4表面结构
试验研究和使用经验表明,在表面结构等级和齿轮承载能力状况之间存在某种关系。GB/T3480叙述了表面粗糙度对轮齿点蚀和弯曲强度的影响,在ISO/TR 13989中论述了粗糙度对胶合的影响。
同粗糙度一样,波纹度和表面结构的其他特征也会影响材料的表面抗疲劳能力,因此,当需要高标准的性能和可靠性时,要细心地记录未滤波的轮廓来反映轮齿表面结构。
在本指导性技术文件中没有推荐适用于特定用途的表面粗糙度、波纹度的等级和表面加工纹理的形状或类型,也未鉴别这种表面不平度的成因。
注意——要强调的是:在规定轮齿现在结构的特征极限值之前,齿轮设计者和齿轮工程师们应熟悉有关的国家标准和这方面的其他文献,参见第2章的引用标准。
5 功能考虑
受表面结构影响的轮齿功能特性可以分为几类:
——传动精度(噪声和振动);
——表面承载能力(如点蚀=胶合和磨损);
——变曲强度(齿根过渡曲面状况)。
5.1 传动精度
表面结构包含两个主要特征:粗糙度和波纹度。
表面波纹度或齿面波度会引起传动误关,这种影响依赖波纹的纹理相对于瞬间接触线和接触迹线的方向,如果波纹的纹理平行于瞬时接触线或接触区(垂直于接触迹线),齿轮啮合时会出现一个高音的刺耳声(高于啮合频率的古怪的谐波成分)。
在少数情况下,表面粗糙度会使齿轮噪声的特性产生差异(光滑的齿面与粗糙的比较),一般它对齿轮啮合频率的噪声及其谐波成分不产生影响。
5.2承载能力
表面结构可在两个大致的方面影响轮齿耐久性:齿面劣化和轮齿折断。
5.2.1 齿面劣化
齿面劣化有磨损、胶合中擦伤和点蚀等。齿廓上的表面粗糙度和波纹度与此有关。表面结构、温度和润滑剂决定影响齿面耐久性的弹性流体动力(EHD)膜的厚度。
5.2.2 弯曲强度
轮齿折断可能是疲劳(高循环应力)的结果,表面结构是影响齿根过渡区应力的一个因素。
5.3测量方法的影响
测量方法的仪器、定位、方向和分析(滤波器等)必须选择得使其能体现轮齿的功能区域和接触迹线。