齿轮传动用轴承分析

齿轮传动设备轴承应用分析探讨　陆建国(铁姆肯公司高级应用工程师)　齿轮传动设备广泛应用于各行各业，其类型和尺寸多种多样，需要满足的应用要求也各不相同。而轴承作为各种齿轮传动设备的关键零部件之一，它

齿轮传动设备轴承应用分析探讨 () 陆建国铁姆肯公司高级应用工程师 齿轮传动设备广泛应用于各行各业，其类型和尺寸多种多样，需要满足的应用要求也各 不相同。而轴承作为各种齿轮传动设备的关键零部件之一，它的性能好坏一定程度上直接决 定了整个设备的使用寿命。因此，对齿轮传动设备中所选择的轴承进行必要的分析和计算是 L10 至关重要的。同时也要避免把计算轴承理论寿命等同于轴承应用分析的全部内容，尤 其是对于齿轮传动设备而言，各行各业的应用环境差别很大，甚至在同一个传动设备不同位 置的轴承分析所要关注的重点也应该是不同的。 低速运转条件下的轴承应用分析 大部分的齿轮传动设备都是减速应用，因此往往输出轴是转速最低的。不同行业输出轴 的转速都不同，一般为二十几转每分钟，有些甚至只有十几转每分钟。如果忽略损耗，那么 功率在传动中基本保持不变，因此输出轴的扭矩一般都很大，低速高扭矩的应用中最需要关 注的是轴承的润滑情况，也就是油膜的形成问题。油膜的作用是在轴承运转时分开两个金属 λλ 接触面，避免金属和金属之间直接发生接触。我们一般采用参数来表征润滑的效果（定 λ1 义为油膜厚度与两接触表面粗糙度之和的比值）。如果大于，说明油膜的厚度足够分开两 λ1 个金属表面，润滑效果好，而如果小于，则说明油膜的厚度不足以分开两个金属表面， λ11 润滑效果不理想。轴承在运转的过程中如果值小于，则可能会出现如图所示的损伤。 1 图在润滑不良的情况下运转，轴承可能会发生的损伤 λ11 如果通过分析得到值小于，那么为了避免发生如图所示的损伤，一般要根据实际 情况对轴承的粗糙度提出更高的要求。应用了加强的粗糙度后，很多情况下就可以有效避免 2 轴承滚道和滚子之间的金属直接接触，如图所示。 2 图使用不同粗糙度时滚道和滚子之间的直接接触 高速运转条件下的轴承应用分析 不同行业齿轮传动设备的高速轴转速都不同，但大部分的行业高速轴转速都比较高，比 900 如，很多水泥辊压机齿轮箱输入轴转速为多转每分钟。在对高速轴轴承进行分析时需 要考虑的重点和之前提到的低速轴轴承是截然不同的。由于转速较高，轴承滚道及滚子间的 油膜比较好，因此此种条件下，一般磨加工后的轴承粗糙度就可以满足应用要求。但由于转 速高轴承的发热量较大，所以在选择游隙时一般都相对于其他应用要大一些。虽然运转后由 于内外圈温差的存在会导致游隙有一定程度的减小，但绝大部分情况下高速轴的运行游隙还 是比较大的，否则会有温度上升甚至烧坏轴承的风险。然而，轴承在高速、低载荷并且大游 3 隙的情况下容易发生打滑擦伤的风险，如图所示。