在一般转速下,转速的高低对类型的选择不发生什么影响,只有在转速较高时,才会有比较显著的影响。
从工作转速对轴承的要求看,可以确定以下几点:
1、球轴承与滚子轴承比较,有较高的极限转速,故在高速时应优先选用球轴承。 2、在内径相同的条件下,外径越小,则滚动体就越轻小,运转时滚动体在外圈滚道上的离心惯性力也就越小,因而也就更加适合于在更高的转速下工作,故在高速时,宜选用超轻、特轻及轻系列的轴承。重及特重系列的轴承,只用于低速重载的场合。如用一个轻系列轴承而承载能力达不到要求时,可考虑采用宽系列的轴承,或者把两个轻系列的轴承并装在一起使用。
3、保持架的材料与结构对轴承的转速影响极大。实体保持架比冲压保持架允许更高一些的转速。
4、推力轴承的极限转速均很低。当工作转速高时,若轴向载荷不十分大时,可以采用角接触球轴承承受纯轴向力。
5、若工作转速略超过样本中规定的极限转速,可以用提高轴承的公差等级,或者适当的加大轴承的径向游隙,选用循球润滑或油雾润滑,加强对循环油的冷却等措施来改善轴承的高速性能。若工作转速超过极限转速较多,应选用特制的高速转动轴承。 (三)轴承的调心性能
轴承的中心线与轴承座中心线不重合而有角度误差时,或因轴受力而弯曲或倾斜时,会造成轴承的内外轴线发生倾斜。这时,应采用一定调心性的调心球轴承或调心滚子轴承。
(四)轴承的安装和拆卸
便于拆装也是选择轴承类型时应考虑的一个因素。
此外,轴承类型的选择还应考虑轴承装置整体设计的要求。如轴承的配置使用要求、游动要求等。
综合考虑以上因素,本次设计第一轴后轴承为外座圈上带有止动槽的角接触球轴承。此轴承承受径向载荷和第一轴上的轴向载荷,为便于第一轴的拆装,通常后轴承的外圈直径选择得比第一轴齿轮的齿顶圆的直径大。由于本次设计中间轴采用固定式中间轴,所以在第二轴前端和固定式中间轴宝塔齿轮孔内采用滚针轴承,第二轴后端采用带止动槽的角接触球轴承。变速器第二轴上常啮合齿轮与第二轴之间采用滚针轴承。
角接触球轴承初选代号为7206AC GB/T292-1994(第一轴前端轴承),7207AC GB/T292-1994(第二轴后端轴承)。
三、 轴承的计算
初选轴承,代号7206AC (46206)α=25
o
31
A/R≤e 时, x=1 y=0
A/R>e时, x=0.41 y=0.87 e=0.68
其中:R—径向载荷,x —径向载荷系数,A——轴向载荷, (一) 计算轴承在各档位时的支反力 1、 二轴受力分析(图3.5)
图中:
C──二轴前轴承对二轴作用力的作用点; D──二轴后轴承对二轴作用力的作用点;
C1x、C 2x──二轴前轴承对二轴的水平、垂直作用力;
D1x、D2x、D3x──二轴后轴承对二轴的水平、垂直、轴向作用力;Fax、Frx、Ftx── x档二轴齿轮所受轴向力、径向力、切向力; Rx── x档齿轮节圆半径; 各支承力的计算公式:
Cmx1x?LFtx
C2x?mxLFrx?RxLFax
DnxnxRx1x?LFtx D2x?LFrx?LFax 32
3.48) (
轴向载荷:D3x?Fax (3.49) 2、 中间轴受力分析(图3.6)
图中:
E──中间轴前轴承对轴作用力的作用点;F──中间轴后轴承对轴作用力的作用点;
E1x、E2x──中间轴前轴承对轴的水平、垂直作用力; F1x、F2x──中间轴后轴承对轴的水平、垂直作用力 Fax、Frx、Ftx── x档齿轮所受轴向力、径向力、切向力
Facx、Frcx、Ftcx ── 中间轴常啮合齿轮所受轴向力、径向力、切向力。 Rx── x档中间轴齿轮节圆半径; Rc ──中间轴常啮合齿轮节圆半径;
注:设计时使Facx与Fax大致相等,故E、F处轴向力可不计。
各支承力的计算公式:(L′=a+b=cx+ex) (3.50)
E1x=[Ftcx·b-Ftxex]/L;
E2x=[Frcx·b+ Frxex+FaxRx-FacxRc]/L
F1x=[Ftxcx-Ftcx·a]/L;
33
F2x=[Frcx·a+Frxcx+FacxRc-FaxRx]/L′ 轴向载荷:F3x ≈ 0
3、 一轴受力分析(图3.7)
图中:
A── 一轴前轴承对轴作用力的作用点; B── 一轴后轴承对轴作用力的作用点; C── 二轴前轴承对轴作用力的作用点;
Facx、Frcx、Ftcx── 一轴常啮合齿轮所受轴向力、径向力、切向力; A1x、A2x ── 一轴前轴承对一轴的水平、垂直作用力;
B1x、B2x、B3x── 一轴后轴承对一轴的水平、垂直、轴向作用力; C1x′、C2x′── 二轴前轴承对一轴的水平、垂直作用力; Rc── 一轴常啮合齿轮齿轮节圆半径。 各支承力的计算公式:
A1x=[C1x·k -Ftcx·h]/g A2x=[Frcx·h-C2x·k-Facx ·Rc]/g B1x=[C 1x (g+k)-Ftcx(g+h)]/g
B2x=[Frcx(g+h) -C2x (g+k)-FacxRc]/g
34
轴向载荷:B3x = Facx
4、 计算挂入X档(非直接档)时各轴所受扭矩
发动机输入的扭矩为Tx=Te*fMx,一轴所受扭矩为Tx,二轴所受扭矩为T2x=Tx*ix (ix为该档位传动比)。
5、 计算各齿轮所受切向力、轴向力、径向力
常啮合齿轮:切向力Ftcx=Ftcx=Tx/Rc;轴向力Facx=Facx=Ftcx/tgβc; 径向力Frcx=Frcx=Ftcxtgαcn/tgβc,(βc为齿轮螺旋角 ,α
cn为齿轮法面啮合角)。
x 档齿轮:切向力Ftx=Ftx=Tx/Rx;轴向力Fax=Fax=Ftx/tgβx; 径向力 Frx=Frx=Ftx tgαnx/tgβx,(βx为x 档齿轮螺旋角 ;α合角)。
直接档时各齿轮所受轴向力、径向力、切向力均为零。
nx为x 档齿轮法面啮
6、 计算各轴承的载荷 代入式(1)~(3),可求得各轴承在1~3档时的载荷。 (二) 计算各轴承的总当量动载荷
1、 计算各轴承在各档位时的径向载荷Pr及轴向载荷Pa 例如:一轴后轴承B在x档时的径向载荷 : PrBx?B1x?B2x22
轴向载荷:PaBx?B3x
2、 计算轴承在各档位时的当量动载荷 根据所选轴承型号,查表得到径向系数X、轴向系数Y。 计算公式:Px?XPrx?YPax
3、 计算轴承的总当量动载荷 直接档时各轴承的动载荷均为零,因此只计算1~3 档的当量动载荷,并以1~3档所需转数作为预期寿命进行校核。
4、 计算二轴后轴承的总当量动载荷 二轴后轴承D在1~3 档的当量动载荷分别为
PD1、PD2、PD3,各档转数的分配比例为fu1、fu2、fu3、fu4。根据损伤积累假说,轴承D的总当量动载荷为:
35