位量、當(dāng)量負(fù)荷和損傷率情況

表8 采用不同軸承布置方式時(shí)的錐齒輪錯(cuò)位量

對(duì)于反拖運(yùn)轉(zhuǎn)工況，采用“背對(duì)背”布置方式的圓錐滾子軸承承載的滾子數(shù)目多于“面對(duì)面”布置時(shí)滾子的數(shù)目，載荷分布均勻性略好于“面對(duì)面”布置方式，最危險(xiǎn)滾子上的載荷應(yīng)力值較小(“背對(duì)背”時(shí)約為710 MPa和1 010 MPa，“面對(duì)面”時(shí)為約960 MPa和1 020 MPa).見(jiàn)圖6、圖7.

圖6 反拖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)“背對(duì)背”布置方式一對(duì)圓錐滾子軸承上的載荷分布

圖7 反拖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)“面對(duì)面”布置方式一對(duì)圓錐滾子軸承上的載荷分布

表9中列出了反拖運(yùn)轉(zhuǎn)工況時(shí)，這對(duì)圓錐滾子軸承采用不同布置方式在最大轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的最小潤(rùn)滑油膜厚度，靠齒輪端的圓錐滾子軸承所要求的最小油膜厚度，“背對(duì)背”方式比“面對(duì)面”方式小些;而靠軸端的圓錐滾子軸承的最小油膜厚度沒(méi)有差別.通過(guò)對(duì)反拖運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的軸承布置方式計(jì)算分析，這對(duì)圓錐滾子軸承仍需選用“背對(duì)背”的布置支撐方式.

表9 圓錐滾子軸承最大轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需最小潤(rùn)滑油膜厚度 μm

2.3 布置方式的確定

反拖運(yùn)轉(zhuǎn)是一種危險(xiǎn)工況，使得傳動(dòng)裝置中的錐齒輪和承載軸承的變形量都很大，對(duì)零件的損傷也比正常時(shí)高，為保證傳動(dòng)部件的使用壽命和可靠性，應(yīng)盡量避免使錐齒輪傳動(dòng)箱處于反拖運(yùn)轉(zhuǎn)工況.

對(duì)于采用“背對(duì)背”布置的圓錐滾子軸承，其負(fù)荷中心的距離(圖2中Fra到Frb的距離)比2個(gè)軸承的中心距離長(zhǎng)，而采用“面對(duì)面”布置的軸承負(fù)荷中心的距離(圖3中Fra到Frb的距離)比2個(gè)軸承的中心距離短.這表明“背對(duì)背”布置可以承受較大的彎曲扭轉(zhuǎn)力矩，同時(shí)計(jì)算數(shù)據(jù)也證明了這點(diǎn).而由載荷引起的徑向力和軸向力，以及由其所導(dǎo)致的軸承本身變形，也比“面對(duì)面”布置的要小.

上述的計(jì)算分析表明，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)和反拖運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，錐齒輪主軸上的圓錐滾子軸承采用“背對(duì)背”布置方式是合理的.上面的分析數(shù)據(jù)是按照傳動(dòng)裝置最大功率和最高轉(zhuǎn)速計(jì)算的，圓錐滾子軸承在分析模型中初始設(shè)定的軸向游隙為零，下面進(jìn)行圓錐滾子軸承軸向游隙的分析.

3 軸向游隙對(duì)錐齒輪嚙合的影響

軸向游隙是圓錐滾子軸承配合的1個(gè)重要技術(shù)參數(shù)，它直接影響軸承的載荷分布、振動(dòng)、磨損、油膜溫度、使用壽命和支撐零件運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等性能參數(shù).要使單列圓錐滾子軸承充分發(fā)揮預(yù)定的承載能力，并可靠運(yùn)行，必須根據(jù)圓錐滾子軸承的尺寸、工作條件、支撐軸的變形情況，正確調(diào)整軸承和選擇合理的軸承游隙或施加預(yù)載.如果軸承的游隙過(guò)大，在極端情況下可能只有最下方的1個(gè)滾動(dòng)體及滾子受力承載，就會(huì)導(dǎo)致軸承承載能力大大降低，滾子接觸面應(yīng)力增大，軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度下降，振動(dòng)和噪聲增大，使用壽命縮短;如果游隙過(guò)小或過(guò)量預(yù)緊，將會(huì)導(dǎo)致摩擦增加，引起軸承發(fā)熱，溫度升高，甚至使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生咬死現(xiàn)象.

在軸承的配置中，單列圓錐滾子軸承必須成對(duì)使用或以配組方式使用，其內(nèi)部游隙僅在安裝后才會(huì)產(chǎn)生，其軸向游隙取決于另一個(gè)用來(lái)提供反方向軸向定位的軸承調(diào)整.在設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程中，可以通過(guò)有效的手段，來(lái)合理確定軸承的軸向游隙，提高軸承組件的安裝精度，以延長(zhǎng)軸承的使用壽命，確保傳動(dòng)部件的工作性能.

3.1 軸向游隙的調(diào)整

在實(shí)際裝配過(guò)程中，我們對(duì)這對(duì)單列圓錐滾子軸承的軸向游隙分成3種情況進(jìn)行調(diào)試:1)軸向游隙為零;2)軸向游隙控制在0.05～0.07 mm范圍內(nèi);3)軸向游隙控制在0.10～0.12 mm范圍內(nèi).如圖8所示.

圖8 錐齒輪主軸結(jié)構(gòu)圖

第一種游隙是將調(diào)整環(huán)根據(jù)軸承內(nèi)外環(huán)高度差和內(nèi)外軸套的加工尺寸經(jīng)測(cè)定計(jì)算后，配磨調(diào)整環(huán)，使2個(gè)軸承間的距離在鎖緊后相等，軸向游隙為零，錐齒輪主軸軸向竄動(dòng)為零.這時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)軸系，發(fā)現(xiàn)非常滯澀，需用很大的力才能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái).如將這對(duì)軸承的軸向游隙設(shè)計(jì)為零或負(fù)游隙即施加預(yù)緊，在低溫或常溫(20℃)且轉(zhuǎn)速較高時(shí)，軸承內(nèi)部的油膜很難形成，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩加大，功率損失和磨損嚴(yán)重，造成軸承溫度迅速上升，極易因干摩擦而燒毀軸承.

第二種游隙是將調(diào)整環(huán)根據(jù)零游隙的尺寸值減少0.05～0.07 mm，使裝配后軸承內(nèi)部有0.05～0.07 mm的軸向游隙，徑向游隙根據(jù)△y=△x×sin σ計(jì)算(式中△x為軸向游隙，σ為滾子接觸角平均值，軸承32022X/Q的σ值約為16°)，計(jì)算后△y為13.8～19.3 μm，大于圓錐滾子軸承最大轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)所需最小潤(rùn)滑油膜厚度.對(duì)安裝調(diào)整后的錐齒輪軸系，常溫下用手轉(zhuǎn)動(dòng)感覺(jué)很靈活，沒(méi)有卡澀，在臺(tái)架上進(jìn)行空損和潤(rùn)滑試驗(yàn)，潤(rùn)滑流量在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn).

第三種游隙是將調(diào)整環(huán)根據(jù)零游隙的尺寸值減少0.10～0.12 mm，圓錐滾子軸承有0.10～0.12 mm的軸向游隙，徑向游隙同時(shí)會(huì)隨著增大.安裝調(diào)整后的錐齒輪軸系轉(zhuǎn)動(dòng)也非常靈活，但主軸竄動(dòng)量增大，在臺(tái)架上進(jìn)行加載試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)了錐齒輪嚙合區(qū)域不穩(wěn)定及偏載的問(wèn)題，如圖9所示.下面運(yùn)用分析模型，分析以上3種軸向游隙對(duì)錐齒輪嚙合的影響情況.

圖9 錐齒輪齒面偏載嚙合

3.2 軸向游隙對(duì)錐齒輪嚙合的影響

將仿真模型中圓錐滾子軸承的軸向游隙分別設(shè)置為0、0.05 mm、0.10 mm，采用正常工況的負(fù)荷和扭矩值對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)部件進(jìn)行系統(tǒng)分析，得到不同游隙下軸承自身變形和錐齒輪嚙合錯(cuò)位量數(shù)據(jù)(見(jiàn)表10).

傳動(dòng)部件為錐齒輪增速機(jī)構(gòu)，從表10的分析數(shù)據(jù)顯示，被動(dòng)輪即齒輪副中的小輪安裝距，對(duì)主動(dòng)輪即錐齒輪主軸上軸承游隙的變化很敏感，當(dāng)軸向游隙從0變化到0.05 mm時(shí)，錐齒輪的錯(cuò)位值相差不是太大.隨著軸向游隙的增加(如圖10所示)，被動(dòng)輪向后移動(dòng)，主動(dòng)輪向左移動(dòng)，當(dāng)游隙增至0.10 mm時(shí)，小輪安裝距的位移過(guò)大，齒面工作接觸位置也會(huì)有巨大偏移，易產(chǎn)生偏載接觸，偏離正常理想的嚙合區(qū)域，影響傳遞質(zhì)量，降低承載能力;同時(shí)，錐齒輪主軸前端的圓柱滾子軸承的損傷率已經(jīng)超過(guò)65%，軸上后端的錐軸承重載時(shí)由于變形嚴(yán)重，只有5～6個(gè)滾子承載，易導(dǎo)致軸承早期失效.因此將這對(duì)圓錐滾子軸承的軸向游隙控制在0.05～0.07 mm范圍內(nèi)，對(duì)軸承潤(rùn)滑和錐齒輪軸系嚙合的穩(wěn)定性都是比較適合的.

表10 圓錐滾子軸承不同游隙下軸承自身變形和錐齒輪嚙合錯(cuò)位量

圖10 錐齒輪小輪安裝距錯(cuò)位情況

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

傳動(dòng)裝置在高溫下工作時(shí)，支撐軸和軸承座受熱膨脹，軸徑會(huì)增加(徑向膨脹)，也會(huì)伸長(zhǎng)(軸向膨脹).無(wú)論采用“面對(duì)面”還是“背對(duì)背”布置方式，在徑向膨脹的影響下，軸承預(yù)置的游隙都會(huì)減小[3].在軸向膨脹的影響下，采用“面對(duì)面”布置的軸承游隙會(huì)進(jìn)一步減小，而采用“背對(duì)背”布置的軸承，由于配對(duì)軸承之間留有一定間隙(圖8中內(nèi)外軸套尺寸差)，并且軸和相關(guān)零部件(如軸承座)有相同的熱膨脹系數(shù)(本文中的錐齒輪主軸和軸承座采用相同的材料，熱膨脹系數(shù)相同)，所以徑向膨脹和軸向膨脹對(duì)軸承游隙的影響會(huì)互相抵消，保證工作時(shí)不會(huì)因游隙的變化而影響錐齒輪和傳動(dòng)部件的工作性能和使用壽命.

圖11 全新的錐軸承

圖12 試驗(yàn)后的狀態(tài)

圖13 錐齒輪初次加載印痕

圖14 試驗(yàn)后的印痕

對(duì)傳動(dòng)裝置的多個(gè)樣本分別進(jìn)行了跑車(chē)試驗(yàn)和臺(tái)架性能考核試驗(yàn)，如圖11～圖14所示，試驗(yàn)結(jié)果表明:錐齒輪主軸上的圓錐滾子軸承和錐齒輪齒面上的接觸區(qū)位置狀態(tài)良好，圓錐滾子軸承內(nèi)部潤(rùn)滑程度適合，沒(méi)有過(guò)熱或燒灼痕跡，滾子和內(nèi)外滾道磨損很小，錐齒輪齒面嚙合接觸在設(shè)計(jì)規(guī)定的理想接觸范圍內(nèi)，沒(méi)有偏載磨損，與模型分析結(jié)果相吻合.試驗(yàn)驗(yàn)證了這對(duì)圓錐滾子軸承布置方式和軸向游隙設(shè)計(jì)的合理，也說(shuō)明了分析計(jì)算結(jié)果的可靠性.錐齒輪被動(dòng)軸系的支撐結(jié)構(gòu)，采用了4點(diǎn)角接觸球軸承(見(jiàn)圖9)，其軸承自身內(nèi)部游隙較大，引起被動(dòng)軸竄動(dòng)(約0.12 mm).因此，需要通過(guò)傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，來(lái)提升這部分的軸承支撐剛度、降低被動(dòng)軸軸向竄動(dòng)量，同時(shí)進(jìn)一步將錐齒輪載荷域?qū)?、載荷變化劇烈頻繁工況下的嚙合質(zhì)量放在可調(diào)控范圍內(nèi)，以降低傳動(dòng)裝置關(guān)重零部件的損傷率.

5 結(jié)論

軸承制造的形狀誤差、安裝質(zhì)量、工作溫度等因素影響軸承的載荷分布、使用壽命，以及傳動(dòng)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)性能和可靠性.本文只論述圓錐滾子軸承的布置方式和軸向游隙這2個(gè)因素，雖未將所有影響因素全部包括進(jìn)去，但通過(guò)運(yùn)用MASTA軟件，用仿真分析手段，根據(jù)軸承承載功率、使用要求、軸徑和布局結(jié)構(gòu)等指標(biāo)要求，從系統(tǒng)角度分析這2項(xiàng)因素對(duì)圓錐滾子軸承的載荷分布、潤(rùn)滑、損傷率以及對(duì)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)錯(cuò)位量的影響，選擇“背對(duì)背”軸承布置方案，將軸承工作的軸向游隙控制在0.05～0.07 mm范圍內(nèi)，可以確保軸承潤(rùn)滑品質(zhì)和錐齒輪軸系嚙合的穩(wěn)定性.該傳動(dòng)裝置經(jīng)過(guò)跑車(chē)試驗(yàn)和臺(tái)架性能考核試驗(yàn)后，圓錐滾子軸承和錐齒輪運(yùn)行狀態(tài)良好，證明了該圓錐滾子軸承的布置方案和軸向游隙控制的合理性.因此，比較傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的軸承校核方法，從系統(tǒng)角度研究軸承的工作情況，可以保證軸承在具體的工作條件下處于較好的工作運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和軸承使用的可靠性是有益的.

[1] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[2] 世邁鈦傳動(dòng)技術(shù)有限公司.MASTA軟件使用手冊(cè)[M].英國(guó):世邁鈦傳動(dòng)技術(shù)有限公司，2006.

[3] SKF軸承公司.SKF軸承綜合型錄 [M].SKF軸承公司，2004.