蔡能
（郑州机械研究所，河南郑州　450052）

　　摘　要：对齿轮轴系的布局进行了初步探讨，对2种基本布局类型的轴承受力进行了对比，Z后进行了实例分析。
　　关键词：齿轮；轴；传动；轴承；寿命
　　齿轮传动是使用非常广泛的一种机械传动方式，而齿轮传动中各轴系相对位置的合理布局对改善轴承受力、延长寿命和减少传动体积、减轻质量具有重要意义。
　　1　典型布局
　　一形布局是指相邻的3个轴中心连线为一直线，如图1所示。图中，设0₁为主动轴心，0₂为中间轴心，0₃为从动轴心；由0₂0₁至0₂0₃的夹角即为中间轴的连心角φ，φ与轴的转向相同时为正，相反为负；F_r1为主动轮施加的径向力；F_t1为主动轮施加的切向力；F_r3为从动轮施加的径向力；F_t3为从动轮施加的切向力。 　　考察中间轴的受力，此时φ=180°，这是Z常见的形式，虽然中间轴所受的径向力方向相反，可以部分抵消，但切向力方向却是相同的，从而产生同向叠加。由于渐开线齿轮传动的特点，切向力比径向力大很多，所以这时轴承的负荷很大，寿命很短。
　　当φ=0°时，中间轴所受的径向力产生同向叠加，而切向力可以部分抵消，此时轴承负荷应很小，寿命很长，整个传动也很紧凑。
　　L形布局，相邻的3个轴中心不在同一直线上。根据传动方向和转向又分2种情况，分别产生径向力和切向力的同向叠加或异向抵减，传动也很紧凑，如图2所示。当φ=90°时，径向力和切向力异向抵减，轴承的负荷较小；当φ=270°时，径向力和切向力同向叠加，这时轴承的负荷较大。

　　2　实例分析
　　某齿轮传动箱中间轴，传递功率850kw，转速428.2r/min，负荷系数取1.5；齿轮a参数：模数10mm、齿数24、螺旋角7°左旋、压力角20°；齿轮b参数：模数6mm、齿数85、螺旋角9°右旋、压力角20°；轴承A型号24140CC/W33，额定动负荷1580kN；轴承B型号NU2238，额定动负荷975kN，依据目前通行的计算方法^[1]，通过编程计算得到各种连心角妒的轴承计算寿命值（见表1）及计算寿命曲线（如图3所示）。

　　3　结束语
　　由以上分析可知，齿轮传动中间轴位置对轴承寿命影响很大，根据齿轮传动方向和转向，采用合适的连心角φ，就可以明显改善中间轴轴承的受力状况并延长轴承使用寿命，而且可以有效地使传动更紧凑，减少箱体质量。对多级齿轮传动的中间轴采用灵活的布置，还可以兼顾各种实际需要。
　　参考文献：
　　[1]成大先．机械设计手册第2卷（第4版）[M]．北京：化学工业出版社，2002.