(高清版)GBT 39332-2020 高精度齒輪抗疲勞制造通 用技術(shù)要求

ICS21.200J17中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T39332—2020高精度齒輪抗疲勞制造通用技術(shù)要求Generalrequirementsfortheanti-fatiguemanufacturingofprecisiongears2020-11-19發(fā)布2021-06-01實施國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會ⅠGB/T39332—2020前言 Ⅲ引言 Ⅳ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 34設(shè)計 44.1幾何設(shè)計 44.2強(qiáng)度計算 44.3精度確定 44.4潤滑設(shè)計 45材料與熱處理 75.1原材料 75.2鍛件 85.3熱處理 86機(jī)加工 86.1磨齒 86.2磨削燒傷和磨削裂紋 86.3磨削燒傷和磨削裂紋的檢查方法 86.4磨齒工藝的基本要求 96.5磨削裂紋的規(guī)避 107表面處理 117.1噴丸強(qiáng)化 117.2齒面光整 148檢測與試驗 148.1齒輪精度測量 148.2齒輪裝置試驗 148.3齒輪探傷檢測 15參考文獻(xiàn) 16ⅢGB/T39332—2020本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由全國齒輪標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC52)提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:鄭州機(jī)械研究所有限公司、湖南大學(xué)、上海交通大學(xué)、河南中豫遠(yuǎn)大重工科技有限公司、鄭州中機(jī)軌道交通裝備科技有限公司、鄭州江宇機(jī)械有限公司、江蘇中工高端裝備研究院有限公司、中機(jī)智能裝備創(chuàng)新研究院(寧波)有限公司、鄭州高端裝備與信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司、北京工業(yè)大學(xué)、中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心、昆山新浦瑞金屬材料有限公司。ⅣGB/T39332—2020齒輪的抗疲勞制造涉及齒輪生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。其含義可做兩方面解釋:一是給定工況(如已知負(fù)載)下盡可能延長齒輪的使用壽命,二是給定條件(如設(shè)定壽命)下盡可能提高齒輪完好性的可靠程度。如何最大限度地發(fā)揮參數(shù)(含精度)搭配、材料制備、熱處理、機(jī)加工、表面強(qiáng)化、試驗檢測等生產(chǎn)環(huán)節(jié)對于齒輪產(chǎn)品抗疲勞的貢獻(xiàn)度,齒輪及其他相關(guān)專業(yè)人員已經(jīng)做了大量工作。本標(biāo)準(zhǔn)是對這些工作的一般性總結(jié),目的是幫助本標(biāo)準(zhǔn)的使用者在齒輪制造過程的某個或某幾個環(huán)節(jié)上提高零件的抗疲勞制造水平。對于一些已經(jīng)建立了國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(或規(guī)范)的齒輪制造環(huán)節(jié),本標(biāo)準(zhǔn)將主要依據(jù)或參考的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范編列出來,供本標(biāo)準(zhǔn)的使用者參考;對于一些尚沒有齒輪專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制造環(huán)節(jié),本標(biāo)準(zhǔn)有針對性地給出了推薦的技術(shù)要求和操作說明。基本情況如下:—關(guān)于齒輪的幾何設(shè)計和強(qiáng)度計算:齒輪的幾何與強(qiáng)度設(shè)計理論源于國外,目前我國以ISO標(biāo)準(zhǔn)為主要參考規(guī)范,涉及齒輪(含圓柱齒輪、錐齒輪、蝸輪蝸桿)的名詞術(shù)語、幾何要素、符號代號、齒形、強(qiáng)度計算等,已基本形成標(biāo)準(zhǔn)體系。—關(guān)于齒輪的材料:目前我國參考多國(或組織)的標(biāo)準(zhǔn),在化學(xué)成分、淬透性、純度及冶煉、鍛造等方面均有自建的規(guī)范,已基本形成標(biāo)準(zhǔn)體系?！P(guān)于齒輪的精度設(shè)定與測量評價:目前我國以ISO標(biāo)準(zhǔn)為參考規(guī)范,已基本形成標(biāo)準(zhǔn)體系?！P(guān)于齒輪的熱處理:目前我國除參考ISO標(biāo)準(zhǔn)以外,還執(zhí)行自建的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),已基本形成標(biāo)準(zhǔn)體系。特別是硬齒面齒輪的熱處理工藝,如滲碳、滲氮、感應(yīng)淬火標(biāo)準(zhǔn),在多年的應(yīng)用中起到了顯著的作用?！P(guān)于齒輪的試驗:齒輪試驗分為兩大類:單齒輪試驗(主要包括材料組織、機(jī)械性能、抗疲勞能力等)和齒輪箱試驗(主要包括嚙合、效率、噪聲、振動、潤滑、壽命等)。目前我國除參考ISO標(biāo)準(zhǔn)以外,部分項目還執(zhí)行自建的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！P(guān)于齒輪的潤滑:潤滑作為齒輪設(shè)計的一個重要方面,本標(biāo)準(zhǔn)除引用了一些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外,還對潤滑狀態(tài)、潤滑作用、潤滑油品、潤滑系統(tǒng)等方面做出了必要的說明?！P(guān)于磨齒和磨齒損傷:磨齒是齒輪機(jī)加工過程中最重要的工序,而磨齒損傷(燒傷和裂紋)可能伴隨而來,本標(biāo)準(zhǔn)從檢測、規(guī)避和補(bǔ)救等方面做出了必要的說明?！P(guān)于齒輪的表面處理:適宜的輪齒表面處理工藝有助于提高齒輪抗疲勞能力,本標(biāo)準(zhǔn)重點對噴丸工藝做出了必要的說明。提醒本標(biāo)準(zhǔn)的使用者注意:—齒輪的抗疲勞制造技術(shù)處于不斷的發(fā)展中,例如,新的熱處理工藝開始在齒輪制造方面得到應(yīng)用,包括高溫真空滲碳、雙頻感應(yīng)加熱、激光表面強(qiáng)化、離子束表面強(qiáng)化等。這些新工藝今后完全可能形成新的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范?！邶X輪的抗疲勞制造中人的因素必不可少。以齒輪設(shè)計為例:這是齒輪制造的基礎(chǔ),是齒輪產(chǎn)品驗收的依據(jù),其工作連接著客戶需求和制造工藝,需要考慮的、兼顧的問題非常多,這就要求設(shè)計者既了解規(guī)范,又應(yīng)具有豐富的實踐經(jīng)驗。1GB/T39332—2020高精度齒輪抗疲勞制造通用技術(shù)要求1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了高精度齒輪抗疲勞制造重要環(huán)節(jié)的一般技術(shù)要求,主要包括設(shè)計(含潤滑)、材料與熱本標(biāo)準(zhǔn)適用于以下條件的齒輪,其他的金屬齒輪產(chǎn)品亦可參考使用:—模數(shù):1mm~40mm;—直徑范圍:20mm~2000mm;—齒部精度:不低于6級[GB/T10095(所有部分)]。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T699優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T2821齒輪幾何要素代號GB/T3077合金結(jié)構(gòu)鋼GB/T3141工業(yè)液體潤滑劑ISO黏度分類GB/T3374(所有部分)齒輪術(shù)語和定義GB/T3480漸開線圓柱齒輪承載能力計算方法GB/T3480.1直齒輪和斜齒輪承載能力計算第1部分:基本原理、概述及通用影響系數(shù)GB/T3480.5直齒輪和斜齒輪承載能力計算第5部分:材料的強(qiáng)度和質(zhì)量GB/T3480.6直齒輪和斜齒輪承載能力計算第6部分:變載荷條件下的使用壽命計算GB/T3481齒輪輪齒磨損和損傷術(shù)語GB5903工業(yè)閉式齒輪油GB/T6394金屬平均晶粒度測定方法GB/T6402鋼鍛件超聲檢測方法GB/T6404(所有部分)齒輪裝置的驗收規(guī)范GB/Z6413(所有部分)圓柱齒輪、錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪膠合承載能力計算方法GB/T7232金屬熱處理工藝術(shù)語GB/T7631.7潤滑劑和有關(guān)產(chǎn)品(L類)的分類第7部分:C組(齒輪)GB/T8121熱處理工藝材料術(shù)語GB/T10062(所有部分)錐齒輪承載能力計算方法GB/T10063通用機(jī)械漸開線圓柱齒輪承載能力簡化計算方法GB/T10087圓柱蝸桿基本齒廓GB/T10089圓柱蝸桿、蝸輪精度GB/T10095(所有部分)圓柱齒輪精度制GB/T10096齒條精度GB11120渦輪機(jī)油2GB/T39332—2020GB/T12369直齒及斜齒錐齒輪基本齒廓GB/T12759雙圓弧圓柱齒輪基本齒廓GB/T13298金屬顯微組織檢驗方法GB/T13304.2鋼分類第2部分:按主要質(zhì)量等級和主要性能或使用特性的分類GB/T13799雙圓弧圓柱齒輪承載能力計算方法GB13895重負(fù)荷車輛齒輪油(GL-5)GB/T13924漸開線圓柱齒輪精度檢驗細(xì)則GB/T14229齒輪接觸疲勞強(qiáng)度試驗方法GB/T14230齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗方法GB/T14231齒輪裝置效率測定方法GB/T15753圓弧圓柱齒輪精度GB/T16848直廓環(huán)面蝸桿、蝸輪精度GB/T17107鍛件用結(jié)構(gòu)鋼牌號和力學(xué)性能GB/T17879齒輪磨削后表面回火的浸蝕檢驗GB/Z18620(所有部分)圓柱齒輪檢驗實施規(guī)范GB/T19406漸開線直齒和斜齒圓柱齒輪承載能力計算方法工業(yè)齒輪應(yīng)用GB/T25744鋼件滲碳淬火回火金相檢驗GB/T28767車輛齒輪油分類GB/T35089機(jī)器人用精密齒輪傳動裝置試驗方法GB/T37161齒輪齒輪測量儀的評價GB/T33923行星齒輪傳動設(shè)計方法HB/Z89.1航空錐齒輪承載能力一般系數(shù)計算HB/Z89.2航空錐齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算HB/Z89.3航空錐齒輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計算HB/Z89.4航空錐齒輪膠合承載能力計算JB/T5000.14重型機(jī)械通用技術(shù)條件第14部分:鑄鋼件無損檢測JB/T5000.15重型機(jī)械通用技術(shù)條件第15部分:鍛鋼件無損檢測JB/T5078高速齒輪材料選擇及熱處理質(zhì)量控制的一般規(guī)定JB/T6077齒輪調(diào)質(zhì)工藝及其質(zhì)量控制JB/T6078齒輪裝置質(zhì)量檢驗總則JB/T6395大型齒輪、齒圈鍛件技術(shù)條件JB/T7516齒輪氣體滲碳熱處理工藝及其質(zhì)量控制JB/T7929齒輪傳動裝置清潔度JB/T8830高速漸開線圓柱齒輪和類似要求齒輪承載能力計算方法JB/T8831工業(yè)閉式齒輪的潤滑油選用方法JB/T9171齒輪火焰及感應(yīng)淬火工藝及其質(zhì)量控制JB/T9172齒輪滲氮、氮碳共滲工藝及其質(zhì)量控制JB/T9173齒輪碳氮共滲工藝及其質(zhì)量控制JB/T9204鋼件感應(yīng)淬火金相檢驗JB/T10419擺線針輪行星傳動擺線齒輪和針輪精度JB/T10424摩托車齒輪材料及熱處理質(zhì)量檢驗的一般規(guī)定JT/T224中負(fù)荷車輛齒輪油NB/SH/T0467合成工業(yè)齒輪油3GB/T39332—2020NB/SH/T0586工業(yè)閉式齒輪油換油指標(biāo)NB/T47013.3承壓設(shè)備無損檢測第3部分:超聲檢測NB/T47013.4承壓設(shè)備無損檢測第4部分:磁粉檢測NB/T47013.5承壓設(shè)備無損檢測第5部分:滲透檢測QC/T262汽車滲碳齒輪金相檢驗SH/T0094蝸輪蝸桿油SH/T013810號儀表油SH/T0362抗氨汽輪機(jī)油NB/SH/T0454特種精密儀表油規(guī)范SH/T04654122號高低溫儀表油3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。磨削燒傷grindingburn在磨削過程中產(chǎn)生的局部瞬時高溫使得輪齒表層的金相組織發(fā)生變化。注:在瞬時高溫的作用下,被磨削輪齒的表層發(fā)生了不均勻回火或二次淬火現(xiàn)象。3.2觀色法visualobservation根據(jù)目測輪齒表面所呈現(xiàn)的顏色來判定磨削燒傷程度的方法。3.3酸蝕法acidetching通過對輪齒表面進(jìn)行酸蝕,而后根據(jù)所呈現(xiàn)的顏色來判定磨削燒傷程度的方法。3.4金相檢測法metallographicmeasure通過對磨削后輪齒表層材料進(jìn)行顯微組織分析來判定磨削燒傷程度的方法。3.5油膜比厚filmthicknessratio最小油膜厚度與兩嚙合齒面的綜合粗糙度和之比。3.6齒面磨損surfacewear當(dāng)一對嚙合輪齒作相對滑動或滾動時出現(xiàn)的表面材料移失的現(xiàn)象。3.7閃溫flashtemperature齒面接觸過程中因運動摩擦熱引起的瞬時溫升。3.8成溝點channelpoint在某溫度點,潤滑油將被冷卻至半固體狀態(tài),此時以一定寬度的刀片從油中垂直劃過,油面可以形成溝狀。3.9弧高度archeight被測試片在彈丸的沖擊下表層發(fā)生塑性形變導(dǎo)致其向噴丸面呈球面狀彎曲后,切入球面的特定基4GB/T39332—2020準(zhǔn)面到球面最高點之間的距離?；「叨仍嚻琣rcheightstrip以弧高度值綜合度量噴丸工藝參數(shù)的一種專用的量規(guī)。注:分為標(biāo)準(zhǔn)弧高度試片(Almen試片)和非標(biāo)準(zhǔn)弧高度試片兩類。前者用70號彈簧鋼制成,共有三種尺寸規(guī)格,即N、A和C型試片,最常用的是A型試片;后者的尺寸或材料為特殊制備,通過試驗標(biāo)定其弧高度值(或噴丸強(qiáng)度)與標(biāo)準(zhǔn)試片弧高度值之間的對應(yīng)關(guān)系。弧高度曲線archeightcurve在噴丸工藝參數(shù)不變情況下,同一類型試片分別接受不同時長的噴丸,獲得一組弧高度值隨噴丸時長變化的數(shù)據(jù),據(jù)此繪制的“弧高度值-時間”曲線。噴丸強(qiáng)度shotpeeningintensity弧高度曲線上存在飽和點,當(dāng)一倍于飽和點的噴丸時間下弧高度值增量等于飽和點處弧高值的10%時,該飽和點處的弧高度值。覆蓋率coveragerate受噴工件表面彈坑占據(jù)面積與受噴總面積之比,通常以百分比表示。注1:達(dá)到98%即可定義為100%的覆蓋率,噴丸時間達(dá)到2倍于100%覆蓋率時定義為200%的覆蓋率,以此類推。注2:實際生產(chǎn)中可以用10倍放大鏡目視檢查覆蓋率,亦可采用與標(biāo)準(zhǔn)噴丸件(或標(biāo)準(zhǔn)試塊)對比進(jìn)行檢查。在對覆蓋率質(zhì)量有爭議時,可對其50倍金相顯微鏡照片進(jìn)行圖像分析,求出覆蓋率的數(shù)值。4設(shè)計4.1幾何設(shè)計可依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn):GB/T2821、GB/T3374(所有部分)、GB/T10087、GB/T12369、GB/T12759。4.2強(qiáng)度計算可依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn):GB/T3480、GB/T3480.11)、GB/T3480.5、GB/T3480.6、GB/T10062(所有部分)、GB/T10063、GB/T13799、GB/T19406、GB/T33923、HB/Z89.1、HB/Z89.2、HB/Z89.3、HB/Z84.3精度確定可依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn):GB/T10089、GB/T10095(所有部分)、GB/T10096、GB/T15753、GB/T16848、JB/T10419。4.4潤滑設(shè)計4.4.1設(shè)計基礎(chǔ)潤滑設(shè)計是齒輪傳動設(shè)計中的重要組成部分,設(shè)計者應(yīng)充分了解以下有關(guān)內(nèi)容:—潤滑劑是嚙合齒面之間的重要介質(zhì),可有效避免兩齒面直接接觸;1)編制中的GB/T3480.2和GB/T3480.3將與GB/T3480.1一起共同代替GB/T3480。5GB/T39332—2020—齒輪傳動中滾動摩擦與滑動摩擦并存,且隨嚙合位置改變;—齒輪傳遞載荷較大時,齒面產(chǎn)生的摩擦熱使得油溫上升,從而加速油膜的破壞,故齒輪經(jīng)常處于邊界潤滑和混合潤滑狀態(tài);—齒面當(dāng)量曲率半徑較小時,油楔形成條件較差;—齒輪潤滑是間歇性的,每次嚙合都會重新建立動壓油膜;—齒輪的材料、熱處理、機(jī)加工、裝配、齒形及齒面形貌等對潤滑性能影響很大;—齒輪潤滑劑種類及潤滑方式,對潤滑效果影響很大;—主要的齒面損傷(如點蝕、膠合、磨損等)與潤滑劑及潤滑狀態(tài)關(guān)系密切。4.4.2設(shè)計規(guī)范可依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)(不限于):GB/T28767、HB/Z89.4、JT/T224、NB/SH/T0467、NB/SH/T0586、SH/T0094、SH/T0138、SH/T0362、NB/SH/T0454、SH/T0465。4.4.3油膜比厚與潤滑狀態(tài)齒輪的潤滑狀態(tài)通常根據(jù)油膜比厚λ分為邊界潤滑、混合潤滑和全膜潤滑三種,分類閾值應(yīng)根據(jù)齒面材料、粗糙度、潤滑油品種類等綜合考慮。油膜比厚按式(1)計算:λ=hmin/……………(1)式中:hmin—最小油膜厚度,單位為微米(μm);σ1—主動齒輪齒面粗糙度值Ra-1,單位為微米(μm);σ2—被動齒輪齒面粗糙度值Ra-2,單位為微米(μm)。一般認(rèn)為:a)當(dāng)λ<1時,齒輪處于邊界潤滑狀態(tài)。此時,油膜添加劑與齒面間形成的物理吸附膜、化學(xué)吸附膜或化學(xué)反應(yīng)膜在齒輪潤滑中起到主導(dǎo)作用。典型的油膜厚度為0.001μm~0.050μm。b)當(dāng)1≤λ<3時,齒輪處于混合潤滑狀態(tài)。此時,潤滑油中通常應(yīng)添加適量的極壓添加劑,齒面負(fù)載由動壓油膜和齒面粗糙峰點共同承擔(dān)。c)當(dāng)λ≥3,齒輪處于全膜潤滑狀態(tài)。此時,潤滑劑的黏度起主導(dǎo)作用,油膜厚度遠(yuǎn)大于齒面粗糙度,兩嚙合表面完全被連續(xù)的動壓油膜隔開。典型的油膜厚度大于0.1μm。齒輪的潤滑狀態(tài)往往隨著輪齒的嚙入到嚙出在以上三個狀態(tài)中漸變和轉(zhuǎn)化,潤滑設(shè)計應(yīng)追求全膜潤滑狀態(tài)并盡量延長它,同時應(yīng)減少邊界潤滑狀態(tài),特別應(yīng)避免極端的干接觸狀態(tài)(λ=0)。4.4.4損傷與潤滑齒輪損傷齒輪的材料、結(jié)構(gòu)、精度、表面狀態(tài)等基本要素在使用過程中可能受到損傷。常見的齒輪損傷形式有齒面接觸疲勞(點蝕與裂紋)、齒根彎曲疲勞、齒面磨損、齒面膠合等,具體形式見GB/T3481。潤滑作用潤滑對于齒輪的正常工作影響較大,主要表現(xiàn)為:6GB/T39332—2020a)對于齒面膠合:潤滑對于抗拒齒面膠合作用極大,油品的黏度、添加劑、供油量、潤滑方式等都有影響,抑制或減少閃溫的發(fā)生。計算方法可見GB/Z6413(所有部分)和HB/Z89.4。b)對于齒面磨損:齒面磨損與齒輪傳動形式(開式或閉式)、齒形(是否修形)、潤滑方式、工作溫度、齒面材料及熱處理等諸多因素有關(guān),其中潤滑對齒面磨損的影響尤為顯著。c)對于齒面疲勞點蝕:潤滑方式中潤滑油黏度、減摩劑、基礎(chǔ)油分子結(jié)構(gòu)、滑動摩擦力、潤滑方式、腐蝕劑等因素對于延緩齒面點蝕均有較大的作用。計算方法可見GB/T3480、GB/T10062.2和HB/Z89.2。d)對于振動和噪聲:供油充足、黏度較高、潤滑良好時,齒輪振動與噪聲會明顯下降。另外,極壓劑、減摩劑等對減振降噪具有一定的作用。e)對于傳動效率:齒輪傳動的功耗主要由齒面摩擦和攪油(或甩油)引起,合理的潤滑方式和良好的潤滑條件可以有效地減少傳動功耗,提高傳動效率。f)對于齒面燒傷和輪齒熱屈服:潤滑油選擇不當(dāng)或供油不足時,局部的高溫(閃溫)易造成齒面燒傷,且高溫還易產(chǎn)生熱屈服,造成傳動失效。通過良好的潤滑,加上改進(jìn)齒輪材質(zhì)和熱處理、合理修形等,可避免輪齒發(fā)生熱屈服。4.4.5潤滑油品分類和指標(biāo).1按用途分為工業(yè)齒輪油和車輛齒輪油兩類,按指標(biāo)分為黏度等級和質(zhì)量等級兩類。工業(yè)齒輪油又分為閉式齒輪油、蝸輪蝸桿油,車輛齒輪油的分類見GB/T28767。另外,高速齒輪箱可選用汽輪機(jī)油(透平油)。4.4.5.1.2潤滑油的要求如下:—工業(yè)閉式齒輪油的規(guī)格見GB5903;—合成工業(yè)齒輪油的規(guī)格見NB/SH/T0467;—蝸輪蝸桿油的規(guī)格見SH/T0094;—L-TSA汽輪機(jī)油(防銹汽輪機(jī)油)的規(guī)格見GB11120;—抗氨汽輪機(jī)油的規(guī)格見SH/T0362;—中負(fù)荷車輛齒輪油(GL-4)的規(guī)格見JT/T224;—重負(fù)荷車輛齒輪油(GL-5)的規(guī)格見GB13895。油品選用各類油品的適用范圍如下:a)閉式工業(yè)齒輪油:見JB/T8831,其中包含潤滑油種類、黏度、潤滑方式等選擇。適用于漸開線圓柱齒輪、圓弧圓柱齒輪及錐齒輪。b)車輛齒輪油:可參考汽車后橋齒輪負(fù)載和氣溫環(huán)境選擇。負(fù)荷小、環(huán)境溫度低時宜選用成溝點較低、黏度較小的齒輪油,負(fù)荷大、環(huán)境溫度高時宜選用黏度較大的齒輪油。c)蝸輪蝸桿油:蝸輪蝸桿傳動油膜形成困難、發(fā)SH/T0094。d)儀表潤滑油:儀表齒輪傳動精度要求較高,傳遞力矩和功耗較小,抗干擾能力差。潤滑油要求具有良好的抗老化、抗低溫、抗磨損性能,摩擦阻力小,且不易揮發(fā)和變質(zhì)。宜選擇儀表潤滑油,見SH/T0138、SH/T0454和SH/T0465。油品選用注意事項由于影響齒輪潤滑狀態(tài)的因素極為復(fù)雜,選擇油品種類和黏度級別時,應(yīng)結(jié)合實踐經(jīng)驗考慮以下重7GB/T39332—2020要因素:a)齒輪嚙合形態(tài):漸開線圓柱齒輪傳動的嚙合線與滑動速度方向垂直,具有較好的形成油膜的楔形條件;蝸輪蝸桿、錐齒輪等交錯軸傳動方式中,其嚙合線與相對速度方向的夾角較小,不利于形成油楔,宜選用黏度較高且含有一定添加劑的潤滑油。b)負(fù)載和速度:高速輕載齒輪傳動中,形成動壓油膜的條件較好,宜選用低黏度不含極壓添加劑的潤滑油;重載(尤其低速重載)形成動壓油膜的條件較差,宜選用高黏度且含極壓添加劑的潤滑油。c)潤滑狀態(tài):邊界潤滑狀態(tài)下,宜選用含極壓抗磨劑的潤滑油;全膜潤滑狀態(tài)下,黏度越高,油膜越厚;混合潤滑狀態(tài)下,宜選用黏度適中且含少量添加劑的潤滑油。d)工況條件:在高溫、潮濕的環(huán)境下,宜選用較強(qiáng)的抗氧化、抗乳化、抗泡性和防銹性能的油品;環(huán)境溫度和工作溫度均較高時,宜選用黏度較大、黏溫系數(shù)較小(黏度指數(shù)較大)且氧化安定性和熱穩(wěn)定性較好的油品;低溫時,宜選用凝點、傾點或成溝點較低且流動性較好的潤滑油。潤滑系統(tǒng)設(shè)計.1基本要求設(shè)計者至少應(yīng)考慮以下問題:—通過調(diào)整系統(tǒng)潤滑劑的品種、黏度等參數(shù),確保供油充足、連續(xù);—通過設(shè)立有效的密封和過濾裝置,保持潤滑油清潔,防塵防水,防止端泄與環(huán)境污染,提高系統(tǒng)可靠性;—通過采取標(biāo)準(zhǔn)化和通用化結(jié)構(gòu),便于系統(tǒng)調(diào)整、檢測、維修和更換潤滑劑;—通過使用工作預(yù)警裝置,穩(wěn)定系統(tǒng)油壓,及時發(fā)現(xiàn)潤滑故障;—通過選取冷熱交換器,穩(wěn)定、控制系統(tǒng)油溫。.2潤滑方式選擇合適的潤滑方式,可以保證齒輪副得到良好的潤滑,提高齒輪壽命,減少潤滑劑消耗等。常用的潤滑方式有油浴潤滑、噴油潤滑、油霧潤滑、離心潤滑、脂潤滑、固體潤滑、固液混合潤滑等,可做如下選擇:—對于中低速齒輪傳動,宜采用油浴潤滑和噴油潤滑;—對于高速齒輪傳動,宜采用壓力噴油潤滑,超高速傳動則采用油氣二相潤滑;—對于航天精密傳動,可采用固體潤滑。.3潤滑油的凈化常用方法的有過濾、沉淀、離心、粘附、磁選等,其中過濾凈化的應(yīng)用最為廣泛。選用過濾器時,應(yīng)至少考慮以下因素:—油液、濾芯和殼體材料的相容性;—過濾精度;—通油能力;—油溫;—濾芯的清洗和更換。5材料與熱處理5.1原材料可依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)(不限于):8GB/T39332—2020GB/T699、GB/T3077、GB/T3480、GB/T3480.5。5.2鍛件可依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)(不限于):GB/T13304.2、GB/T17107、JB/T5078、JB/T6395、JB/T10424。5.3熱處理可依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)(不限于):JB/T9204。6機(jī)加工6.1磨齒機(jī)加工是實現(xiàn)齒輪從毛坯(鑄、鍛、棒料等)到成品物理減材的主要手段。由于在加工過程中原材料的內(nèi)部應(yīng)力不斷釋放或疊加,對成品齒輪從表面到內(nèi)部都有不同程度的正向或負(fù)向影響,其中磨齒造成的齒面磨削燒傷、微裂紋和磨齒時齒根圓角的不當(dāng)處理,會大大地降低齒輪的使用壽命。磨齒后的齒面損傷檢測方法可依據(jù)GB/T13298、GB/T17879,或可參見HB7717—2002。6.2磨削燒傷和磨削裂紋磨齒機(jī)的操作者應(yīng)了解以下內(nèi)容:a)磨齒裂紋的產(chǎn)生主要來自磨削后輪齒的表面殘余應(yīng)力。磨削裂紋通常因磨削燒傷產(chǎn)生,而磨削燒傷不一定產(chǎn)生磨削裂紋。b)磨削燒傷由于氧化膜厚度的不同,在白光照射下會呈現(xiàn)出不同的顏色,對應(yīng)燒傷程度由輕到重c)裂紋在齒面垂直于螺旋線方向,裂紋彼此相互平行。其分布一般有以下形式:—裂紋自齒頂沿齒高方向呈短線型或長短線交替型分布,長度在1mm~5mm;—裂紋在節(jié)圓上部沿齒高呈短線型分布;—裂紋自齒頂至節(jié)圓上部呈龜裂狀(封閉網(wǎng)絡(luò)狀)分布。6.3磨削燒傷和磨削裂紋的檢查方法6.3.1概述檢查方法主要包括以下幾種:觀色法、酸蝕法、表層顯微硬度試驗法、殘余應(yīng)力測定法、金相檢測法和磁彈法。為保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,必要時應(yīng)采用兩種或兩種以上的方法配合使用。6.3.2觀色法(目測法)應(yīng)首先按照6.2b)和6.2c)的說明直觀判斷齒面是否有磨削燒傷、磨削裂紋以及燒傷程度等。由于輪齒表面受熱氧化的情況非常復(fù)雜,比如當(dāng)修復(fù)重磨時工件表面有時不會呈現(xiàn)其他顏色,這并不能肯定輪齒表面無磨削燒傷,因此該方法不宜單獨使用。6.3.3酸蝕法磨削燒傷大多為回火燒傷,產(chǎn)生的回火索氏體在酸蝕后呈黑色。磨削有時也會產(chǎn)生二次淬火燒傷,9GB/T39332—2020產(chǎn)生淬火馬氏體及其他少量組織。因此可根據(jù)酸蝕后工件表面顏色來確定磨削燒傷的程度,操作方法見GB/T17879。由于被檢工件經(jīng)酸蝕后,即使無問題也不能不加處理地直接使用,所以傳統(tǒng)的酸蝕法作為一種破壞性的檢測方法,僅適用于抽樣檢驗。6.3.4表層顯微硬度試驗法一般情況下,發(fā)生回火燒傷,齒面表層或次表層顯微硬度會顯著下降。下降越多,磨削燒傷就越嚴(yán)重。表層顯微硬度的測量可以一定程度地反映磨削燒傷的程度,且反應(yīng)靈敏,數(shù)值可靠。由于該種方法需要制作金相試樣,屬于破壞性檢驗,僅適用于抽樣檢驗。6.3.5殘余應(yīng)力測定法利用X射線衍射應(yīng)力分析來測定輪齒表面的殘余應(yīng)力,可以比較全面地反映磨削燒傷情況。但該方法在技術(shù)上較為復(fù)雜。6.3.6金相檢測法GB/T13298。由于金相檢測時通常需要在被檢部位取樣,屬于破壞性檢驗,其應(yīng)用受到一定的限制。6.3.7磁彈法磨削燒傷會導(dǎo)致工件磁疇結(jié)構(gòu)內(nèi)的磁序發(fā)生變化,因此可以用磁彈法探測工件表面燒傷的程度。該法有以下特點:—屬于無損檢測;—方便快速,精確度高,磨削燒傷值可以直接從儀器上讀出;—在磨齒機(jī)上配備探頭夾持工裝后,借助機(jī)床的運動機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)自動化在線檢測操作,顯著提高檢測效率。6.4磨齒工藝的基本要求6.4.1切削當(dāng)量Qw切削當(dāng)量Qw綜合了磨齒工藝主要參數(shù)的匹配度,計算見式(2):Qw=v·s·b………………(2)式中:Qw—切削當(dāng)量,單位為立方毫米每分(mm3/min);v—磨削速度,單位為立方毫米每分(mm3/min);s—磨削厚度,單位為毫米(mm);b—磨削接觸面寬度,單位為毫米(mm)。Qw在實際應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)值為1mm3/min~10mm3/min。鑒于漸開線性質(zhì)及成型磨齒原理,磨齒過程中的s和b一直屬于變量,所以不能固化每一個循環(huán)的Qw值,應(yīng)考慮砂輪和輪齒接觸面的變化對切削當(dāng)量Qw值的影響,避免齒面燒傷。6.4.2砂輪根據(jù)輪齒模數(shù)和齒輪材料的不同,砂輪選用的型號要有所不同,主要是砂輪的硬度、粒度、組織號、10GB/T39332—2020磨料及結(jié)合劑的不同組合。a)砂輪硬度可選擇Q號、H號、J號、K號、L號或M號;c)組織號可選擇3號、4號、5號、6號或7號;d)磨料可選擇SG、WA、SA、MA或PA;e)結(jié)合劑可選擇V;f)線速度可選擇30m/s~50m/s。6.4.3冷卻液磨削冷卻液(切削液)應(yīng)選擇含有極壓添加劑的油品,否則會使燒傷幾率成倍增加。冷卻液的黏度應(yīng)在10#~20#。黏度過高時,流動性差,不利于帶走磨削熱;黏度過低時,冷卻液對齒面粗糙度的不利影響較大。冷卻液噴嘴宜使用上下兩對,反復(fù)調(diào)整,應(yīng)使冷卻液噴射在磨削區(qū)域,壓力應(yīng)大于5MPa。6.4.4金剛修整輪金剛修整輪是否鋒利不但對磨削后齒輪的幾何精度產(chǎn)生影響,對磨齒燒傷也會起到非常大的作用。鋒利的金剛修整輪能夠去除磨損的砂粒使砂輪保持鋒利狀態(tài),減小切削時熱量的產(chǎn)生。粗磨齒修整砂輪時,應(yīng)使金剛修整輪和砂粒運動方向相反,令相對速度加快,以達(dá)到砂輪鋒利的效果;精磨齒修整砂輪時,應(yīng)使金剛修整輪和砂粒運動方向一致,令相對速度降低,以達(dá)到保證幾何精度的要求。6.4.5機(jī)床精度磨齒機(jī)主軸及工作臺的不平穩(wěn)運動在微觀中會形成切向敲擊,這種敲擊不但會產(chǎn)生磨削振紋,還會增加磨削熱,進(jìn)而導(dǎo)致齒面燒傷。磨齒機(jī)的安裝、各部件的運動精度(特別是主軸的徑向跳動和軸向跳動)應(yīng)嚴(yán)格遵守機(jī)床的出廠要求。6.5磨削裂紋的規(guī)避6.5.1熱處理主要應(yīng)控制表層碳濃度、奧氏體晶粒度和回火工藝。具體要求如下:a)表層碳濃度:應(yīng)根據(jù)齒輪材質(zhì)要求使表面含碳量降到0.80%~1.00%,相應(yīng)的碳化物和殘余奧氏體都應(yīng)控制在3級(QC/T262)以下。b)奧氏體晶粒度:可降低滲碳溫度及淬火溫度,以獲得細(xì)小或隱晶的馬氏體組織。同時從源頭開始控制,原材料和鍛坯晶粒度的要求應(yīng)細(xì)小,宜選擇6級~8級(GB/T6394)。c)回火工藝:根據(jù)實際情況適當(dāng)提高回火溫度、延長保溫時間,降低淬火應(yīng)力,尤其在冬天,通常應(yīng)補(bǔ)充二次回火。6.5.2磨齒準(zhǔn)備主要應(yīng)考慮磨削用量、磨削余量、冷卻液、砂輪的選擇與修整。具體要求如下:a)磨削用量:磨削深度進(jìn)給量與磨削區(qū)的溫度大致成正比,并且也是這幾個磨削用量中對磨削區(qū)溫度影響最大的因素。因此,在保證加工效率的情況下應(yīng)盡量減小進(jìn)給量。從降低磨削熱的角度來看,宜選擇較大的工作臺展成速度和砂輪沖程次數(shù);而砂輪轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)模數(shù)而定,通常不宜選得過大。11GB/T39332—2020b)磨削余量:應(yīng)控制熱處理前滾齒公法線留量和輪齒表面光潔度,應(yīng)在熱處理過程中采取防變形措施,熱處理后的車滲碳層、加工磨削基準(zhǔn)的過程中應(yīng)取多點找正齒部節(jié)圓,使齒面各部余量分布均勻。c)冷卻液:不應(yīng)選用乳化液,因為冷卻較為強(qiáng)烈,會加劇磨削區(qū)的熱脹冷縮現(xiàn)象,產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。應(yīng)選用適當(dāng)牌號的機(jī)油,冷卻比較柔和,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較小。d)砂輪:由于工件硬度較高,應(yīng)選用硬度較軟、組織疏散和磨料脆性較大的砂輪,提高自銳性,以保持其良好的切削能力;在保證齒面光潔度的前提下,應(yīng)選擇粒度較粗的砂輪;應(yīng)合理選擇砂輪修整用量,并及時修整。6.5.3磨齒操作燒傷的發(fā)現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)燒傷是挽救工件不致報廢的有效方法。第一次磨削循環(huán)存在工件變形過大、磨削很不均勻的風(fēng)險,應(yīng)仔細(xì)觀察磨削載荷和聲音變化,如有異常及時調(diào)整磨削參數(shù)。從第二次循環(huán)開始調(diào)整冷卻油嘴位置,使磨削油噴射在齒節(jié)圓位置下方。每一次循環(huán)結(jié)束應(yīng)仔細(xì)觀察磨削齒面,特別是在砂輪修整周期磨齒到最后一齒,用白紙映光仔細(xì)檢查,如發(fā)現(xiàn)泛黃或局部有色差變化應(yīng)及時減小磨削當(dāng)量。燒傷的挽救如果發(fā)現(xiàn)裂紋已經(jīng)產(chǎn)生應(yīng)馬上停止磨削,及時對工件進(jìn)行低溫回火處理,防止裂紋進(jìn)一步擴(kuò)大。以下經(jīng)驗可供參考:—20CrMnMo材料的齒輪磨削時極易產(chǎn)生燒傷、裂紋。表現(xiàn)為磨后停放幾個小時,由于應(yīng)力的釋放滲碳層經(jīng)常出現(xiàn)裂紋,由淺至深,由少到多,先出現(xiàn)在平行于螺旋線方向,最終會形成網(wǎng)狀裂紋,使齒輪報廢。磨齒時需要增加砂輪修整次數(shù),第一刀粗磨適當(dāng)增加后退量,減小所有循環(huán)進(jìn)給量,避免裂紋前期產(chǎn)生?！?0Cr2Ni4材料的齒輪磨削時由于材料黏度強(qiáng),易堵塞砂輪空隙,進(jìn)而產(chǎn)生燒傷。磨齒時需要增加砂輪修整次數(shù),減小精磨進(jìn)給量?！?7CrNiMo6(或18CrNiMo7-6,或17Cr2Ni2Mo)材料的齒輪磨削時易產(chǎn)生回火層,應(yīng)減小粗磨最后一次循環(huán)的進(jìn)給量。7表面處理7.1噴丸強(qiáng)化噴丸強(qiáng)化可以改變或增加輪齒根部的壓應(yīng)力,提升齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。工藝要求可參見JB/T10174—2008。7.1.2設(shè)備與控制噴丸機(jī)各種結(jié)構(gòu)的噴丸機(jī)均應(yīng)滿足以下要求:a)保證穩(wěn)定、可重復(fù)的噴丸強(qiáng)度和均勻覆蓋率,噴丸強(qiáng)度為0.20Amm~0.70Amm;b)提供彈丸尺寸篩選和破碎彈丸分選裝置;12GB/T39332—2020報器;d)機(jī)械離心式噴丸機(jī)的離心輪轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié),通常范圍600r/min~4500r/min;e)氣動式噴丸機(jī)的氣路系統(tǒng)中提供氣壓穩(wěn)定器;f)完成噴丸后,零件表面上無任何水氣和油污痕跡;g)噴丸室內(nèi)提供可供零件(或噴嘴)作簡單運轉(zhuǎn)的裝置,以使零件被噴區(qū)域表面能得到均勻的覆蓋;h)從噴嘴(或離心輪)噴射出的彈丸流的中心線與零件外表面被噴區(qū)域表面的法線之間的夾角小于30°;i)可自動控制零件的噴丸時間;j)提供抽風(fēng)除塵裝置,確保噴丸室在工作期間處于負(fù)壓,并保證經(jīng)過除塵裝置排出的氣體符合環(huán)保要求。正常噴丸應(yīng)使用自動控制噴丸機(jī),當(dāng)對零件進(jìn)行補(bǔ)噴操作時方可使用手工噴丸機(jī)。手工噴丸機(jī)至少應(yīng)滿足上述a)、c)、f)、h)和j)中規(guī)定的要求。工裝為確保被噴零件的指定噴丸區(qū)可以獲得所規(guī)定的噴丸強(qiáng)度和均勻覆蓋率,噴丸工裝應(yīng)滿足以下要求:a)可以保證工件在噴丸室內(nèi)做特定方式的運動(如水平或垂直方向的直線運動、圓周運動、往復(fù)擺動等);b)可以用來測定模擬工件所需噴丸部位的噴丸強(qiáng)度和覆蓋率。模擬工件為達(dá)到規(guī)定的噴丸要求,需要通過模擬工件來調(diào)整工藝參數(shù),檢驗強(qiáng)化質(zhì)量。模擬工件應(yīng)滿足以下要求:a)可以以實際零件為模擬工件,或采用多種型材組合;b)可以安裝在承載工件的工裝上;c)被固定的試片位置與數(shù)目滿足規(guī)定要求,試片與噴嘴(或離心輪)之間的距離等于被噴工件表面與噴嘴的距離。7.1.3被噴工件工件要求:a)除了特殊注明外(例如需要對部分噴丸表面進(jìn)行再加工),噴丸前工件尺寸及表面粗糙度應(yīng)滿足圖紙或工藝上的全部要求,如發(fā)現(xiàn)通過噴丸可能被掩蓋的缺陷時,應(yīng)交質(zhì)量部門處理;b)噴丸前工件應(yīng)完成旨在達(dá)到規(guī)定力學(xué)性能的熱處理;c)噴丸前工件表面應(yīng)清潔、干燥、無油污,必要時可采用無腐蝕性清洗劑清洗;d)除另有規(guī)定,工件應(yīng)在不受外力的狀態(tài)下(工裝夾緊力除外)接受噴丸;e)除特殊情況,噴丸后工件的指定表面不應(yīng)以任何切削方式進(jìn)行表面去層加工;f)噴丸后工件的指定表面如果必須進(jìn)行加工時,只允許珩磨或研磨去層,去層深度不應(yīng)超過1/10~1/5殘余壓應(yīng)力層深度。7.1.4操作準(zhǔn)備工藝文件文件內(nèi)容應(yīng)包括噴丸工藝的全過程。13GB/T39332—2020設(shè)備的檢查與調(diào)整操作要求:a)目視檢查噴嘴是否堵塞,是否有腐蝕物、油脂等,必要時應(yīng)加以清洗和清除;b)噴丸機(jī)內(nèi)的彈丸數(shù)量應(yīng)滿足連續(xù)噴丸的要求;c)彈丸篩選和分選機(jī)構(gòu)應(yīng)正常工作;d)工件和工裝應(yīng)分別滿足7.1.3和的要求。噴丸強(qiáng)度和覆蓋率的檢查與調(diào)整操作要求:a)噴丸強(qiáng)度小于0.15Amm時,應(yīng)采用N型試片測量噴丸強(qiáng)度;噴丸強(qiáng)度在0.15Amm~0.60Amm之間時,應(yīng)采用A型試片;噴丸強(qiáng)度處大于0.60Amm時,應(yīng)采用C型試片。b)將試片夾具分別固定在規(guī)定的各個噴丸部位的模擬工件上,再把模擬工件固定在夾具上。c)調(diào)整噴嘴(或離心輪)至各試片之間距離和角度(噴嘴至試片距離100mm~200mm),開動運轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行噴丸。卸下試片以非噴丸面為基準(zhǔn)面測量其弧高值。用一組試片經(jīng)不同時長(或次數(shù))噴丸之后,獲得弧高度曲線,飽和點弧高即噴丸強(qiáng)度。d)當(dāng)由以上步驟測得的噴丸強(qiáng)度高于或低于規(guī)定值時,則應(yīng)調(diào)整工藝參數(shù)(如彈丸速度等),直至達(dá)到規(guī)定值為止。e)用10倍放大鏡檢查零件表面的覆蓋率,可以采用與工件材料相同的板材料在固定試片夾具附近與試片同時噴丸的方法,測定覆蓋率。f)調(diào)整各工藝參數(shù),直至覆蓋率達(dá)到圖紙規(guī)定為止。非噴丸區(qū)保護(hù)操作要求:a)對于面積較大非噴丸區(qū),可以采用金屬板或橡皮板加以遮蔽保護(hù);b)對于面積較小非噴丸區(qū),可以采用厚度約1mm的橡膠薄膜、膠帶或膠布等進(jìn)行遮蔽保護(hù)。7.1.5噴丸與質(zhì)量控制完成以上準(zhǔn)備并檢驗合格后