齿轮箱轴承内圈脱开案例分析（二）

上一篇文章对某齿轮箱轴系统两个调心滚子轴承单列脱开的现象进行了分析，同时说明调心滚子承受轴向负荷的时候，当轴向负荷达到一定程度之后，有可能造成不承受轴向负荷一侧的滚子出现“松脱”的现象。

既然这种“松脱”现象对轴承运行是有害的，那么表明调心滚子轴承不能承受这么大的轴向负荷。对于这个案例里的设计，我们首先需要分析轴承的这个大轴向负荷的来源，然后对这个轴向负荷的合理性进行判断。然后根据相应的结论找到原因，并消除。本文重点介绍这个分析过程。

首先，齿轮轴结构如图：

 

图中，有标记的是轴承出现运动状态异常的位置。这根轴上有两个斜齿齿轮，同时两个斜齿齿轮螺旋角方向相反，并且两个齿轮直径相仿。

以上的观察实际上对后续判断十分重要。我们可以大致画一下这根轴的受力简图：

 

 

 

 

图中仅仅画出了两个齿轮啮合的受力。假设照片中的齿轮轴是被动齿轮，自左向右看是顺时针旋转，则齿轮啮合受力大致如上图所示。（事实上齿轮轴可能是主动齿轮，可能是相反方向旋转，这些情况受力的对称性不变，读者可以自行分析）。

从图中可以看到两个齿轮受力点处承受一个从纸面向外的齿轮啮合周向负荷。同时齿轮承受一个向外的轴向负荷的。

齿轮啮合处的周向负荷自上而下看，就是轴系统的一个径向负荷。

因此这个轴系统承受两个齿轮啮合带来的轴向力和径向力。径向力暂且搁置。我们看轴向力。

从图中不难察觉两个齿轮齿数和节径相仿。由此可以得知，两个齿轮的啮合力相差不大。换言之，这个轴系统中两个齿轮啮合带来的轴向力应该有很大一部分相互抵消，而不传导到轴承上。

通过上面分析我们知道这个轴承系统中，两个轴承应该承受一个较大的径向负荷，同时有一个不大的轴向负荷施加在两个轴承构成的轴系统中。

 

上述，通过对整个轴系统受力的分析得到一个结论，这个轴系统应该的受力状态是怎样的。下面我们看看实际情况中，轴承受力是怎样的。

根据工程师反馈，两个轴承内侧均出现“松脱”现象。事实上工程师把相应的视频发送给我，但是由于技术原因，公号里无法展示。

在上一篇文章中说过，造成调心滚子轴承松脱，一定是一个相对较大的轴向负荷。并且，这个工程师说的是两个轴承都是内侧松脱。也就是说，两个轴承都受到了很大的轴向负荷。而这种受力状态不是前面分析得到的“应该有“的受力状态。因此一定存在故障，需要查找。

 

分析的下一步是看这根轴的轴承布置结构，寻找造成较大的轴向负荷原因，从而对这个故障找到彻底的排除方案。