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1、齿轮的轮齿失效(续)北京钢铁学院范垂本、四影响点蚀的主要因素,。:影响点蚀的因素很多情况很复杂这里简要地介绍一下主要的影响因素1.工作情况和载荷性质,。,齿轮传动有连续运转的也有间歇运转的在间歇运转的情况下经常的起动和制动会使。,轮齿产生短时的尖峰载荷如果尖峰载荷的数值及作用时间不超过某一定值会使齿面的材,;,。料强化提高齿面的疲劳强度同时由于润滑油冷却接触疲劳裂缝的扩展速度降低试验,3,表明对于齿面硬度为HB《50的钢质齿轮在短期重复工作条件下的齿面抗点蚀能力比..。连续运转时提高1一18倍;而当齿面硬度HB>350时为1一13倍根据苏瓦洛夫(山yBa二。B),50
2、0。000。,进行的试验〔10〕如果每次运转的应力循环数为~1次贝叮齿面接触疲劳限可提a.i.,。,高提高的程度随的比值变化因此在齿轮强度计算方法里有的引人一个工作情况口.“,。、、系数考虑齿轮运转的工作情况这个系数与停歇时间的长短载荷的数值和变动特性动、、。载荷的大小润滑性质发热及散热情况等等有关。,,齿轮传动的工作载荷有稳定的和不稳定的在齿轮强度计算里对于不稳定的载荷常。:以当量载荷作为计算用载荷计算当量载荷有三种方法。(1)以同样总循环次数的当量载荷代替不稳定的变载荷。(2)以不稳定的变载荷里的最大载荷和一个当量总循环次数代替不稳定的变载荷。(3)以总循环次数为
3、某一当量循环次数的当量载荷代替不稳定的变载荷ner。,上述三种方法都是以麦那尔(Mi)的损伤积累的假说为出发点如用数学式表示则:(1)iN:n;a‘,式中为应力时的总循环次数*a*,N为应力时的破坏循环次数a,为由齿轮材质和载荷及应力性质决定的常数:不稳定变载荷的应力变动又存在三种应力情况,。(1)所有的应力都超过疲劳极限即超载工作,。(2)所有的应力都低于疲劳极限即低载工作、,。(3)应力有时高于有时低于疲劳极限即周期性的超载和低载工作,,只在应用损伤积累假说进行计算时有的认为可以根据所采用的公式计及高于疲劳极、、x限的应力有的只计及相当于疲劳极限80%以上的应力或
4、者计及全部应力(例如在计算。滚动轴承在不稳定载荷条件下的当量载荷时)但是目前已出现的计算公式都没有考虑由于,超载或低载对于材料的疲劳强度产生的有利影响而很多试验研究都表明金属材料在预先低,。,载工作以后表面的疲劳强度有所提高如果金属材料预先承受的便是超载应力这时存在。。一个超载时间的临界值短时间的适当超载可使疲劳极限提高超载时间过长或者应力过大。。都会引起损伤这超载时间的临界值视材料的性质决定“”,。至于先加低载应力使疲劳强度提高是由于金属受到锻炼得到强化的结果多晶体,。,的金属都有组织不均匀性晶粒的各个方向机械性质不等在静载荷下它们的机械性质是在,。给定方向各个晶粒
5、的综合特性根据概率的规律可以评定静载下材料的工作能力对于不稳,,,定的变载荷如应力不超过最弱晶粒的屈服限则金属内部除弹性变形外不会产生任何变,。,这时塑性变形轻化但如应力超过某一组晶粒的屈服限则可能在这些晶粒产生塑性变形,,。微的晶粒得到强化严重的就会产生裂纹只有未变形和经过强化的晶粒承受载荷因此对,。于每一个应力值便会产生一些强化的晶粒和一些损伤的晶粒损伤的进展速度如超过强化。,,的进展速度便产生疲劳破坏所以在低载应力下所有经过塑性变形的晶粒包括最弱的晶,。,,。粒都能得到强化但如锻炼应力过小则所有晶粒有可能只弹性变形而得不到强化这,。里存在一个临界应力它就是最弱晶
6、粒的屈服限2.齿面康擦和相对运动,;齿面的摩擦力大小可以影响齿面接触应力摩擦力增大将降低齿面的抗点蚀能力摩擦。,,力的作用方向也影响接触疲劳裂缝的方向和裂缝的扩展据试验如摩擦系数减小1/2点。蚀的极限载荷可提高4倍,。摩擦系数是随滑动速度变化的因而齿面的抗点蚀疲劳强度与滑动速度有关图3一1。,是接触疲劳极限与相对滑动的关系曲线由图可见疲劳极限在某一相对滑动值时(在此示。。。例中为2%)有最小值纯滚动时以接触压力表示的接触疲劳极限P和同时存在滑动和滚。P、。11:动的疲劳极限之间有如下的关系〔〕.。、g。g鑫丝压二互一5f5fp=p丛·脸.、。一·(2)o2+228f1
7、。,、。式中f为纯滚动摩擦系数f为同,’。a.‘祠时存在滑动和滚动时的摩擦系数洲8a右化尸户口户.口.1,洲护尸口‘口..己厂-图3一表明从纯滚动过渡到带,;有相对滑动以后疲劳极限逐渐降低‘们..口尸产,火/但到达最低点以后尽管滑动量继续增,。加疲劳极限反而上升这一方面是由‘精动义,同时还因为滑动严笋于摩擦系数减小了31,图一接触疲劳极限与相对精动的关系曲粗重使得磨损加剧表面层的裂缝迅速被,,,。磨掉了反映到抗点蚀的疲劳极限上就表明为增高不易出现点蚀齿面间的滚动速度大,,。时易于形成流体动压油膜使齿面抗点蚀能力提高,齿,上面已经谈到面接触疲劳强度与齿
