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2齒輪失效原因分析該減速器的結(jié)構(gòu)。減速器及其齒輪的主要技術(shù)參數(shù)。
為了掌握實(shí)際情況，了解該減速器斷齒的真正原因，為今后的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。我們一方面對(duì)該減速器進(jìn)行測(cè)繪，從結(jié)構(gòu)和尺寸上分析其合理性，并確保改進(jìn)后的減速器與原流水生產(chǎn)線安裝位置和空間匹配。另一方面，對(duì)斷齒齒輪及已有出現(xiàn)問(wèn)題跡象的零件（包括重要的軸、套等）進(jìn)行材料、熱處理工藝和金相組織等方面的分析，了解其產(chǎn)生問(wèn)題的根源，并對(duì)實(shí)際生產(chǎn)使用情況進(jìn)行調(diào)研。根據(jù)以上工作所得到的數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)其重要的零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算，并進(jìn)行全面分析。我們認(rèn)為該減速器產(chǎn)生問(wèn)題的主要原因有：
?。?）該產(chǎn)品由日本引進(jìn)時(shí)，沒有充分考慮我國(guó)實(shí)際使用工況，而考慮經(jīng)濟(jì)等因素較多。
?。?）在實(shí)際生產(chǎn)中，送料帶式輸送機(jī)經(jīng)常在連續(xù)超載工況下工作，因此，要求減速器的設(shè)計(jì)裕度大，而該減速器齒輪強(qiáng)度裕度不足，只能在額定載荷下工作。
3改進(jìn)設(shè)計(jì)我們?cè)谠摐p速器的改進(jìn)設(shè)計(jì)中主要采取了以下措施：
（1）齒輪材料采用優(yōu)質(zhì)低碳高強(qiáng)度合金鋼，滲碳淬火，使齒面硬芯部韌性高，以提高承載能力。
齒輪的損壞的主要形式有斷齒、點(diǎn)蝕、剝落、磨損和膠合等，一般地說(shuō)斷齒、點(diǎn)蝕、剝落都是因齒輪承受的交變應(yīng)力超過(guò)了材料的疲勞極限所致。該進(jìn)口齒輪的材料是42CrMo或35CrM o，屬于中碳合金鋼，材料中的Cr能夠增加鋼的淬透性，還能提高滲層的耐磨性。Mo更能增加鋼的淬透性，并且有抗回火脆性的優(yōu)點(diǎn)。采用的熱處理方式為：調(diào)質(zhì)處理，再齒面高頻淬火，齒面硬度HRC48 53（或HRC40 45），芯部硬度HB240 285（或HB230 269）。
斷齒是齒輪的彎曲強(qiáng)度不夠所致。提高其彎曲強(qiáng)度的方法主要有：增大齒輪寬度；增大齒輪的模數(shù)；選用高強(qiáng)度材料。由于該減速器齒輪的中心距、外形尺寸和安裝尺寸都已確定，我們只能采用高強(qiáng)度材料來(lái)提高齒輪的彎曲強(qiáng)度。改進(jìn)后的齒輪材料為淬透性極佳的20CrM nT i，齒面滲碳整體淬火，齒面硬度HRC58 62，芯部硬度HRC32 36.
?。?）從結(jié)構(gòu)上采用挖根大圓弧齒輪，避免齒根應(yīng)力集中，提高彎曲強(qiáng)度。
斷齒一般均在沿齒根拉伸側(cè)斷裂，所以在齒根采用挖根大圓弧，磨齒時(shí)就可以避免產(chǎn)生磨削臺(tái)階，保留了滲碳淬火時(shí)產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力，這樣應(yīng)力疊加后齒根實(shí)際彎曲應(yīng)力下降，從而提高了齒輪的彎曲強(qiáng)度和疲勞壽命。
?。?）磨齒后，對(duì)齒面進(jìn)行強(qiáng)化噴丸處理，以消除磨削裂紋，增加表面壓應(yīng)力，提高齒輪耐磨性和使用壽命。
?。?）為保證減速器的實(shí)際加工質(zhì)量，在生產(chǎn)中采用加工質(zhì)量跟蹤檢驗(yàn)法，對(duì)不合格的半成品或產(chǎn)品進(jìn)行補(bǔ)救性加工或報(bào)廢，并出具檢驗(yàn)報(bào)告。
我們對(duì)改進(jìn)前后的齒輪強(qiáng)度進(jìn)行了對(duì)比。可看出，改進(jìn)后的E404BC減速器的強(qiáng)度裕度可提高30%左右。
