齒面單坑缺陷下齒輪磨損演變與映射機制研究

張立國，朱玉麒，袁偉，郭前建，譚帥，薛鵬

(1.山東理工大學機械工程學院，山東淄博 255000；2.國家采油裝備工程技術研究中心，山東東營 257091)

0 前言

在高速、重載場合，斜齒輪的嚙合性、平穩性較直齒圓柱齒輪更為優越，所以常應用于大型鉆井礦業機械、輪船、軍備等場合。對于此類大型齒輪箱，根據它在傳動鏈中的工作位置，不宜頻繁拆裝。由非正常摩擦磨損引起的機械設備的故障占比大約為75%，齒輪失效為50%。通常情況下齒輪的異常磨損不易察覺，齒面磨損會降低齒輪傳動的效率和精度，產生沖擊和噪聲，齒輪很可能在短時間內由較小的缺陷發展成斷齒等嚴重事故，局部損傷影響輻射范圍廣，且隨機性大，難以評估。LEI等和MENG等研究了一對外直齒圓柱齒輪在不同點蝕程度下的嚙合剛度的變化規律。MENG等研究了不同裂紋寬度、長度和位置的剝落對齒輪時變嚙合剛度的影響，研究結果表明缺陷會降低齒輪剛度，加劇齒輪嚙合振動。何國旗等通過建立錐齒輪模型仿真和實驗對不同直徑凹坑形貌面齒輪進行了傳動誤差分析，研究結果表明齒面凹坑形貌增大了傳動誤差。鄧澍杰通過對齒面設置不同類型的凹坑缺陷，發現圓形坑狀缺陷對齒輪嚙合狀態和轉速輸出影響最小。傳動系統部件彼此耦合，當齒輪發生故障時，其他部件也會受到嚴重影響，故障診斷技術顯得十分必要，徐啟圣等通過對油樣中磨粒特征進行分析，利用支持向量機獲取磨粒指標參數，提高了磨損狀態評估的效率。……