Łożyska są jednym z kluczowych elementów skrzyń biegów, a także często ulegają uszkodzeniom w skrzyniach biegów. Jednocześnie, w porównaniu z ogólnym układem wałów, dobór, zastosowanie, montaż i konserwacja łożysk w skrzyni biegów są bardzo skomplikowane. Jakie są więc trudności w stosowaniu łożysk skrzyni biegów i na co należy zwrócić uwagę?
Złożona siła
Podczas pracy skrzyni biegów moment obrotowy i prędkość obrotowa są przenoszone między wałem wejściowym a wałem wyjściowym. Przenoszenie momentu obrotowego odbywa się w procesie zazębienia kół zębatych, a siła zazębienia będzie generowana podczas procesu zazębienia.
Jeśli koło zębate jest kołem walcowym, to ta siła zazębienia jest czystą siłą obwodową. Ta siła obwodowa jest obciążeniem promieniowym całego układu wałów, patrząc pod kątem prostym.
Jeśli koło zębate jest kołem śrubowym lub kołem stożkowym itp., siła zazębienia koła zębatego ma składową osiową oprócz składowej obwodowej. Siła tej składowej osiowej jest siłą osiową układu wałów.
Na niektórych wałach zębatych czasami występuje kilka kół zębatych zazębiających się z kołami zębatymi na innych wałach, więc wystąpią liczne obciążenia osiowe i promieniowe. Kierunek tych obciążeń w przestrzeni jest związany z zazębianiem. Przy obliczaniu siły łożyska konieczne jest rozłożenie i zsyntetyzowanie, a na koniec obliczenie rzeczywistego obciążenia łożyska.
Ponadto, gdy przekładnia pracuje, jeśli zewnętrzny moment obrotowy zmienia się, siła zazębienia koła zębatego będzie się zmieniać, co spowoduje wahania siły łożyska. Wszystko to sprawia, że analiza sił w łożyskach skrzyni biegów jest bardziej skomplikowana. Przetwarzanie ekwiwalentne musi być wykonane podczas sprawdzania rzeczywistej żywotności.
złożona prędkość
Różne wały w skrzyni biegów mają różne prędkości obrotowe, od wałów wolnoobrotowych do wałów szybkoobrotowych, łożyska na każdym wale obracają się z tą samą prędkością, a prędkości obrotowe na różnych wałach są różne. To sprawia, że czas konwersji jest inny podczas obliczania kontroli trwałości łożyska.
Różne wymagania dotyczące prędkości prowadzą do różnic w doborze prędkości łożyska podczas doboru łożyska.
Na przykład w przypadku wałów szybkoobrotowych można wybrać łożyska o lepszych możliwościach prędkości obrotowej, takie jak łożyska kulkowe zwykłe, łożyska kulkowe skośne i łożyska stożkowe.
W przypadku wałów wolnoobrotowych dobierane będą łożyska o dużej nośności, takie jak łożyska wałeczkowe, nawet łożyska wałeczkowe pełnej długości, łożyska stożkowe itp.
Smarowanie jest skomplikowane
Z podstawowej zasady smarowania nietrudno stwierdzić, że temperatura, prędkość i obciążenie łożyska mają bezpośredni wpływ na smarowanie łożyska.
Pod względem prędkości obrotowej prędkość obrotowa wału szybkobieżnego i wału wolnoobrotowego łożyska skrzyni biegów jest inna, a rozmiar łożyska również jest inny. W rezultacie czasami może być trudno wybrać środek smarny, który spełnia szeroki zakres wymagań dotyczących prędkości obrotowej. W praktycznych wyborach często pojawia się dylemat i trzeba iść na pewne kompromisy.
Pod względem obciążenia duże obciążenie wału wolnoobrotowego i lekkie obciążenie wału szybkobieżnego stanowią parę sprzeczności. Gdy lepkość jest niska, łożysko wału o niskiej prędkości ma trudności z utworzeniem filmu olejowego, a gdy lepkość jest wysoka, wał o dużej prędkości będzie miał wpływ na wytwarzanie ciepła.
Pod względem temperatury smarowanie wewnątrz samej skrzyni biegów pełni pewną funkcję rozpraszania ciepła, a zazębienie kół zębatych jest źródłem wytwarzania ciepła przez skrzynię biegów. Różnica temperatur różnych wałów skrzyni biegów jest związana z zazębieniem, a temperatura łożyska jest związana z odległością wymiany ciepła od koła zębatego. Wpływ różnych temperatur na lepkość smarowania istnieje obiektywnie, ale dzięki przepływowi oleju smarującego ciepło jest przekazywane wraz z przepływem.
Kompleksowa konstrukcja systemu szybowego
W układach łożyskowych przekładni często występują siły osiowe zależne od obciążenia, dlatego do parowania wybiera się łożyska o nośności osiowej. Jednocześnie dokładność położenia osiowego całego układu wałów wpływa nie tylko na łożysko, ale również na dokładność zazębienia koła zębatego, co jest bardzo ważne przy konstrukcji skrzyni biegów. W konstrukcji układu wałów wał ma nie tylko pewną sztywność i dokładność pozycjonowania w kierunku promieniowym, ale także w kierunku osiowym. Dlatego w projektowaniu układów łożyskowych skrzyni biegów często stosuje się strukturę krzyżową.
W strukturze pozycjonowania krzyżowego układu łożyskowego przekładni brane jest pod uwagę nie tylko pozycjonowanie, ale także dokładność pozycjonowania. Gdy przekładnia jest poddawana działaniu siły osiowej, ruch całego wału w kierunku osiowym powinien mieścić się w dopuszczalnym zakresie.
Jednocześnie, gdy skrzynia biegów pracuje, cały układ nagrzewa się, a stopień wytwarzania i odprowadzania ciepła różnych części jest różny, co skutkuje różnymi temperaturami obudowy, wału, przekładni i komory łożyskowej stan zimny. Wpłynie to na luz resztkowy wewnątrz łożyska w konfiguracji krzyżowej. Dlatego przy projektowaniu układu wałów przekładni należy wziąć pod uwagę wpływ różnych temperatur na luz łożyskowy w układzie wałów.
W rzeczywistości, gdy skrzynia biegów pracuje, wpływ obciążenia i wpływ temperatury występują jednocześnie, dlatego konieczne jest kompleksowe przeprowadzenie odpowiednich obliczeń kontrolnych.
Wynikiem rzeczywistych obliczeń kontrolnych w powyższym zadaniu jest osiowa, promieniowa tolerancja i dokładność komory łożyska i wału.