ベアリングはギアボックスの主要コンポーネントの 1 つであり、ギアボックス内で頻繁に破損する部品でもあります。 同時に、一般的なシャフトシステムと比較して、ギアボックス内のベアリングの選択、適用、取り付け、およびメンテナンスは非常に複雑です。 では、ギアボックスベアリングの適用における困難とは何ですか?また、何に注意を払う必要がありますか?
複雑な力
ギアボックスが作動しているとき、トルクと回転速度は入力軸と出力軸の間で伝達されます。 トルクの伝達は歯車のかみ合い過程で行われ、かみ合い力は歯車のかみ合い過程で発生します。
歯車が平歯車の場合、このかみ合い力は純粋な円周力です。 この円周力は、垂直な角度から見たときのシャフト システム全体のラジアル荷重です。
歯車がはすば歯車やかさ歯車などの場合、歯車のかみ合い力は円周方向成分に加えて軸方向成分を持ちます。 この軸方向成分の力が、シャフト システムの軸方向の力です。
一部のギア シャフトでは、複数のギアが他のシャフトのギアと噛み合っている場合があるため、複数のアキシアルおよびラジアル荷重が発生します。 空間におけるこれらの荷重の方向は、メッシュに関連しています。 ベアリング力を計算するときは、分解して合成し、最終的にベアリングにかかる実際の負荷を計算する必要があります。
また、ギアボックスの運転中に外部トルクが変動すると、ギアのかみ合い力が変動し、ベアリング力が変動します。 これらすべてにより、ギアボックス ベアリングの力の解析がより複雑になります。 実寿命チェックを行う場合は、同等の処理を行う必要があります。
複雑な速度
ギアボックス内の異なるシャフトは、低速シャフトから高速シャフトまで回転速度が異なり、各シャフトのベアリングは同じ速度で回転し、異なるシャフトの回転速度は異なります。 これにより、ベアリングの寿命チェックを計算する際の変換時間が異なります。
速度要件が異なると、軸受の選択時に軸受速度能力の選択に違いが生じます。
たとえば、高速シャフトの場合、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円すいころ軸受など、より優れた回転速度能力を持つ軸受が選択される場合があります。
低速軸には、ころ軸受、さらには全長ころ軸受、テーパー軸受など、負荷容量の大きい軸受が選択されます。
潤滑は複雑です
潤滑の基本原理から、ベアリングの温度、速度、および負荷がベアリングの潤滑に直接影響することを知ることは難しくありません。
回転速度に関しては、ギアボックスベアリングの高速シャフトと低速シャフトの回転速度が異なり、ベアリングのサイズも異なります。 その結果、幅広い回転速度要件を満たす潤滑剤を選択することが難しい場合があります。 実際の選択では、しばしばジレンマがあり、いくつかの妥協をしなければなりません。
負荷に関して言えば、低速軸の重負荷と高速軸の軽負荷は相反するものです。 粘度が低いと低速軸の軸受は油膜を形成しにくく、粘度が高いと高速軸は発熱に影響します。
温度に関しては、ギアボックス内の潤滑自体に一定の放熱機能があり、ギアのかみ合いがギアボックスの発熱源です。 ギアボックスのさまざまなシャフトの温度差はかみ合いに関連し、ベアリング温度はギアからの熱伝達距離に関連しています。 潤滑油の粘度に対する温度の影響は客観的に存在しますが、潤滑油の流れにより、熱は流れに沿って移動します。
複雑なシャフト システム設計
ギアボックス ベアリング システムには負荷に関連したアキシアル力が生じることが多いため、ペアリングにはアキシアル負荷容量のあるベアリングが選択されます。 同時に、シャフトシステム全体の軸方向位置精度は、ベアリングに影響を与えるだけでなく、ギアボックスの設計にとって非常に重要なギアのかみ合い精度にも影響を与えます。 シャフトシステムの設計では、シャフトは半径方向だけでなく、軸方向にも一定の剛性と位置決め精度を備えています。 そのため、ギアボックス ベアリング システムの設計では、交差配置構造を使用することがよくあります。
ギアボックスベアリングシステムのクロスポジショニング構造では、ポジショニングだけでなく、ポジショニング精度も考慮されています。 歯車が軸方向の力を受けるとき、軸全体の軸方向の動きは許容範囲内でなければなりません。
同時に、ギアボックスが作動しているときは、システム全体が熱くなり、さまざまな部品の発熱と放熱の程度が異なり、ハウジング、シャフト、ギア、ベアリングチャンバーの温度が異なります寒い状態。 これは、クロス配置構成のベアリング内の残留クリアランスに影響します。 したがって、ギアボックス シャフト システムを設計する際には、シャフト システムのベアリング クリアランスに対するさまざまな温度の影響を考慮する必要があります。
実際、ギアボックスが動作しているときは、負荷の影響と温度の影響が同時に発生するため、対応するチェック計算を総合的に実行する必要があります。
上記の問題における実際のチェック計算の結果は、軸受け室とシャフトの軸方向、半径方向の公差と精度です。