同步帶輪傳動(dòng)生效方式和設(shè)計(jì)原則

同步帶輪傳動(dòng)的生效次要是輪齒的生效，而輪齒的生效方式又多種多樣，較爲(wèi)罕見(jiàn)的是上面敘說(shuō)的五種生效方式。同步帶輪的其它局部（如齒圈、輪輻、輪轂等），除了對(duì)帶輪的質(zhì)量大小需加嚴(yán)厲限制外，通常只需按經(jīng)歷設(shè)計(jì)，所定的尺寸對(duì)強(qiáng)度及剛度均較富裕，理論中也極少生效。 

1、齒面膠合

關(guān)于高速重載的同步輪傳動(dòng)（如航空發(fā)起機(jī)加速器的主傳動(dòng)同步輪），齒面間的壓力大，霎時(shí)溫度高，光滑效果差，當(dāng)瞬時(shí)溫渡過(guò)高時(shí)，相嚙合的兩齒面就會(huì)發(fā)作粘在一同的景象，由于此時(shí)兩齒面又在作滑動(dòng)，相粘結(jié)的部位即被撕破，于是在齒面上沿滑動(dòng)的方向構(gòu)成傷痕，稱爲(wèi)膠合。傳動(dòng)時(shí)齒面瞬時(shí)溫度愈高、滑動(dòng)速度愈大的中央，愈易發(fā)作膠合。有些低速重載的重型同步輪傳動(dòng)，由于齒面間的油膜遭到毀壞，也會(huì)發(fā)生膠合生效。此時(shí)，齒面的瞬時(shí)溫度并無(wú)分明增高，故稱爲(wèi)冷膠合。 增強(qiáng)光滑措施，采用抗膠合才能強(qiáng)的光滑油（如硫化油），在光滑油中參加極壓添加劑等，均可避免或加重齒面的膠合。

2、齒面磨損　　　在同步輪傳動(dòng)中，齒面隨著任務(wù)條件的不同會(huì)呈現(xiàn)不同的磨損方式。例如當(dāng)嚙合齒面間落入磨料性物質(zhì)（如砂粒、鐵屑等）時(shí)，齒面即被逐步磨損而至報(bào)廢。這種磨損稱爲(wèi)磨粒磨損。它是開(kāi)式同步輪傳動(dòng)的次要方式之一。改用閉式同步輪傳動(dòng)是防止齒面磨粒磨損無(wú)效的辦法。

 

3、輪齒折斷

輪齒折斷有多種方式，在正常狀況下，次要是齒根彎曲疲勞折斷，由于在輪齒受載時(shí)，齒根處發(fā)生的彎曲應(yīng)力較大，再加上齒根過(guò)渡局部的截面漸變及加工刀痕等惹起的應(yīng)力集中作用，當(dāng)輪齒反復(fù)受載后，齒根處就會(huì)發(fā)生疲勞裂紋，并逐漸擴(kuò)展，致使輪齒疲勞折斷。 此外，在輪齒遭到忽然過(guò)載時(shí)，也能夠呈現(xiàn)過(guò)載折斷或剪斷；在輪齒遭到嚴(yán)重磨損后齒厚過(guò)火減薄時(shí)，也會(huì)在正常載荷作用下發(fā)作折斷。 

在斜齒圓柱同步輪傳動(dòng)中，輪齒任務(wù)面上的接觸線爲(wèi)一斜線（參看圖例），輪齒受載后，如有載荷集中時(shí)，就會(huì)發(fā)作部分折斷。若制造或裝置不良或軸的彎曲變形過(guò)大，輪齒部分受載過(guò)大時(shí)，即便是直齒圓柱同步輪，也會(huì)發(fā)作部分折斷。 

爲(wèi)了進(jìn)步同步輪的抗折斷才能，可采取下列措施：

1）用添加齒根過(guò)渡圓角半徑及消弭加工刀痕的辦法來(lái)減小齒根應(yīng)力集中；

2）加大軸及支承的剛性，使輪齒接觸線上受載較爲(wèi)平均；

3）采用適宜的熱處置辦法使齒芯資料具有足夠的韌性；

4）采用噴丸、滾壓等工藝措施對(duì)齒根表層停止強(qiáng)化處置。

4、齒面塑性變形

塑性變形屬于輪齒永世變形一大類的生效方式，它是由于在過(guò)大的應(yīng)力作用下，輪齒資料處于屈從形態(tài)而發(fā)生的齒面或齒體塑性活動(dòng)所構(gòu)成的。塑性變形普通發(fā)作在硬度低的同步輪上；但在重載作用下，硬度高的同步輪上也會(huì)呈現(xiàn)。 塑性變形又分爲(wèi)滾壓塑變和錘擊塑變。滾壓塑變是由于嚙合輪齒的互相滾壓與滑動(dòng)而惹起的資料塑性活動(dòng)所構(gòu)成的。由于資料的塑性活動(dòng)方向和齒面上所受的摩擦力方向分歧，所以在自動(dòng)輪的輪齒上沿滑動(dòng)速度爲(wèi)零的節(jié)線處被碾出溝槽,而在從動(dòng)輪的輪齒上則在節(jié)線處被擠出脊棱。這種景象稱爲(wèi)滾壓塑變形。錘擊塑變則是伴有過(guò)大的沖擊而發(fā)生的塑性變形，它的特征是在齒面上呈現(xiàn)淺的溝槽，且溝槽的取向與嚙合輪齒的接觸線相分歧。 進(jìn)步輪齒齒面硬度，采用高粘度的或加有極壓添加劑 的光滑油均有助于減緩或避免輪齒發(fā)生塑性變形。

 

5、齒面點(diǎn)蝕

點(diǎn)蝕是齒面疲勞損傷的景象之一。在光滑良好的閉式同步輪傳動(dòng)中，罕見(jiàn)的齒面生效方式多爲(wèi)點(diǎn)蝕。所謂點(diǎn)蝕就是齒面資料變化著的接觸應(yīng)力作用下，由于疲勞而發(fā)生的麻點(diǎn)狀損傷景象。齒面上呈現(xiàn)的點(diǎn)蝕僅爲(wèi)針尖大小的麻點(diǎn)，如任務(wù)條件未加改善，麻點(diǎn)就會(huì)逐步擴(kuò)展，甚至數(shù)點(diǎn)連成一片，構(gòu)成了分明的齒面損傷。 同步輪在嚙合進(jìn)程中，齒面間的滑動(dòng)起著構(gòu)成光滑油膜的作用，而且滑動(dòng)速度愈高，愈易在齒面間構(gòu)成油膜，光滑也就愈好。當(dāng)輪齒在接近節(jié)線處嚙合時(shí)，由于滑動(dòng)速度低，構(gòu)成油膜的條件差，光滑不良，摩擦力較大，特別是直同步輪傳動(dòng)，通常這時(shí)只要一對(duì)齒嚙合，輪齒受力也較大，因而，點(diǎn)蝕也就首先呈現(xiàn)在接近節(jié)線的齒根面上，然后再向其它部位擴(kuò)展。從意義上說(shuō)，也就是接近節(jié)線處的齒根面抵抗點(diǎn)蝕的才能較差（即接觸疲勞強(qiáng)度較低）。 

進(jìn)步同步帶輪資料的硬度，可以加強(qiáng)同步輪抗點(diǎn)蝕的才能。在嚙合的輪齒間加注光滑油可以減小摩擦，減緩點(diǎn)蝕，延伸同步輪的任務(wù)壽命。并且在合理的限制內(nèi)，光滑油的粘度越高，上述效果也愈好。由于當(dāng)齒面上呈現(xiàn)疲勞裂紋后，光滑油就會(huì)侵入裂紋，而且粘度愈低的油，愈易侵入裂紋。光滑油侵入裂紋后，在輪齒嚙合時(shí)，就有能夠在裂紋內(nèi)遭到擠脹，從而放慢裂紋的擴(kuò)展，這是不利之處。所以對(duì)速度不高的同步輪傳動(dòng)，以用粘度高一點(diǎn)的油來(lái)光滑爲(wèi)宜；對(duì)速度較高的同步輪傳動(dòng)（如圓周速度v>12m/s），要用噴油光滑（同時(shí)還起散熱的作用），此時(shí)只宜用粘度低的油。開(kāi)式同步輪傳動(dòng)，由于齒面磨損較快，很少呈現(xiàn)點(diǎn)蝕。