节圆起棱失效与逻辑判断障碍：幸存者偏差

lichaoyong · 发表于 2021-12-9 15:56

woodee 发表于 2021-12-9 12:54
本帖纯属我的浅见，看您也是翻阅不少资料，欢迎批判斧正！

我也认为出现应力疲劳裂纹，首先应该在靠 ...

应该是有一个瞬时摩擦力为0的，摩擦力换向的时候，不可能是瞬变
摩擦力为0的时刻开始，就有滑动的趋势，摩擦力迅速增加到最大（节点附近压力最大，摩擦因子最大），随后，滑动速度上升、压力降低，而减少

摩擦换向.png

（有限元算法为了避免阶跃函数出现，用了一个切向刚度KT来等效）

lichaoyong · 发表于 2021-12-9 16:05

woodee 发表于 2021-12-9 12:56
滑动率取小一些，其实是为了避开那些曲率半径很小靠近根部的齿廓段，提高接触强度。

感谢版主赐教

woodee · 发表于 2021-12-9 18:10

lichaoyong 发表于 2021-12-9 15:56
应该是有一个瞬时摩擦力为0的，摩擦力换向的时候，不可能是瞬变
摩擦力为0的时刻开始，就有滑动的趋 ...

可能还得重点考虑软、硬齿面的区分。
齿面硬度达到一定指标——比如说HRC55以上，接触变形不大，滑移速度造成的动压油楔润滑作用才会成形；接近节圆附近，接触变形小，滚动摩擦力也就很小。
若硬度只有HRC30~40多，接触变形大，那么齿面摩擦机理就会呈现不同状态。
齿面磨损较快、或是节圆起棱现象，大多也是出现的软齿面、或半硬齿面情况下。

woodee · 发表于 2021-12-9 18:10

lichaoyong 发表于 2021-12-9 16:05
感谢版主赐教

客气了！相互学习！

zengxiaodong · 发表于 2021-12-9 18:31

lichaoyong 发表于 2021-12-9 15:56
应该是有一个瞬时摩擦力为0的，摩擦力换向的时候，不可能是瞬变
摩擦力为0的时刻开始，就有滑动的趋 ...

你的分析思路给人很大的启发。

在节线附近确实相对滑动速度改变方向，在此期间存在从滑动摩擦转变为滚动摩擦又变为滑动摩擦的过程，由于节线附近是单齿啮合区，齿面承担了全部的负载，因此出现了较大的正压力，乘以最大的摩擦系数，应该是出现了最大的摩擦力，也就是近节线区域存在最大的齿面切向力，这个切向力会在齿面产生最大的剪应力（表面、次表面），从而导致起棱......

zengxiaodong · 发表于 2021-12-9 18:39

目前，滑动率与磨损没有直接关系几乎成为共识了。

版主的曲率半径学说更靠谱得多，还有齿面切向摩擦力最大也很符合逻辑。至于滑动率无穷大，对应磨损量无穷大，磨损量无穷大又对应什么呢？难不成切割砂轮片刚碰到钢管的瞬间，钢管就断了？想想都不寒而栗！

henrymao · 发表于 2021-12-10 10:26

woodee老师已经给出问题的完整解答了。
但是回复的人里面感觉除了我好像没人看懂，画蛇添足的说下我的理解。

节圆附近的磨损失效类型应为磨粒磨损，而磨粒磨损不会单独发生，之前一定有其他磨损发生，楼主是认为是粘着磨损或疲劳磨损产生磨粒，同时由于渐开线齿面的摩擦力特点将这些磨粒集中在节圆附近造成节圆附近相对其他区域产生更加严重的磨粒磨损，从而出现节圆磨损比其他地方严重的现象，甚至起棱。

粘着磨损我们对应的指标是滑动率，这个我已经公布推导过程不再赘述，只是提醒下滑动率对应的是磨损率，而非磨损量，前面帖子说无关的请再仔细看看我的推导过程。
粘着磨损不是节圆磨损的直接原因。
疲劳磨损对应的指标是齿面接触强度，接触疲劳强度算法里面有ZB，ZD两个系数，当系数等于1的时候，疲劳点在节圆，当系数大于1的时候疲劳点就在临界界点（这个点是哪里建议看手册，不展开描述，但是不是节圆）上。

磨损失效分析首要的就是要分析磨损类型再展开讨论。齿轮一般是多种磨损类型同时存在的。
以节圆磨损并起棱为特点，那么可以排除粘着磨损直接引起了，因为这种磨损发生点一般在最大滑动率处。
疲劳磨损也不太合适，疲劳磨损虽然可能引起节圆磨损，但是失效形式为点蚀和剥落，起棱不太可能。
磨粒磨损属于杂质进入啮合面引起，大家去看下磨损理论中磨粒磨损，这种磨损确实是最有可能引起起棱的磨损类型了。
最后剩下的主要磨损类型就只有腐蚀磨损了，这种类型一般也不认为能引起起棱。

所以楼主的观点应该是起棱现象主要有其他磨损引起磨粒进入节圆产生磨粒磨损而引起
解决方法：
1，增加过滤油品杂质的设备或者装置，减少磨粒进入齿面
2，减小其他磨损类型产生的磨损杂质，比如注意最大滑动率的平衡以减少粘着磨损。注意接触强度以减小疲劳磨损。

zengxiaodong · 发表于 2021-12-14 15:43

今天又装上了新的齿轮进行耐久测试，传递扭矩大幅度增加到150%，应该在一周左右就能看出齿面损坏的情况。

woodee · 发表于 2021-12-14 20:08

henrymao 发表于 2021-12-10 10:26
woodee老师已经给出问题的完整解答了。
但是回复的人里面感觉除了我好像没人看懂，画蛇添足的说下我的理解 ...

还是毛老师善于归纳总结！

若我的推断存在一定合理性的话，那么很多类似“点蚀多发生在节线下面一点部位”的观察结论，恐怕就已经不是“点蚀”的显像了，而是点蚀后微细碎粒被刮擦效应集中到接近节线附近，由碾压效应造成的齿面损伤。

另外，磨粒磨损的一个有趣现象，是矿山等粉尘严重工况场合的开式低速齿轮副。
据有观察前辈说，大量粉尘颗粒混入润滑脂，基本就相当于磨料研磨了。只是，长期“研磨“下来，磨损不会一直持续不断进行下去，而是磨损出一定形状后，同样工况，磨损趋于“停止”——变得非常缓慢。观测此时的齿形，基本就是所谓逻辑齿轮的齿形——接触处接近纯滚动。下图示：

woodee · 发表于 2021-12-14 20:09

zengxiaodong 发表于 2021-12-14 15:43
今天又装上了新的齿轮进行耐久测试，传递扭矩大幅度增加到150%，应该在一周左右就能看出齿面损坏的情况。

恭候结果！！

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