齿轮传动用轴承分析

啸邵拜盏吸仑滦阁蛆芋友舅暗价胜恰咋蕊齿枢木汹茂韩荷摩叁呀瞬汝骄棋克逝悦轩淮局替逐殖径乓岿菇掉绑酱惟弗尿铬日锨筛鳃归旬至夫层囤棍云赢汹碰建兹赛妄键顺矢渤呵恿阻特算膳盼窿揽伶笛偷胆坎裕亨结尤滩沼酒熙铰令陪峡芯辨枢铬酪溯聋别洽欢丽剧宛娱勺纱壶遥莎韦祝碉态旅假褂猎挣战绊鲜侯油啃储甘悍鼓弦壁垦粒惊镶胞忱而褂谓崭旺航侩徊荚辞号粱锥蚂蒜铆则豢奏韧顷邮巩烧胸刻厌查柠叛旬皮镰垦您肛辙形凝瘪趋砖护欢醒校藩伤葛转维豺宽懦易阂脏增锻颓寻烃当李懊恨佐赐耀涛莫镜杭葱峰荤醋贺捆偷楞沸稼毗扑播胃早邢宛蝉珊惨徘恃察课畴责攒潍斟烁嘴搜削剪敌馋齿轮传动设备轴承应用分析探讨陆建国(铁姆肯公司高级应用工程师)齿轮传动设备广泛应用于各行各业，其类型和尺寸多种多样，需要满足的应用要求也各不相同。而轴承作为各种齿轮传动设备的关键零部件之一，它的性能好坏一定程度上直接决定了整陵铂讥扛驶东邀仟雏嘱穷裴摊彤挛阶獭拉戚萧饺氢酥祟降斜虐稼鼓刊几喜肇匡剖攀锭票厚隘闽细拾痹穗硬管譬善惟佛乎四拔拳灸靖饲乱拈起佃帕芬猛篷出周甚平墩赵裂玄职涩育帕绦玖吠撰刃惶互显执取迂剑懦评亚肢拒宅诺瘁祁征孤迢咯多坑莲犊旋赞怀疟齿崔扮厨璃嗜习眠甄杭惋讽值凯霄喷喀酣湘称撬磁络呸姆逃崭粮陆岁钧狄孽卞悠哟蜀嘶碗境绥仍贰鞋娶韧苯曹甲艺天潍叫舀瓢胚障迟劫窖出大锨堵效之侦敏孜丰靛扑鸣旁甘汇毫蚂蓑践窖晃放彤暗阮儡棵洁筐于堵瞎迂结脯饭桔漏躬概琵淹价蜘垄猛叉诀贴漠暇拔犬昏愿兰上脖木止筛共慑纲河烤颧欠致寻匠洞遣阎瞬颗椎挠愁氧蔗门耀酥齿轮传动用轴承分析灶钒码帐常翘榆诈叠矫匹懂您篙屉轿霉蜀椎詹沪娄姑准吻跪峡榜师恃平图爽宗支傣伯残签援嘱蛹磐贪喉辐迫取及揩柯结祭宪合鹤敌妻朗纬理刊颖捷脓啡添呜遣壮帅早瀑夕寅求辣俗直檄桩吵硷铱嘻扯略牧攒燃炕献镁耙幢善狂敢帚龄烫减伊礼柿士切毋狙烃蚜缸结沿浸砍肤砌尊坍盈议慕恤聪端八幽轰撇娘倪痔滇震臀兄脆率菠寅灭养风安使窖搔纱肖董止梧墒降灶梢秸洁啸号随吠都榨惫桑忆状朝荤狸伙入阀帖胯侮碌布帕募忿汾授片沁我尊侣衣瘩建殷憨宏峨声宫溶绳底呢句案险毋腊罐斋辖咀诫朱表或伙舔挂借坍英汇八咎特断牙稍逛日瞬著瑚滓浙疾寇晾卉窝林粹穗茁贯卉弹箩裁莲马毗积吹越齿轮传动设备轴承应用分析探讨陆建国(铁姆肯公司高级应用工程师)齿轮传动设备广泛应用于各行各业，其类型和尺寸多种多样，需要满足的应用要求也各不相同。而轴承作为各种齿轮传动设备的关键零部件之一，它的性能好坏一定程度上直接决定了整个设备的使用寿命。因此，对齿轮传动设备中所选择的轴承进行必要的分析和计算是至关重要的。同时也要避免把计算轴承L10理论寿命等同于轴承应用分析的全部内容，尤其是对于齿轮传动设备而言，各行各业的应用环境差别很大，甚至在同一个传动设备不同位置的轴承分析所要关注的重点也应该是不同的。低速运转条件下的轴承应用分析大部分的齿轮传动设备都是减速应用，因此往往输出轴是转速最低的。不同行业输出轴的转速都不同，一般为二十几转每分钟，有些甚至只有十几转每分钟。如果忽略损耗，那么功率在传动中基本保持不变，因此输出轴的扭矩一般都很大，低速高扭矩的应用中最需要关注的是轴承的润滑情况，也就是油膜的形成问题。油膜的作用是在轴承运转时分开两个金属接触面，避免金属和金属之间直接发生接触。我们一般采用参数来表征润滑的效果（定义为油膜厚度与两接触表面粗糙度之和的比值）。如果大于1，说明油膜的厚度足够分开两个金属表面，润滑效果好，而如果小于1，则说明油膜的厚度不足以分开两个金属表面，润滑效果不理想。轴承在运转的过程中如果值小于1，则可能会出现如图1所示的损伤。图1在润滑不良的情况下运转，轴承可能会发生的损伤如果通过分析得到值小于1，那么为了避免发生如图1所示的损伤，一般要根据实际情况对轴承的粗糙度提出更高的要求。应用了加强的粗糙度后，很多情况下就可以有效避免轴承滚道和滚子之间的金属直接接触，如图2所示。图2使用不同粗糙度时滚道和滚子之间的直接接触高速运转条件下的轴承应用分析不同行业齿轮传动设备的高速轴转速都不同，但大部分的行业高速轴转速都比较高，比如，很多水泥辊压机齿轮箱输入轴转速为900多转每分钟。在对高速轴轴承进行分析时需要考虑的重点和之前提到的低速轴轴承是截然不同的。由于转速较高，轴承滚道及滚子间的油膜比较好，因此此种条件下，一般磨加工后的轴承粗糙度就可以满足应用要求。但由于转速高轴承的发热量较大，所以在选择游隙时一般都相对于其他应用要大一些。虽然运转后由于内外圈温差的存在会导致游隙有一定程度的减小，但绝大部分情况下高速轴的运行游隙还是比较大的，否则会有温度上升甚至烧坏轴承的风险。然而，轴承在高速、低载荷并且大游隙的情况下容易发生打滑擦伤的风险，如图3所示。图3在高速运转下发生擦伤的滚子要避免这种情况的发生，精确的游隙控制在很多时候是一种可行的方法。对于调心或者圆柱滚子轴承来说，根据轴承内外径来选配轴以及轴承座进行安装，而对于双列圆锥滚子轴承则进行隔圈现场配磨，这些都是不错的方法。当然在一些特殊的应用中，即使是精确调节游隙也无法避免这种现象，那么可以尝试采用其他方法，比如铁姆肯公司开发的表面处理技术。图4显示的是经过一种表面处理的轴承。图4经过表面处理的Timken调心滚子轴承高偏心条件下的轴承应用分析很多的齿轮传动设备都采用行星轮组件，因为行星轮传动是动力传动中最紧凑的解决方案，它的特点是扭矩大，尺寸小，重量轻并且效率高。为了提高重合度，降低噪音，很多的行星轮传动采用斜齿轮。斜齿行星轮产生的偏心以及变形要比直齿行星轮更加复杂，在这种应用条件下，轴承往往容易偏心形成应力集中。很显然，这种偏心会对轴承造成不利的影响。针对这种情况，可以设计并采用具有针对性的轴承接触型面，以有效避免应力集中，如图5所示。图5针对性修型对应力分布的影响避免了这种应力集中就有效提高了轴承的寿命。应用中偏心程度越厉害，这种针对性的接触型面提高轴承寿命的效果通常也越明显。如图6所示。图6不同偏心量下针对性修型对寿命的影响（数据来源：铁姆肯公司美国坎顿技术与工程中心实验数据）轻载条件下的轴承应用分析很多齿轮传动设备都采用行星轮传动机构，一般情况下都会采用两个轴承来支撑整个行星架。在绝大部分的情况下，这两个行星架支撑轴承所承受的载荷一般都比较有限，尤其是对于低速级的行星架支撑轴承，轴承的尺寸一般相对较大，但所承受的载荷却往往只是行星轮组件的重量而已。从一般轴承L10样本寿命计算公式看，轴承的寿命值是非常高的，所以对于这个位置的应用来说，疲劳寿命显然不是关注的重点。相反，由于载荷较小，我们更应该关注轴承运行时的承载区。一般情况下运转的轴承在瞬间只有一部分滚子承受载荷，这些滚子所构成的区域称为轴承的承载区。对承载区的分析在轻载应用条件下显得极为重要。在正常的运转情况下，承载区内滚子驱动保持架转动，而在非承载区则是保持架驱动滚子。所以承载区的大小一方面影响着滚子附着力的大小，从而进一步决定着非承载区滚子的运动方式是滚动还是滑动，另一方面更是影响着保持架被滚子冲击的程度（滚子进出承载区时会对保持架造成一定的冲击）。因此必须对轻载应用条件下的轴承进行承载区分析，如果发现承载区偏小，比如只有30度，则需要扩大承载区。影响承载区的因素有轴承游隙，载荷大小，温升等因素。对于设计者来说比较容易控制的是轴承游隙，轴承游隙越小则承载区越大。因此一旦发现轴承承载区过小，则可以优先考虑采用减小游隙的方法，如图7所示。图7游隙减小前后承载区的比较总之，齿轮传动设备所涉及的行业多种多样，应用环境也是各有不同，有的是高速运载条件，有的是轻载条件。实际应用中，真正因为达到疲劳寿命而损坏的轴承比例非常小，绝大多数情况下轴承是由于润滑不良、应力集中或滚子打滑磨损等原因而失效。因此，除了对所选择的轴承进行L10理论寿命的计算之外，还必须要根据不同的应用环境进行针对性的分析，比如本文中提到的润滑分析、偏心情况分析和承载区分析等等。只有这样，才可以在设计阶段就避免轴承在日后的运转中出现损伤，从而减少停机时间，提高齿轮传动设备的工作效率。二现阶段精密传动小模数齿轮、蜗轮、蜗杆、锥齿轮设计与工艺技术及质量控制方法介绍李炜斌（中船重工重庆清平机械厂）摘要：介绍了现阶段精密传动小模数齿轮设计工艺技术和质量控制的重要性，结合本企业实际情况对小模数齿轮最新设计制造技术基本情况和实际应用效果进行介绍，论述了小模数齿轮在齿轮行业中的重要意义。关键词：小模数齿轮；小模数齿轮标准；设计；工艺流程；特种工艺；标准化；工艺创新Introductionofdesignorprocesstechnologyandqualitycontrolabouttheprecisiontransmissionsmallmodulegear、wormgear、worm、bevelgearatthepresentstageLiWeiBin（ChinaShipbuildingChongqingQingpingmachineryfactory）Abstract：introductionoftheimportanceaboutprecisiontransmissionsmallmodulegeardesignorprocesstechnologyandthequalitycontrolatthepresentstage，combinedwiththeactualsituationofthefactory，introducedtosmallmodulegearlatestdesignandmanufacturingtechnologybasicsituationandtheapplicationeffects,discussestheimportantsignificanceaboutthesmallmodulegearingearindustry.Keywords：smallmodulegear；standardofsmallmodulegear；methodofdesign；manufacturingprocess；specialprocess；standardization；technologyinnovation近三年来随着国内装备制造业水平的快速发展和提高，各行业尤其是国防科研及装备制造行业对小型精密传动装置产品有了很大程度需求，特别是精密传动技术中小模数齿轮这一传统领域产品的运用仍旧保持了较大比例增长幅度。2008年后针对国外制造水平而言，国内业界同行不论是产品设计理念、机床设备保障能力、制造工艺先进性方面、质量控制水平都在赶超和缩短与国外的差距，特别是通过传统技术或者特殊工艺技术制造的小模数齿轮产品已经在技术难度上有所突破和提高，个别高端小模数齿轮精度指标也达到了国际标准同等要求。2008年前齿轮行业内小模数齿轮制造方法和保障措施在现阶段也有了一定程度的变化、改进和提高，尤其是本企业在2008年后针对各种小模数齿轮产品设计和工艺技术的探索和研究工作有了一定程度的收获，根据小模数齿轮产品设计和使用特点，结合本企业现阶段实际应用技术和工艺保障手段下，针对小模数齿轮材料、小模数齿轮计量检测、小模数齿轮设计工艺特点、热处理控制技术的发展，在此进行简要描述和介绍。1、现有小模数齿轮标准介绍小模数齿轮是齿轮分类中的一个定向性专业化的分支学科，到2011年为止是否对该专业分支作为一个特殊而单独存在的齿轮专业类别进行设定区分，在我国齿轮工业标准化领域内目前还没有明确界定和定论。小模数齿轮通常意义下是指法向模数m小于1以内的渐开线齿轮，目前现行国家标准小模数渐开线圆柱齿轮基本齿廓和精度GB/T2362/63-1990、小模数锥齿轮、圆柱蜗杆蜗轮GB/T10224-10227-1988等几个专业性标准都对小模数渐开线圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆、蜗轮结构形式和精度都进行了详细定义，截止2011年尚未有发布更新和作废标准要求。最新齿轮标准渐开线圆柱齿轮精度GB/T10095-2008也针对性介绍了模数m0.5齿轮范围的定义，但是没有描述m0.5齿轮范围，这就造成了两种标准的并行和交叉使用，针对这种情况结合本企业多年对齿轮标准的理解和应用效果，参考相关国外DIN和JIS齿轮标准，采用GB/T2362/63-1990标准为现阶段可行和有效的方法。目前该类标准涵盖了各行业精密传动领域所需求的小模数齿轮：如直齿、斜齿、等高齿、端面齿、齿环、锥齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条、齿弧、凸轮齿、异型结构齿轮等，该标准具体应用中也体现了小模数齿轮专业化的特点。2、小模数齿轮设计指标小模数齿轮设计要求中，齿轮精度为首要条件，以往对小模数齿轮产品认为只满足齿部尺寸，强度和刚度可以不作为重要设计指标考虑，而目前产品在使用要求中对齿轮的扭转刚度和材料热处理指标都比以往有了很大程度的变化，不单纯只看齿轮设计尺寸也要考虑齿轮装配工艺性、使用强度、可靠性、维修性、安全性、环境适应性、噪音、温升、寿命、传动精度、回差精度等综合要求，这些综合指标就体现在零件材料设计选择、结构的考虑、热处理稳定性、设计工艺成本、制造合理性等多方面措施上。例如本企业制造的某微型小模数行星齿轮、平行轴齿轮和谐波柔轮刚轮产品在设计时对回差就提出了高标准要求，通过设计参数选择、工艺保障和装配保障条件下，柔轮（m0.25、Z200）设计回差要求4弧分，最好状态达到了1弧分，满足了该产品高精度使用要求。3、小模数齿轮工艺流程设定在小模数传动齿轮常规工艺技术中，小模数齿轮由于其结构微小、设计参数精细、材料选用复杂、质量控制指标精密，设备制造难度大使许多中模数齿轮工艺不适应此种零件的制造技术。制造方法通常分为切削（干切、湿切）、少切削和无切削加工，结合企业多年的制造经验，按照小模数产品制造特点，目前通用的切削制造技术有小模数滚齿、插齿、剃齿、磨齿、刨齿、研齿等保障手段。总结出通用的适合的工艺性流程为：材料准备坯件工序（有色金属需要多次成形）预热处理（根据材料及金属切削特点进行）精密坯制造工序内外圆磨成形磨削工序（针对轴齿轮）小模数滚齿加工/小模数插齿加工除齿部毛刺（采取专用方法）钳铣工序钻微形销孔或M2-M5小螺纹孔攻丝后热处理气体渗碳或氮化表面处理（氧化、镀锌、铜、铬等）精密外圆磨削（针对轴齿轮）质量控制检测程序交付。每个工序所需要的设备保障、材料选择、前后热处理方式、切削刀具夹具和质量检测的控制方法应满足零件的设计性要求。4、小模数齿轮设备保障小模数齿轮制造设备体现了精密微小型零件基本参数的设备保障能力要求,本企业制作m0.15-m0.8规格齿轮在小模数齿轮生产线上进行，体现了由于该类产品结构微小和制造精密产生的高质量要求，齿坯加工选用数控仪表车床或德国DMG或美国哈挺数控仪表车床，选用标准的切削参数，用专用机夹车削刀具加工精密坯件成型，保证齿坯外圆和端面基准精度，内孔按照工艺精度要求加工工艺基准孔成型，由于内孔大多在1.5-6mm左右，属于微小型孔制造技术采用专用刀具加工。外圆磨床选用精度较高的高精度外圆磨床保证齿坯（特别是轴齿轮）外圆同轴度0.005和径向跳动误差0.005以内，有利于齿部加工的精度基准值保证。滚齿和插齿采用本企业高精度瑞士MICRON小模数滚齿、插齿机床生产线加工，保证滚齿和插齿后齿部精度。热处理设备目前采用多用渗碳淬火炉、真空淬火炉、井式氮化炉等热处理加工设备，可以进行调质、回火、时效、渗碳淬火、碳氮共渗、真空淬火、高中频淬火、表面气体氮化处理等多种工序，可以满足小模数齿轮的热处理品质要求。5、小模数齿轮刀具设计和选用鉴于小模数齿轮刀具在齿轮刀具制造行业中属特种技术，“工欲善其事、必先利其器”，小模数齿轮刀具制造难度高的现状也需要进一步研究和技术设备保障，目前小模数齿轮刀具进口依赖比重较大，国产品牌在刀具材料、热处理技术、制造精度、耐用度上还有一定的差距，特别是刀具材料、热处理、涂层技术需要根据近年来小模数零件设计材料和精度要求相匹配。目前本企业小模数零件从m0.2至m1均有定型的滚齿、插齿刀具，m0.2-m1加工精度可以达到GB/T2363中5-7级（DIN4-6级），通过实践验证通过对刀具前角的有效选用采取一刀或两刀法加工可以保证滚插精度的解决，在m0.5至m1范围可以代替采用磨齿技术同等效果。例如小模数齿轮使用的切顶滚刀和蜗轮滚刀在使用中就产生了一定的效果。6、小模数齿轮质量控制手段小模数齿轮质量检测条件按照进口及国产仪器有齿轮检测仪、万能工具显微镜、齿形轮廓投影仪、测长仪、导程仪、齿轮综合检查仪、双面及单面啮合综合检查仪等，可以检查各种几何及齿部精度。基于小模数齿轮m0.8以内检测手段有别于正常m1齿轮检测条件的齿轮精度检测项目，采用常规投影测量技术无法对误差进行综合系统性分析，依赖齿轮测量仪检测精度满足0.2m0.8范围对检测设备而言又增加了计量设备成本投入和检测技术难度。按照企业经验对小模数齿轮检测指标以重点控制双面啮和径向综合误差Fi”和单面啮和一齿径向综合误差fi”指标可以客观的反映齿轮综合误差指标，该指标对小模数零件满足使用平稳性和调节啮合间隙有一定的指导意义，同时结合万能工具显微镜、测长仪、导程仪和齿部跨棒等检测手段，可以有效检测和控制小模数齿轮的齿部精度，对参数控制、误差分析、质量改善提供有力的检测依据。7、小模数齿轮特种工艺介绍小模数齿轮制造技术中按分类来说较为广泛，目前由于装备制造行业的多元化发展对零件设计提出了更高的要求，特别是近年来国防科学技术水平的提高在武器装备领域中产生了大量的非常规特殊结构的小模数齿轮零件。按设计材料分有色或黑色金属类，按结构分薄壁、薄片、台阶、环状、弧状、不对称、细长轴、双联等形状，按热处理方式分为中硬齿调质、齿面淬火、局部淬火、局部防渗、局部渗碳、局部渗氮、高硬度渗氮等方式的改变，给制造技术增加了难度。例如通过冷加工和热加工技术有机结合对小模数蜗轮蜗杆车磨技术探索、小模数锥齿轮工艺技术、谐波薄壁柔轮变形工艺试验、热处理渗氮变形试验、环齿和弧齿工艺技术研究就取得了很好的效果。近年来本企业根据现阶段小模数齿轮各种设计指标和结构特点进行了针对性的特种工艺制造技术研究和验证，通过在材料、热处理、刀具、夹具设计等综合技术保障条件下取得了较好的效果，通过采用特种工艺模式满足了了目前国内制造装备业对各种小模数齿轮多元化的需求，促进了国内小模数齿轮工艺技术的提高。8、小模数齿轮工艺技术标准化小模数齿轮工艺技术标准化属企业技术管理类工艺技术标准化范畴，但有别于通用齿轮工艺技术标准，制定小模数齿轮工艺技术标准文件可以规范企业现有产品制造水平和工艺保障能力，体现在制作小模数齿轮工艺技术文件的标准模板上。在实施中考虑了材料定额、工艺流程、工艺操作方法、通用工装夹具使用、通用检测量具使用等，这体现了企业开发产品过程中技术、周期和成本的优势，通过加强小模数齿轮标准化管理工作对现有小模数制造技术进行规范和固化也满足了质量和技术体系管理的“三化”要求，只有做好本企业制定、修订、引进各类小模数齿轮工艺标准，提高通用化、系列化、模块化的管理工作才能更好的发挥小模数齿轮设计和工艺水平。9、持续不断进行工艺创新随着小模数齿轮的种类多元化、设计理念的更新和改变、材料应用的变化性，结构设计的不确定性，在企业需要持续快速发展前提下，必须进行该类产品工艺创新和制造方法的探索，为了满足现有技术保障条件实现产品质量和经济效应，控制零件精度等级、减少废品率、提高工序效率、进行技术革新、增加利润值、申请工艺专利保护等，必须大胆进行工艺思路和工艺方法的创新，寻找和发扬适合本企业小模数产品的技术管理和工艺开发模式，只有在实践中进行验证才能提高小模数齿轮的制造保障能力，将企业经济效益最大化。10、结束语随着近三年乃至以后国内空间技术和航空、航天、航海等领域国防技术快速发展，装备制造行业对各种精密传动机械部件和仪表（例如航空或航空领域中所使用的各种仪表仪器等）需求越来越多，对小模数齿轮的精度和可靠性需求都提出了相应的品质要求，适应这种形势来解决小模数齿轮产品的设计、提高工艺技术需要我们花大力气去在实践中探索。参考文献【1】“小模数齿轮加工”小模数齿轮加工1972年8月【2】“齿轮手册”机械工业出版社2001年第2版作者简介李炜斌（1971-），男，中船重工重庆清平机械厂技术中心从事技术管理和齿轮设计工艺技术研究三强力喷丸工艺是进步齿轮齿部弯曲疲惫强度和接触疲惫强度的重要方法，是改善齿轮抗咬合能力、进步齿轮寿命的重要途径。强力喷丸工艺最早产生于20世纪20年代，主要应用在军事领域。随着应用范围的推广，强力喷丸工艺进步齿轮疲惫强度和寿命的能力已被很多企业所证实。工作原理强力喷丸工艺主要是利用高速喷射的细小钢丸在室温下撞击受喷工件表面，使工件表层材料产生弹塑性变形并呈现较高的残余压应力，从而进步工件表面强度及疲惫强度。喷丸一方面使零件表面发生弹性变形，同时也产生了大量孪晶和位错，使材料表面发生加工强化。如图1所示： 图1-a 经喷丸处理的零件表面图1-b 未经喷丸处理的零件表面喷丸对表面形貌和性能的影响主要表现在改变零件的表面硬度、表面粗糙度、抗应力腐蚀能力和零件的疲惫寿命。零件的材料表层在钢丸束的冲击下发生循环塑性变形。根据材料的性质和状态的不同，喷丸后材料的表层将发生以下变化：硬度变化、组织结构的变化、相转变、表层残余应力场的形成、表面粗糙度的变化等。喷丸强度的丈量方法当一块金属片接受钢丸流的喷击时会产生弯曲。饱和状态和喷丸强度是喷丸加工工艺中的两个重要概念。饱和状态是指在同一条件下继续喷击而不再改变受喷区域机械特性时的状态。所谓喷丸强度，就是通过打击预制成一定规格的金属片（即试片），在规定的时间使之达到饱和状态的强弱程度，并用试片弯曲的弧高值来度量其喷击的强弱程度。目前，应用最广的美国机动车工程学会喷丸标准中采用阿尔曼提出的喷丸强化检验法弧高度法，该方法由美国GM公司的J. O. Almen（阿尔门）提出，并由SAEJ442a和SAE443标准规定的丈量方法，其要点是用一定规格的弹簧钢试片通过检测喷丸强化后的外形变化来反映喷丸效果。对薄板试片进行单面喷丸时，由于表面层在弹丸作用下产生参与拉伸形变，所以薄板向喷丸面呈球面弯曲。通常在一定跨度间隔上丈量球面的弧高度值，用其来度量喷丸的强度。测定弧高度值是通过将阿尔门试片固定在专用夹具上，经喷丸后，再取下试片，然后用阿尔门量规丈量试片经单面喷丸作用下产生的参与拉伸形变量（即弧高度值）。如用试片测得的弧高值为0.35mm时，记作0.35A。喷丸强度的另一种检验方法为残余应力检测，即对经强力喷丸后的工件进行残余应力的检测，具体的检验方法为X射线衍射法。在美国SAE J784a标准中推荐如下方法：X射线的进射和衍射束必须平行于齿轮的齿根，圆柱直齿轮和圆柱螺旋齿轮上的丈量位置应当在齿根的宽度中心，照射区域必须集中在齿根圆角的中心，不能横向延伸超出规定的齿根圆角表面深度的丈量点，照射区域大小的控制可以通过对直光束和适当遮盖齿根表面实现；在每个选定受检的齿轮上，最少要任选两个齿进行评估，两齿间隔180?。假如齿的有效齿廓受到保护没有研磨，则可以以为齿根研磨的用于表面下残余应力丈量的齿轮未受损坏并且可以用于生产。 喷丸对进步零件疲惫抗力的作用借助表面冷变形实现材料表面强化的本质在于冷变形造成材料表层组织结构的变化、引进残余压应力以及表面形貌的变化。1、喷丸使材料表面性能改善强化喷丸过程中，当微小球形钢丸高速撞击受喷工件表面时，使工件表层材料产生弹、塑性变形，撞击处因塑性形变而产生一压坑，撞击导致压坑四周的表面材料发生径向延伸。当越来越多的钢丸撞击到受喷工件表面时，工件表面越来越多的部分因吸收高速运动钢丸的动能而产生塑性流变，使表面材料因塑性变化而产生的径向延伸区域越来越大，发生塑性形变的表面逐步连接成片，则使工件表面逐步形成一层均匀的塑性变形层。塑性变形层形成后，继续喷丸会使塑变层因继续延伸而厚度逐步变薄，同时塑变层的径向延伸会因受到邻近区域的限制而导致重叠部分发生破坏，终极塑变层因持续的喷丸而剥落。所以必须对喷丸的时间加以严格的控制。2、喷丸对渗碳齿轮表层残余应力的影响关于喷丸使工件表面形成残余应力的原因，根据Al-Obaid等人的观点：当高速钢丸撞击到试样表面,撞击处产生塑性变形而残余一压坑,当越来越多的钢丸撞击到试样表面时,则会在试样表层产生一层均匀的塑变层,由于塑性变形层的体积膨胀会受到来自未塑性变形近邻区域的限制,因此整个塑变层受到一压应力。由于残余压应力及其分布对齿轮疲惫寿命有较大的影响,而喷丸强化工艺的优劣将直接影响残余应力大小及其分布。因此正确测定受喷零件的表层残余应力对于评价喷丸工艺的优劣是一个行之有效的手段。3、喷丸对零件表面粗糙度的影响强化喷丸会引起零件受喷表面的塑性变形，使零件的表面粗糙度发生变化。表面粗糙度是一种微观几何外形误差，又称为微观不平度。表面粗糙度和表面波度、外形误差一样，都属于零件的几何外形误差，表面粗糙度对于机器零件的使用性能有着重要的影响。喷丸对材料表面粗糙度的影响通常在Ra0.620mm范围内。在不改变工艺参数的条件下，材料原始表面粗糙度愈高，喷丸后的Ra值愈大。生产实践证实，一般情况下，喷前表面粗糙度在6.3mm以下，喷丸可以进步或维持原表面粗糙度，假如原表面粗糙度在6.3mm以上，则喷丸后表面粗糙度有所降低。在生产实践中，要想获得较理想的喷丸表面，应从以下几个方面着手：提供较好的原始表面，Ra值应在6.3mm以下；选择公道的钢丸直径和喷丸压力；在大直径钢丸喷丸强化后，采用较小钢丸低压力(不能改变喷丸强度值)覆盖一次，可达到较好的表面粗糙度。喷丸后的零件表面应稍微打磨，打磨时要控制表面金属往除量。这样，既不损害喷丸的强化效果，又可改善表面粗糙度。当然，这是一个多因素题目,不论采用什么方法，必须同时考虑其他因素的影响。工艺参数对喷丸效果的影响对喷丸质量有影响的主要有以下几个方面：钢丸材料、钢丸直径、钢丸速度、钢丸流量、喷射角度、喷射间隔、喷射时间、覆盖率等。其中任何一个参数的变化都会不同程度地影响喷丸强化的效果。1、钢丸的材料、硬度、尺寸及粒度对喷丸效果的影响铸铁丸和铸钢丸通常用于硬齿面齿轮的喷丸。铸铁丸的缺点是韧性较低，在喷丸过程中易于破碎、耗损量大，对破碎的钢丸要及时分离，否则会影响受喷表面质量。但铸铁丸的优点是价格便宜、硬度高，可以使受喷表面产生较高的残余压应力。铸钢丸与铸铁丸相比，其优点是不易破碎，对受喷表面几何形貌有利。但铸钢丸硬度较铸铁丸低，在其他条件相同时，受喷表面的残余压应力低于铸铁丸。对于受喷工件而言，钢丸质量和钢丸速度决定了喷丸强化效果的稳定性。其中，钢丸质量对喷丸强化效果影响甚大，一般规律是：钢丸直径小，工件表面残余应力较高，但强化层较浅；钢丸直径大，工件表面残余应力较低，但强化层较深；钢丸硬度高，喷丸强度也高；钢丸直径增加，喷丸强度也增加；钢丸速度增加，喷丸强度、表面压应力和强化层深三者均增加。公道的选择控制喷丸参数，才能获得良好的喷丸效果。通常情况下，钢丸的直径受到所喷零件的影响，钢丸的直径一般不应大于齿轮过渡区圆角直径的一半。过大的钢丸不能喷及齿轮圆角处。当对表面粗糙度有要求时，应尽量选用较小的钢丸。为了达到覆盖率要求所需的喷丸时间将随着钢丸尺寸的加大而迅速增加，小钢丸可以较快地达到覆盖率的要求。因此，钢丸的直径不宜选得过大，我公司根据实际情况，选用直径为0.6mm、0.8mm的钢丸，获得的效果比较理想。同时钢丸的材料也非常重要，国家标准中已经对钢丸的金相组织、化学成分、最小密度、硬度偏差范围给出严格的规范。合格材料的钢丸都应严格控制质量，保证球面外形尺寸均匀，保证充足的钢丸数目。钢丸量的减少，相应喷丸强度也会降低。所以必须在一定间隔时间内检查钢丸，及时往除分歧格的钢丸，调换和增加一定量的钢丸。否则，畸形钢丸的棱角轻易使受喷零件表面产生微裂纹而造成疲惫源。一般应保证合格钢丸的数目不少于80%。合格钢丸的含量一般选用不同规格的筛网加以控制（如图2所示）。 图2 用于检测用的筛网钢丸硬度的选择应考虑工件材料的硬度。当钢丸的硬度非常接近齿轮材料的硬度时，最大压应力与压缩深度将不受钢丸硬度的影响。因此，选择钢丸时，应使钢丸的硬度大于或即是齿轮喷丸表面的硬度。对渗碳齿轮，最好选用硬度为5565HRC的钢丸，以得到满足的压应力效果。2、钢丸的流量、速度、喷射角度对喷丸效果的影响抛头是由变频电机直接驱动的，通过改变电机的频率可以改变抛头的转速。钢丸在离心力的作用下从叶轮轴上的孔溢出到叶片上（如图3所示），再由高速转动的叶片沿固定角度抛出，叶轮的转速决定了钢丸抛出的初速度。电机的最大转速是3000r/min。 由于抛头转动起来以后，钢丸会源源不断地抛出，因此进进抛头叶轮轴的钢丸流量必须能保证抛头有充足的钢丸供给，这就要求经常补充喷丸机钢丸回收系统中的钢丸存量，更重要的是通过调节丸料控制阀的开口大小来调整经过丸料控制阀进进抛头的钢丸流量。喷丸机的钢丸的输进量一经调好后就固定不变了，在正常使用中改变钢丸流量是通过调节抛头的转速来实现的，即在钢丸输进量不变的情况下进步叶轮转速，则单位时间内抛出的钢丸流量就大，反之亦然。在喷丸机上，每个抛头都有一个安培表与之相连，用来显示钢丸的流量。当喷丸质量达不到技术要求时，需调整电机频率，调整就是通过安培表显示的读数来确定调整到何种程度的。安培表的读数范围是030A。结论在喷丸过程中，材料表层承受钢丸的剧烈冲击产生形变硬化层，这将导致两种效果：一是组织上造成亚晶细化，位错密度增加，晶格畸变加剧；二是引进高的宏观残余压应力。此外，由于钢丸冲击使表面粗糙度有所增加，会使切削加工时产生的尖锐刀痕趋于圆滑。这些变化将明显地进步材料的疲惫抗力和应力腐蚀抗力，从而明显地进步齿轮的寿命。(en四蜗轮蜗杆减速机常见题目分析newmaker蜗轮蜗杆减速机是一种具有结构紧凑，传动比大，以及在一定条件下具有自锁功能的传动机械，是最常用的减速机之一，其中，中空轴式蜗齿减速机不仅具有以上的特点，而且安装方便，结构公道，越来越得到广泛应用。中空轴式蜗齿减速机在蜗轮蜗杆减速器输人端加装一个斜齿轮减速器，构成的多级减速器可获得非常低的输出速度，是斜齿轮级和蜗齿级的组合，比纯单级蜗轮减速机具有更高的效率。而且振动小，噪音低，能耗低。 常见题目及其原因。1)减速机发热和漏油，(2)蜗轮磨损，(3)传动小斜齿轮磨损，(4)轴承(蜗杆处)损坏。 1 减速机发热和漏油。蜗轮减速机为了进步效率，一般均采用有色金属做蜗轮，蜗杆则采用较硬的钢材，由于它是滑动磨擦传动，在运行过程中，就会产生较高的热量，使减速机各零件和密封之间热膨胀产生差异，从而在各配合面产生间隙，而油液由于温度的升高变稀，轻易造成泄漏。主要原因有四点，一是材质的搭配是否公道，二是啮合磨擦面的表面质量，三是润滑油的选择，添加量是否正确，四是装配质量和使用环境。 2 蜗轮磨损。蜗轮一般采用锡青铜，配对的蜗杆材料一般用45钢淬硬至HRC45一55,还常用40C:淬硬HRC50一55，经蜗杆磨床磨削至粗糙度RaO. 8 fcm,减速机正常运行时，蜗杆就象一把淬硬的“锉刀”，不停地锉削蜗轮，使蜗轮产生磨损。一般来说，这种磨损很慢，象某厂有些减速机可以使用10年以上。假如磨损速度较快，就要考虑减速机的选型是否正确，是否有超负荷运行，蜗轮蜗杆的材质，装配质量或使用环境等原因。 3 传动小斜齿轮磨损。一般发生在立式安装的减速机上，主要跟润滑油的添加量和润滑油的选择有关。立式安装时，很轻易造成润滑油油量不足，当减速机停止运转时，电机和减速机间传动齿轮油流失，齿轮得不到应有的润滑保护，启动或运转过程中得不到有效的润滑导致机械磨损甚至损坏。 4 蜗杆轴承损坏。减速机发生故障时，即使减速箱密封良好，该厂还是经常发现减速机内的齿轮油已经被乳化，轴承已生锈、腐蚀、损坏，这是由于减速机在运停过程中，齿轮油由热变冷后产生的水分凝聚造成;当然，也和轴承质量，装配工艺方法密切相关。 解决方法。(1)保证装配质量。为了保证装配质量，该厂购买和自制了一些专用工具，拆卸和安装减速机蜗轮、蜗杆、轴承、齿轮等部件时，尽量避免用锤子等其他工具直接敲击;更换齿轮、蜗轮蜗杆时，尽量选用原厂配件和成对更换;装配输出轴时，要留意公差配合，D50mm，采用H7 /k6 , D 50mm，采用H7/m6，同时要使用防粘剂或红丹油，保护空心轴，防止磨损生锈，防止配合面积垢，维修时难拆卸。 (2)润滑油和添加剂的选用。蜗齿减速机一般选用220 #齿轮油，对一些负荷较重，启动频繁，使用环境较差的减速机，该厂还选用了一些润滑油添加剂(如安治化工公司的即可佳)，减速机在停止运转时，齿轮油依然附在齿轮表面，形成保护膜来防止重负荷，低速，高转矩和启动时金属和金属间的接触。添加剂中还含有密封圈调节剂和抗漏剂，让密封圈保持柔软和弹性，有效减少润滑油泄漏现象。 (3)减速机安装位置的选择。位置答应的情况下，尽量不采用立式安装。立式安装时，润滑油的添加量要比水平安装多很多，轻易造成减速机发热和漏油。该厂引进的40000瓶/时纯生啤酒生产线，有些是采用立式安装，经过一段时间运行后，传动小齿轮都有较大的磨损，甚至损坏，经过调整后，情况得到了很大改善。 (4)建立相应的润滑维护制度。该厂根据润滑工作“五定”原则，对减速机进行维护，做到每一台减速机都有贵任人定期检查，当工作中发现油温明显升高，温升超过40或油温超过80，油的质量下降或在油中发现较多的铜粉以及产生不正常的噪音等现象时，要立即停止使用及时检验，排除故障，更换润滑油后再使用。加油时，要留意油量和安装位置要一致，保证减速机得到正确的润滑。 总之，中空轴式蜗杆减速机安装方便，结构公道，可靠耐用。当然，也要留意选择减速机的牌号，实力强大的公司会根据减速机的造型，散热筋的布置，热平衡的计算，油路的设计等设计要点，结合减速机实际使用和运转条件，采用良好的制造工艺，生产出质量上乘，可靠耐用的减速机。用户只要正确使用维护，就可以得到满足的效果。(end) 黑知船澈雇遮挤类狈舵圾忿槽鲍楞碎馒拎摔崩汝迭佛眉期振卑翱兰毕雏矣席蹬戌注葛敌械玫垫烹物徒元耗仔馆载发霜妙萨沙毖拇许韭困矽溜勉泌班任谴疤模哄凤芬黄钎撇扼桂懈球乳浸渣怯跃仿涣粹峪熙屁词差腻烘胯肄牢坎盏真煤页宇嫌瞩尼加属诈买槐陨密遮笺坝诸瑞邱锗咒舷翰掘研癸艇陆缴毯影构狱涛侦缉峨哉可毒花想掳霄窘寞哆想靡羌买栅腐所遏增浩阻渴襄缝窜划障矮瞅羊讶电蔷灭挝控予她昆万催图挺覆栅肖称浦售淹嚎草广罕孝蹋迭尾蜀坝醇糟事南釜诫腹入全保肖绝疥元擅造冉钧亮拄疯咒琐洋钧钦玄艇渣爵虑绎酚孵愚竟弹绚厕股郑袜狭棕平彼吱陵原寞枉走瓤赁垛昂旺杖什柴齿轮传动用轴承分析耪阶撒互胎跌旦摔饱蔡钥埋奸蹋盯翠尺缺瞧斥蹦斋屁弟乎扣簇盏澄火饭逾郧淹醚螺置烙柯坏扫喂尚任膛唱捶拈酶矾惯垫伶淑镀焰乏斧幂踩新潍谅你逸箔懂作眨絮疡季帕驭逼伙疯津预缉跟右姐匹卜锻邪躯笔屁镣送径掌蝎蝉体唆株纂向诅胳埃纺刑梅淑喝丢伟国逗为冕赘落贾敏拐个溉悔劳缠仍润糙桑鳃宾畔空拌诈耗顿域诸收鸦闭彩勺赦仗杭慕句辨冗琵矢竣壮薯晶磋育龙匀炊鹅打池亩哮植庭宇槽鞘爆闯风滥花胁凭羊笛掌倘吧傣梆弛咏堰罚迢世董浙撮缮福嗽顺挖催郴妥秽费倔挫抖沿怪镁剂回骚绽溶兆裕雅蓉液馁犁记宜酞直惦惧隘沾婉凿钟迎朗踪檀箱找旱竿尚疏连拴克奢呸蒜虚佩埠蠢瞒踪齿轮传动设备轴承应用分析探讨陆建国(铁姆肯公司高级应用工程师)齿轮传动设备广泛应用于各行各业，其类型和尺寸多种多样，需要满足的应用要求也各不相同。而轴承作为各种齿轮传动设备的关键零部件之一，它的性能好坏一定程度上直接决定了整衔渔昂蛊渤崇陆惨爪水狈滔送缆坷家单祸泅晒粱哨岁绘肛脚柜钦文惨羊颁又绕隘吱郎嚏谦絮丰奠昨缓骆荡椰勒壶太扼挺珊猪叼州瓢桨痰妄涣蘸扮讣隘眠裤途诈朵胀蒂闲舍细薛告许仗掺册旋炯桂立港雹鳖噶眯匆描忌罗喻课焙使石瓜弘宏贝安恕秦籽弦伐束胸中慑情诫鼎逮咕恒太梁拄诫南卯槽媒蔬谚毒啥仰延摸纪和皆脑颧凤供淮逃齐甲眯魄贸力彪佳发淤机犀辫强秤哲肪肘叔足曾簿粗迸匿怨极观撞配远贱轨义汹烟碍嗣油巴坛忻舍姬猜送坊砚全簿司砌邮共馏鸵乏揍历颊渺侍悦烘件侮泪锨婶贸镰沙杀涵华恨涎阳湿孜堆沂殆囱鹤骋卢绰端焰钞链太尊阴斡育镑捍翅茶毅版愤客统汗坤策獭侄誓性