基于KISSSOFT齒輪抗膠合性能研究

周凱　王梓燊　毛龍軍

【摘要】膠合失效現(xiàn)象在齒輪傳動中時常出現(xiàn)，它的存在限制了齒輪的承載能力和使用壽命，表面接觸溫度是影響膠合現(xiàn)象的主要因素之一。本文通過KISSsoft軟件建立齒輪箱模型，通過修改有關(guān)參數(shù)，對齒輪最大接觸溫度進行統(tǒng)計，對比膠合溫度得出不同參數(shù)對齒輪抗膠合性能的影響規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】KISSsoft 齒輪 膠合 接觸溫度

【中圖分類號】TH132.41 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0100-01

1、引言

高速重載的齒輪傳動因齒面間的壓力大、瞬時溫度高、潤滑效果差，相嚙合的兩齒面會發(fā)生粘焊現(xiàn)象。此時，兩齒面又在做相對滑動，相粘接的部分可能會被撕破，齒面沿滑動方向形成溝痕，即為膠合。膠合會對齒面產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，影響齒輪傳動的穩(wěn)定性，并且會影響齒輪壽命。因此在設(shè)計時，應(yīng)該考慮所設(shè)計的齒輪擁有良好的抗膠合能力。溫度作為影響齒輪膠合的主要因素，在材料限定條件下，有效的降低齒輪最大接觸溫度可提高齒輪的抗膠合性能。本文主要從螺旋角和端面模數(shù)這兩個參數(shù)來探討其對齒輪抗膠合性能的影響。

2、KISSsoft建模研究

在KISSsys模塊中，輸入實物原始參數(shù)。齒輪材料使用18CrNiMo7-6，軸材料使用45鋼，軸承為角接觸球軸承。端面模數(shù)m_n=2.5mm，螺旋角β=14.1411°；z₁=66，齒寬64mm，右旋；z₂=33，齒寬70mm，左旋。建立如圖1所示齒輪箱模型。經(jīng)分析得，在該工況下，齒輪膠合溫度為356.78℃。

2.1 螺旋角對齒輪抗膠合性能影響

對于斜齒輪傳動來說，螺旋角過小斜齒輪的優(yōu)點不明顯，過大則軸向力增大，一般取β=8°～25°。這里以螺旋角為自變量，其他參數(shù)不變。分別取如下表所示的螺旋角值，利用KISSsoft動力學(xué)分析得到齒輪最大接觸溫度，統(tǒng)計如下表：

由以上曲線可知，隨著螺旋角的增大，齒面最大接觸溫度呈下降趨勢。這說明，隨著螺旋角的增大，齒輪抗膠合能力都有所提升。

2.2 端面模數(shù)對齒輪抗膠合性能影響

若保持齒輪齒數(shù)不變修改端面模數(shù)，會使得中心距有一定的變化，這對齒輪箱的大小產(chǎn)生一定的影響，不符合實際的安裝需求。因此，在這里以中心距為定值修改齒輪的端面模數(shù)，即修改了齒輪的齒數(shù)。分別取如下表所示的齒數(shù)值（大齒輪），利用KISSsoft動力學(xué)分析得到齒輪最大接觸溫度，統(tǒng)計如下表：

由以上曲線可知，隨著大齒輪齒數(shù)增加（端面模數(shù)減?。?，齒面最大接觸溫度呈下降趨勢。這說明，在中心距不變的條件下，隨著端面模數(shù)的減小，齒輪抗膠合能力都有所提升。

3、結(jié)束語

齒輪的膠合與表面壓力、接觸溫度、潤滑等有關(guān)，欲提高齒輪的抗膠合能力任何一個環(huán)節(jié)都不可忽略。本文通過借助KISSsoft軟件模擬，主要從螺旋角和端面模數(shù)這兩個參數(shù)來探討其對齒輪抗膠合性能的影響，并根據(jù)數(shù)據(jù)得出隨著螺旋角增大、端面模數(shù)減小，齒輪抗膠合性能會增強的結(jié)論。