В качестве основного компонента механической системы передач надежность напрямую связана с нормальной работой оборудования.Корневой стресс (Root Stress) является одним из основных факторов, влияющих на его отказВ данной работе мы подробно проанализируем метод расчета напряжения коренного изгиба зубов и обсудим метод анализа разрыва и отказа передач,чтобы помочь инженерам лучше понять и предотвратить проблему срыва передач, и улучшить срок службы оборудования.

1. Определение напряжения на изгибе кореня зуба

Корневое напряжение относится к максимальному напряжению, вызванному изгибом в области корня, когда редуктор находится под нагрузкой.эффект концентрации нагрузки силенЧрезмерное напряжение корней может привести к возникновению и расширению трещин усталости, и в конечном итоге привести к разрыву передач.

2. Способ расчета напряжения на изгибе кореня зуба

Напряжение корневого изгиба обычно рассчитывается по формуле Льюиса (уравнение Льюиса) или стандартной формуле ISO 6336-3.

2Формула Льюиса

Формула Льюиса представляет собой упрощенный метод расчета корневого напряжения, подходящий для предварительной оценки прочности передач:

Среди них:

σ F: Напряжение корневого изгиба (MPa)

Ft: сила касания, действующая на поверхность редуктора (N)

B: ширина зуба (мм)

M: модуль (мм)

Y: коэффициент формы зуба в зависимости от количества зубов и угла давления

✅ Данная формула предполагает, что корень редуктора находится в сгибающемся состоянии простой опорной балки, без учета эффекта концентрации напряжения,и применяется только для вычислений с низкой точностью.

2.2 Стандартная формула ISO 6336-3

Для более точного расчета корневого напряжения см. формулу, указанную в ISO 6336-3:

Среди них:

KF: Коэффициент распределения нагрузки

KA: Коэффициент нагрузки

KV: динамический коэффициент нагрузки

YF: коэффициент формы зуба

YS: Коэффициент концентрации напряжения

✅ Метод расчета ISO 6336-3 учитывает фактические условия работы, такие как распределение нагрузки, ошибки при производстве и т. д., и подходит для высокоточного проектирования редукторов.

3Анализ сбоев и сбоев передач

Перерывы передач обычно вызваны отказом от усталости или перегрузкой.

3.1 Перелом корневой усталости (сломательный перелом усталости)

Характеристики: трещины возникают у корня и расширяются вдоль корня, в конечном итоге вызывая разрыв резины.

Причина:

Долгосрочная нагрузка на размножение приводит к расширению трещин усталости

Напряжение корня зуба слишком большое, и эффект концентрации напряжения является значительным

Недостаточная стойкость материала к усталости

Rx:

Угол корня корня был оптимизирован, чтобы уменьшить концентрацию напряжения

Для карбуризации или болена для улучшения прочности поверхности

3.2 Перегрузочный перелом (перегрузочный перелом)

Особенности: порт перелома имеет хрупкие характеристики перелома, а трещина быстро расширяется.

Причина:

Удар с перегрузкой, приведший к мгновенному перелому

Дефекты корневого материала, такие как включения, трещины

Rx:

Использование высокопрочных материалов для повышения устойчивости к ударам

Ультразвуковое обнаружение дефектов было проведено для обнаружения внутренних дефектов

4. Оптимизация проектирования железнодорожного транспорта

При проектировании коробки передач железнодорожного транспорта важно улучшить прочность корней.

Случай 1: высокоскоростное оборудование ВВП

Для уменьшения концентрации напряжения используются большие корни зубов и закругленные углы.

Проводить поверхностную обработку огнестрельного оружия для улучшения устойчивости к усталости.

Случай 2: Коробка передач метро

Для повышения износостойкости выбирается высокопрочная карбурирующая сталь.

Корень зуба был оптимизирован для улучшения распределения нагрузки.

Разумный расчет и оптимизация конструкции могут эффективно улучшить срок службы передач.

Стандарт ISO 6336-3 предоставляет более точный метод напряжения корневого изгиба для высокоточного проектирования редукторов.

Неисправность разрыва редуктора включает в себя в основном разрыв усталостью и перегрузкой.

Коробка передач для железнодорожного транспорта должна быть изготовлена из высокопрочных материалов и сочетаться с современными технологиями испытаний, чтобы обеспечить долгосрочную стабильную работу передач.