斜齿轮轴向力对轴承的严重影响！！！

zengxiaodong

一般来说，斜齿轮啮合时的明显缺点是会产生轴向力。

轴向力对轴承的影响体现在两个方面：

1、轴向力本身会使得轴承承受轴向力，这个力对轴承类型的选用会有直接的关系；

2、轴向力产生的力矩，使得轴承的径向力也显著变化，或者说会产生额外的径向力才能平衡力矩。

本帖重点讨论的是上面第2种影响。

往往中间轴选取旋向相同的斜齿轮，目的是是抵消轴向力，但是请注意，能够抵消的仅仅是上述第1种效应。只要齿轮直径不同，则轴向力产生的力矩是不能同时被抵消的，这就会使得轴承产生附加的径向力。

很不幸的是，第2种效应有时很显著，尤其是齿轮系统需要承受双向负载时更是容易出现意想不到的状况，而且往往被设计人员忽视而导致严重的后果！！！

下面这本书《滚动轴承应用手册》，有轴向力导致力矩，从而计算出径向力的公式，原理上并不复杂。


滚动轴承应用手册 著 译 者：刘泽九 - 小二帮下载(VIP专享)

zengxiaodong

我曾经处理过一个减速箱事故，是用螺旋伞齿轮驱动的位能性负载。

本来呢，位能性负载应该是属于单向力矩的，但是电机旋转方向是双向的。
该减速箱重负载驱动时没有任何问题，但是重负荷反向运行时，出现了严重事故，齿轮箱解体损坏了！

原因是：高速轴伞齿轮用了一个大螺母进行轴向预紧（圆锥滚子轴承），正常时螺母并不受力，但是反向运转时螺母就受力了，运行一段时间以后螺杆断裂，那么整根轴朝前移动，导致伞齿轮最终撞在箱体上，瞬间卡死解体。

zengxiaodong

在事故分析会上，我不仅指出了故障的根本原因，而且更进一步地指出，如果螺母不松动或断裂，减速箱仍然要出问题！

原因是：在反向运转时，高速轴上的轴承要出问题！也就是说，正向运转时轴承选用没有问题，但是反向运转时，轴承的设计选用有问题，其中一个轴承的承载能力严重不足！！！

zengxiaodong

所以，作为一个完备的计算规范，必须仔细计算校核下面4种工况，才能确保无虞：

1、正向、电动；

2、正向、发电；

3、反向、电动；

4、反向、发电。

切记！切记！

山中樵翁

楼主说的很好，顶一下。

532446880

说得很好

zengxiaodong

在齿轮直径较大时，斜齿轮轴向力产生的力矩会比较大，从而对2个支承轴承会产生比较大的径向力。

而且在轴向力反向时，这个力矩的方向也是变化的。

更要命的是，在某个轴向力方向下，也许会增加轴承的寿命（有利），则在反向的轴向力作用下就会大大减少轴承寿命（不利）！！！

jixiemuma

感谢楼主分享，最近刚好在整理公司轴承选用参考手册

zengxiaodong

尤其对于螺旋伞齿轮、准双曲面齿轮、蜗轮蜗杆这样的传动机构，由于齿面摩擦非常严重，即使接触齿面相同但在不同转向时，齿轮受力情况也是很不一样的，因此，做4种工况的计算就非常重要！

还有，例如极大传动比的行星齿轮系统，往往效率很低（低于50%的话是自锁的），则反向传动实际上不可能实现，一直加载的话齿轮箱会当场解体......

zengxiaodong

如下图所示双分流斜齿轮减速箱





除了第一轴齿轮较小外，中间轴以及输出轴上都有直径较大的齿轮，因此轴向力的影响就会很大！