齿轮全寿命过程轮齿形貌变化的试验研究

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1、2008年4月润滑与密封Apr．2008第33卷第4期LlJBRIC棚ONENGINEERINGV01．33No．4齿轮全寿命过程轮齿形貌变化的试验研究曹一波1’谢小鹏2(1．深圳清华大学研究院光机电重点实验室广东深圳518057；2．华南理工大学汽车工程学院广东广州510061)摘要：针对于齿轮全寿命过程中轮齿形貌变化的问题，用8个齿轮模拟磨损试验来模拟齿轮全寿命过程，然后用TaylorCLl00形貌仪得到正常齿轮在模拟试验中形成的三维形貌，并计算它们的分形维数和三维粗糙度，最后对形貌参数进行分析得出齿轮全寿命过程中形貌的变化情况。结果表明：齿轮全寿命过程，齿轮轮

2、齿表面三维粗糙度呈现比较明显的增长趋势；齿轮轮齿分形维数从正常磨损到轻微磨损过程增加比较明显，但从中度磨损到严重磨损增加不明显。关键词：齿轮；磨损试验；三维形貌；分形维数；三维粗糙度中图分类号：Tilll7．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2008)4—004—4ExperimentalStudyontheInfluenceofGearTeethAppearancetoGearWear一一CaoYib01XieXiaopen92(1．RffSOptomeehatmnicsKeyLab，ResearchInstituteofTsinghuaUnivers

3、ityinShenzhen，ShenzhenGuangdong518057，China；2．SouthChinaUniversityofTechnologyofAutomotiveEngineering，GuangzhouGuangdong510061，China)Abstract：Inordertostudythechangeofgearteethappearanceduringgearfulllife，eightsimulationtestswereputfor-ward．Afterfinishingthosesimulationtests，byusingofT

4、aylorCLl00，eightdifferent3一Dappearancesofgearwereob-tained．Accordingtothe3-Dappearanceimages，theirfractaldimensionand3-Droughnesswerecalculated．Byusingofthetwoparametersaboveand3-Dappearanceimages，thechangeofgearteethappearanceWaRdiscussed．Theresultshowsthatduringgearfulllife，themorese

5、verethewearofgearis，themorebiggerthevalueofthe3-Droughnessis．Thevalueoffractaldimensionisincreasedobviouslyfromnormalconditiontoslightwear，butformslightweartoseverewearcondition，theincreasingofthevalueoffractaldimensionisnotobvious．Keywords：gear；weartest；three-dimensionalappearance；fra

6、ctaldimension；three—dimensionalroughness表面形貌是指零件表面的粗糙度、波度、形状误貌是不停地变化的，那么机械部件全寿命过程中表面差及纹理等不规则的微观几何形状⋯。磨损与摩擦副形貌的变化情况如何?现在还缺乏这方面的研究工的表面形貌相关Ho，摩擦副的表面形貌在摩擦学中的作。地位是举足轻重的，有时甚至比载荷与摩擦材料更为本文作者以齿轮为例，利用8个齿轮模拟磨损试重要p“1。对于表面形貌对磨损的影响作用，已有许验来模拟齿轮全寿命过程，即从正常磨损、点蚀磨多学者进行了比较多的研究，如于会媛、张来斌等利损、剥落磨损到断齿整个过程，研究轮齿

7、形貌在齿轮用三维形貌来探讨表面形貌参数与套管磨损特性的关全寿命过程中的变化情况。系，研究套管的磨损理论【53；韩中领、汪家道、陈大1齿轮磨损模拟试验融研究了在面面接触乏油状态下的表面形貌对润滑状1．I试验设备态的影响M’；石心余、刘启跃研究了表面粗糙度对微齿轮磨损模拟试验系统由CGTS型汽车变速器试动摩擦特性的影响"】。磨损过程中机械部件的表面形验台和数据采集系统组成，图I是其系统图。主要组成部分包括齿轮传动试验台、试验用齿轮箱、试验用收稿日期：2007一12一06齿轮和数据采集系统。齿轮传动试验台为重庆工学院作者简介：曹一波(1971一)，男，博士后，研究方向