如何確定滾齒設(shè)備的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度

2024-01-22 09:30:08

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確定齒輪接觸疲勞強(qiáng)度應(yīng)在齒輪試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)齒輪的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。當(dāng)齒面出現(xiàn)接觸疲勞失效或齒面應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到規(guī)定的循環(huán)基數(shù)N。而未失效時(shí)（以下簡(jiǎn)稱“越出”），試驗(yàn)終止并獲得齒面在試驗(yàn)應(yīng)力下的一個(gè)壽命數(shù)據(jù)。當(dāng)試驗(yàn)齒輪及試驗(yàn)過(guò)程均無(wú)異常時(shí)，通常將該數(shù)據(jù)稱為“試驗(yàn)點(diǎn)”。根據(jù)不同的試驗(yàn)?zāi)康?，選擇小列不同的試驗(yàn)點(diǎn)的組合，經(jīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理，確定試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞特性曲線及接觸疲勞值應(yīng)力。

（1）常規(guī)成組法

滾齒設(shè)備常規(guī)成組法用于測(cè)定試驗(yàn)齒輪的可靠度-應(yīng)力-壽命曲線（即R-S-N曲線），求出試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞值應(yīng)力。

試驗(yàn)時(shí)取4～5個(gè)應(yīng)力級(jí)，每個(gè)應(yīng)力級(jí)不少于5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)（不包括越出點(diǎn)）。高應(yīng)力有中的各試驗(yàn)點(diǎn)的齒面應(yīng)力循環(huán)次數(shù)不少于1×106。高應(yīng)力級(jí)與次高應(yīng)力級(jí)的應(yīng)力間隔為總試驗(yàn)應(yīng)力范圍的40%～50%，隨著應(yīng)力的降低，應(yīng)力間隔逐漸減少。低應(yīng)力級(jí)至少有一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)越出。

（2）少試驗(yàn)點(diǎn)組合法

少試驗(yàn)點(diǎn)組合法通常用于測(cè)定S-N曲線或僅測(cè)定應(yīng)力。

試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)點(diǎn)總數(shù)為7～16個(gè)。測(cè)定S-N曲線時(shí)，應(yīng)力級(jí)為4～10個(gè)，每個(gè)應(yīng)力級(jí)取1～4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。

測(cè)定應(yīng)力時(shí)可采用升降法。

采用正交法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)時(shí)，每個(gè)對(duì)比因素至少有3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。

試驗(yàn)條件及試驗(yàn)齒輪

（1）齒輪接觸疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)按下述規(guī)定的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)齒輪進(jìn)行（對(duì)比試驗(yàn)的研究對(duì)象除外），上此可確定試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞值應(yīng)力。

1、試驗(yàn)條件

A、試驗(yàn)機(jī)

試驗(yàn)應(yīng)使用功率流封閉式結(jié)構(gòu)的齒輪試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)機(jī)的性能校核見(jiàn)表A（補(bǔ)充件）。試驗(yàn)機(jī)的中心距一般為90～150mm，試驗(yàn)齒輪線速度為8～16m/s。試驗(yàn)機(jī)的精度應(yīng)不低于試驗(yàn)齒輪所要求的精度，試驗(yàn)機(jī)應(yīng)具有以下基本功能：

a.齒輪斷齒時(shí)自動(dòng)停機(jī)；

b.有保證齒輪良好潤(rùn)滑的循環(huán)噴油潤(rùn)滑系統(tǒng)；

c.有潤(rùn)滑油油墨度控制裝置，回油溫度控制在60℃以下；

d.有循環(huán)次數(shù)記錄裝置，其記錄誤差不大于±0.1%。

5.1.1.2潤(rùn)滑油

按ZB J17 003進(jìn)行潤(rùn)滑油的選擇的保養(yǎng)。一般情況下試驗(yàn)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)三個(gè)月應(yīng)進(jìn)行潤(rùn)滑油的取樣檢查。

B、試驗(yàn)齒輪

試驗(yàn)齒輪模數(shù)的選擇應(yīng)保證在試驗(yàn)中不出現(xiàn)彎曲疲勞斷齒，通常取m=3～8mm。螺旋角β=0°,齒數(shù)比u=1.2～1.5(小齒輪為主動(dòng)輪)，試驗(yàn)齒輪副材料相同，工作齒寬b＞0.05a（中心距，mm），表面粗糙度RZ=2～5μm，精度為GB10095的4～6級(jí)，基本齒廓應(yīng)符合GB1356的規(guī)定。

試驗(yàn)齒輪的材料、熱處理及加工檢測(cè)見(jiàn)附錄B（補(bǔ)充件）。

2、齒輪接觸疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)也可在試驗(yàn)條件和試驗(yàn)齒輪參數(shù)與產(chǎn)品齒輪工況和參數(shù)一致或相近的條件下進(jìn)行。

滾齒設(shè)備