齒輪轉(zhuǎn)速對齒輪傳動(dòng)接觸疲勞壽命影響的研究.pdf

1、齒輪傳動(dòng)是靠輪齒的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，輪齒失效是齒輪傳動(dòng)常見的失效形式。齒面常見的失效形式有齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合和齒面塑性變形等。理論和實(shí)踐均表明，輪齒失效與齒輪潤滑戚息相關(guān)，而齒輪潤滑又與齒輪轉(zhuǎn)速密不可分。所以，探討齒輪轉(zhuǎn)速對齒輪傳動(dòng)接觸疲勞壽命影響是必要且可行的。
　　 本文為了探討齒輪轉(zhuǎn)速對輪齒接觸應(yīng)力的影響，在其它齒輪傳動(dòng)參數(shù)及潤滑油性能參數(shù)固定不變的前提下，通過改變齒輪轉(zhuǎn)速先后進(jìn)行了約130組數(shù)值計(jì)算，分別

2、建立了輕、中、重三種載荷條件下輪齒接觸區(qū)次表面主剪應(yīng)力的最大值 與齒輪轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明：齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞壽命與齒輪轉(zhuǎn)速戚息相關(guān)。在輕、中、重三種載荷條件下，齒輪轉(zhuǎn)速均存在一個(gè)臨界值，且此臨界值隨著載荷條件的不同而相異。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)速達(dá)到此臨界值時(shí)，齒輪接觸區(qū)次表面主剪應(yīng)力的最大值 達(dá)到最小值；當(dāng)時(shí)，隨的增大而減?。坏?dāng)時(shí)，隨的增大不減反增，這顯然有悖于人們的傳統(tǒng)認(rèn)識。為了論證本研究結(jié)果的正確性，本文分析了輪齒接觸區(qū)次表

3、面主剪應(yīng)力的最大值 與齒面壓力分布中的第二壓力峰之間的關(guān)系，結(jié)果顯示二者之間呈拋物線關(guān)系，即第二壓力峰也存在一個(gè)臨界值，且該臨界值與齒輪轉(zhuǎn)速臨界值基本對應(yīng)。當(dāng)時(shí)，隨的增大而減??；當(dāng)時(shí)，隨的增大而攀升。這就意味著，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)速過高時(shí)會引起第二壓力峰 增大，而過大的 不僅會使 增大而且還會使接觸區(qū)次表面的應(yīng)力集中現(xiàn)象加劇，從而致使齒輪傳動(dòng)接觸疲勞壽命降低。
　　 有必要指出的是，本文的研究結(jié)果與國際齒輪強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)(ISO/TC604

4、23E)中所提出的潤滑理論不相吻合。為了考慮轉(zhuǎn)速對齒輪傳動(dòng)潤滑效應(yīng)的影響，該標(biāo)準(zhǔn)推薦了速度系數(shù)，其值隨齒輪轉(zhuǎn)速的增大而單調(diào)上升，它意味著齒輪轉(zhuǎn)速越快，潤滑效應(yīng)就越好、齒輪傳動(dòng)的疲勞壽命也就越長。因此，基于上述研究結(jié)果，本文認(rèn)為該速度系數(shù)具有一定的局限性，只能在一定的工況條件下使用。
　　 本文的數(shù)值計(jì)算是在全膜潤滑狀態(tài)下進(jìn)行的，沒有考慮由于齒面粗糙度效應(yīng)所引起的時(shí)變性。此外，研究結(jié)果只對國際標(biāo)準(zhǔn)中推薦的速度系數(shù)的適用范圍提出了質(zhì)