Page 126 - 《橡塑技术与装备》2026年4期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

传动轴基于 Timoshenko 梁建立柔性轴模型 ；换 对中量，为了简化计算模型，将所有花键副的不对中
挡轴承存在接触角，需要考虑各方向刚度间的耦合关 量都转换为动力学模型中花键轮的坐标系偏移，分为：
系，因此换挡轴承表示为 6DOF 支承单元，其余轴承 花键轮的角向与径向不对中，花键副 1 内花键相对于
一般仅受径向力或轴向力，借助 Cylindrical Bushing 花键轮的角向、径向不对中，花键副 2 外花键相对于
力元建立单自由度支承刚度 ；齿轮副借助 GearPair 力 花键轮的角向、径向不对中。最终，偏差、变形量与
元，考虑时变啮合刚度 ；花键副借助 Spline Coupling 不对中量的转化关系如表 3~ 表 5 所示。
力元，考虑齿侧间隙和不对中，花键的不对中量通过 表 3 花键轮偏移量对应关系
花键轮结构的坐标位置偏移表示。 不对中类型 对应误差、变形
径向 花键轮下沉偏移
3.2 换挡轴承刚度计算方法 花键轮 角向 —
轴承游隙在 2.1 节已确定，除此之外，轴承实际
表 4 花键 1 内花键偏移量对应关系
接触角也是影响倾覆刚度的重要因素，圆锥滚子轴承
不对中类型 对应误差、变形
和深沟球轴承在经过预紧之后，接触角均会发生变化， 花键 1 径向 换挡轴承安装面同轴度，轴承径向变形 ；
尤其对于深沟球轴承而言，如果以深沟球轴承接触角 内花键 角向 轴承倾角，齿轮端面跳动，内花键端面跳动。
为 0° 进行分析，将会得到深沟球轴承抗倾覆力矩极弱
表 5 花键 2 外花键偏移量对应关系
的错误结论，与工程实践不符，因此必须考虑轴承预 不对中类型 对应误差、变形
紧对接触角的影响。 花键 2 径向 长输出轴外花键跳动 ；花键轮外花键跳动 ；
外花键 角向 —
综上所述，借助专业轴承仿真软件 Simpro 建立
长输出轴模型，如图 7 所示。
4 仿真结果与方案对比
在高速档和低速档两种工况下进行对比，高速档
与低速档具体工况表 6 所示。
表 6 大造粒齿轮箱各挡位工况
. -1
输出转速 /(r min ) 功率 /kW
高速挡 402.7 10 500
低速挡 281.75 7 350
图 7 长输出轴 Simpro 模型
4.1 轴承方案结果对比
考虑轴承实际工作游隙和工作接触角，得到高速 对比两种轴承方案下高速挡动态啮合力，如图 8
档和低速档两种工况下的轴承刚度矩阵。 所示 ；对比两种轴承方案下低速挡动态啮合力，如图
3.3 花键不对中量计算方法 9 所示 ：
花键的不对中量可以分为角向不对中量和径向不

图 8 高速挡动态啮合力结果对比图

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