齿轮传动中磨损问题的研究及修复方法综述

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1、第5卷第2期中国工程机械学报Vbl．5No．22007年4月CHlNESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYApt．2007齿轮传动中磨损问题的研究及修复方法综述赵丽娟，史辉(辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000)摘要：齿轮传动是机器传递运动和动力的一种主要形式。如何减少齿轮工作中的磨损、延长其使用寿命是工业生产中至关重要的问题．总结了齿轮磨损问题的基本类型、研究历程、研究方法以及失效齿轮的常用修复方法等．关键词：齿轮传动；磨损；修复中图分类号：TH132．41文献标识码：A文章编号：1672—5581(2007)02—0243—05Over

2、viewongeartransmissionwearanditsrepairZHAOLi-juan，SHIHui(CollegeofMechanicalEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，China)Abstract：Thegeartransmissionisoneofthefundamentalformsofmotionandpowertransmissions．Basedonthisnotion，itiscriticaltoreducethegearwearsoastoelongatetheservicelif

3、e．Accordingly，thegearwebercategories，researchprocessesandmethods，andnormalrepairingtechniquesarehighlighted．Keywords：geartransmission；wear；repair随着科学技术的日益发展，材料与能源的节约变得越来越重要，如何减少齿轮工作中的磨损，延长其使用寿命，是工业生产中至关重要的问题⋯1．磨损的成因和表现形式是非常复杂的，因此分类方法也很多心~4J．鲍威尔按照磨损机理将磨损分成四大基本类型，即粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损．除此之外，还有一些

4、次要的类型，如热磨损和侵蚀磨损等．磨料的产生与磨损表面有着密切的关系，因而可以从磨损表面的破坏形式把磨损分为：划伤、点蚀、剥落、胶合、腐蚀．1关于齿轮磨损问题的研究1．1磨损机理的研究与发展为了解释磨损现象的共同本质，人们提出了各种各样的理论【5--7]，如克拉盖尔斯基的疲劳磨损理论、美国麻省理工学院建立的剥层理论、磨损的能量理论等．克拉盖尔斯基的疲劳磨损理论是累积理论，它考虑接触表面粗糙度的影响，是循环变应力引起的一种破坏形式，该理论适合于疲劳磨损、磨料磨损和粘着磨损；美国麻省理工学院建立的剥层理论，以金属的错位为基础，分析亚表层金属的塑性变形与断裂行为，认为金属的磨损过程是表面

5、下裂纹的生成使表面材料沿平行方向一层一层地剥落的过程；磨损的能量理论，认为磨损是摩擦的结果，是能量转化和消耗的过程，可用以分析磨料磨损和腐蚀磨损L8J．由于影响磨损的因素多种多样【9,10】，包括载荷、速度、温度、润滑剂、环境介质、表面粗糙度、材料性能等，两且因素之作者简介：赵丽娟(1964一)，女，教授，工学博士．E．mail：zzz2120@126．com中国工程机械学报第5卷间又互相作用，因此这些磨损理论实际上仍存在着不足之处，尚需进一步研究．也是由于影响因素多种多样，对磨损的研究很难建立准确的数学模型，而是以实验研究为主，获得大量数据，进行经验性的探索．随着计算机技术的发展

6、，数值仿真为摩擦学的研究提供了一种新的手段，国内外一些学者在这方面做了不少努力．但是由于影响因素的多元化，仿真模型的预测结果与实际相差较大，尚处于不成熟阶段．1．2齿轮磨损问题的实验研究方法在齿轮磨损实验中测量磨损量和磨损状态的方法有：称重法，是测量精度较高的方法，但要有高感量的分析天平；几何尺寸或形状比较法，可以测量不同磨损程度的齿厚、公法线、基节等，用精密的齿廓监测仪测定齿形的变化，得到磨损的全貌[11-13]．在磨损造成的损失中，磨粒磨损就占了50％，因此人们对磨粒磨损非常重视．磨屑是磨粒磨损最终产物，研究磨屑的形态、尺寸及其分布对于揭示磨损的发生、发展规律有重要意义．岳钟英

7、等人114J通过磨损实验和对磨屑形态的分析表明：不同特性的材料在不同的实验条件下得到的磨屑特征有明显差异．因此通过对磨屑形态变化规律的研究，可深入了解磨损机理．铁谱技术的应用，为磨损机理的研究和机械设备磨损状态的检测与故障诊断提供了一种新的技术工具：①从磨屑形态和尺寸特征，来判断零件所处的磨损状态，及该状态下发生的磨损类型(粘着、切削、疲劳、剥离等)；②测定磨损量(磨损曲线)；③磨屑尺寸大小与各个阶段中磨损剧烈程度的关系；④通过对磨屑成分的鉴定，确定磨屑的来源，判断零