齿轮淬火的“最佳”硬化层深与“适当”硬化层深

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齿轮淬火的最佳”硬化层深与适当”硬化层深

众所周知，齿轮的淬硬层深过浅”，对接触和弯曲承载能力都不利。但淬硬层也不是越深越好，最佳或适当的硬化层深度，可使齿面和齿根都具有较高的强度（承载能力）。另外，不同的热处理方法，其最佳”值也不是-样的。
二十世纪七、八十年代，随着齿轮强度计算方法ISO标准的公布，以及国内GB/3480圆柱齿轮承载能力计算方法”标准的实施，特别是工业硬齿面齿轮的广泛采用，国内外齿轮工作者（专家、学者），就热处理硬化层深问题，进行了大量的试验研究和理论分析。其实质都是基于接触（弯曲）疲劳强度，其核心问题是：疲劳裂纹发生（萌生）在何处破坏后的形状是点蚀（pitting贝壳状），还是片蚀（剥落spalling）研究表明，-般软齿面大多是点蚀，而硬齿面大齿轮大多是剥落（片蚀）。疲劳裂纹的萌生，有可能在表面，也有可能在表层。
至今，有关硬齿面齿轮接触疲劳强度（剥落）计算的理论和方法，主要有：最大剪切应力τmax（τ45°）；正交剪切应力（τyz）；当量剪切应力（τeffa）；深部接触应力；最大剪切应力/剪切强度的峰值；正交剪切应力/强度（硬度）（τyz/HV）max；当量剪切应力/强度的峰值等，通过理论计算可以确定接触疲劳强度（安全系数）；或者确定最佳淬硬层深度。这些理论和方法-直都有争议，因此至今也没有-个权威的理论和方法被大家所能完全接受。
所谓最佳硬化层深”，其说法也是较含糊的，而且众说不-，以渗碳淬火齿轮为例，
德国DIN3990，硬化（渗碳）层深度，给出-个经验公式：（推荐）Eht 0.15mn（mn--法面模数）(1)。该经验公式，有-个突出的问题，就是未考虑实际载荷的情况。所以，对于轻载齿轮，允许比经验公式稍浅的硬化层深度。Thomas Tobie近年来提出在用ISO/DIN进行标准化承载能力计算时，考虑硬化层深度对承载能力的影响，引入了影响系数ZEht（接触承载能力影响系数）；УEht（弯曲承载能力影响系数）。其目的是对于某-结构的齿轮，确定要求的硬化层深度，或者计算已给定硬化层的齿轮承载能力（安全系数）。
美国AGMA（基于最大剪切应力），最小硬化层深度（最佳层深）：