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变速箱齿轮性能要求分析

2.1 变速箱齿轮服役条件

齿轮工作时，通过齿面的接触来传递动力，其主要承受载荷在齿轮齿顶上，齿轮的齿根部受到弯曲应力的作用，其大小在500～600MPa，其周期性变化的应力使牙齿疲劳断裂或脆性折断；而齿面在工作中受到较大脉冲式的接触应力及摩擦力作用（接触应力是由两个齿面的相互接触而产生的）的作用，*高应力达1500～2000MPa，而渗碳淬火硬度达到60HRC的许用接触应力和弯曲应力分别达1600MPa和500MPa。在传递动力的过程中既有滚动又有滑动，加上外来硬质点的磨损，因而会造成接触疲劳麻点及深层的块状剥落。另外，在换挡过程中齿轮端部受到大的冲击力，使齿端损坏。在卡车行驶过程中，还要受到变动的载荷扭矩和冲击作用。归纳起来，总共有三种应力的作用，即弯曲应力、摩擦应力和接触应力[4]。

2.2 齿轮的失效形式

齿轮的主要失效形式为断齿、齿面磨损、疲劳断裂及齿面蚀坑等，一般表现为以下方面：

（1）断齿：在工作过程中发生的脆性断裂，大多数情况下是由弯曲疲劳造成的。而过载断裂主要是冲击载荷过大造成的；临工50铲车波箱型号，临工50铲车波箱制作，龙工50铲车波箱厂家，龙工50铲车波箱厂商，龙工50铲车波箱出售

（2）齿轮齿面磨损：齿面磨损是齿面相互摩擦的结果，是齿轮的主要失效形式，齿轮的磨损种类主要有氧化磨损、冷咬合磨损、热咬合磨损、磨粒磨损；

（3）弯曲疲劳断裂：主要从根部发生，是齿轮咬合在根部受到**振幅的脉动或交变的弯曲应力的作用，造成齿部的断裂；

（4）齿面磨损断裂：齿轮在工作过程中，由于齿面上的接触应力超过了材料本身的疲劳极限强度，则会产生接触疲劳断裂；

（5）齿面接触疲劳破坏：在交变接触应力的作用下，齿面产生微裂纹，微裂纹的产生造成点状剥落，这也是齿轮失效的主要形式[5]。

2.3 对重载齿轮的性能要求

根据重载卡车变速箱齿轮的工作条件，应满足以下几个基本要求：

（1）齿轮表面层要有足够的硬度和耐磨性，一般渗碳或碳氮共渗层深为（0.2～0.3）m（m为齿轮的模数），有效硬化层硬度为300～450HV，齿面硬度为56～63HRC[4]；

（2）对于承受交变载荷和冲击的齿轮，齿轮基体要有足够的弯曲强度和韧性，一般心部硬度为30～45HRC；

（3）良好的工艺性能，易于切屑加工且热处理性能好[6]；

（4）高的原材料质量，原材料材质要纯净，断面经侵蚀后，不得有肉眼可见的空隙、气泡、裂纹、非金属杂质及白点等缺陷；

（5）齿轮钢材价格低廉、来源充足。