某聚丙烯挤压造粒机组主齿轮箱输出齿轮轴运行过程中发生断裂,通过断口分析、理化检验和强度校核,探究了该齿轮轴断裂失效的原因。结果表明,由于对应螺杆轴断裂造成瞬时冲击,导致该齿轮轴出现早期微动撕裂缺陷;在转矩和弯矩的复合交变载荷作用下,萌生早期裂纹并沿轴颈处扩展;当齿轮轴的有效承载面积减小到无法承受正常工作产生的扭转力矩时,齿轮轴发生断裂。另外,齿轮轴颈退刀槽处易形成应力集中,也是开裂的诱因之一。

硬齿面齿轮存在一种被称为齿面断裂(Tooth flank fracture,TFF)的轮齿失效模式。ISO组织在2019年发布了针对齿面断裂承载能力计算的技术规范。齿面断裂失效是一种疲劳现象,初始裂纹萌生于表面硬化层与轮齿心部的过渡区,它的失效机理不同于传统的点蚀和齿根断裂疲劳失效模式。对齿面断裂失效的主要特征、研究现状、计算方法和主要影响因素进行了归纳。为深入了解齿面断裂失效提供了理论依据。

为了实现无人直升机齿轮油国产化,明确不同性能的齿轮油对齿轮箱性能的影响,从而科学地提高齿轮箱的可靠性和寿命,郑州机械研究所有限公司联合多家单位自主开发了80W-140型无人直升机齿轮油。在实验室对油品性能测试的基础上,通过齿轮箱综合性能试验台对80W-140型油品和进口油的性能表现进行了对比测试,并对台架试验测试得到的振动、噪声、温度、效率和胶合转矩等指标进行了分析。结果表明,不同性能油品对齿轮箱的效率和承载能力的影响明显不同,所研制的80W-140型油品具有较好的抗磨减摩和抗胶合性能,可有效提高齿轮箱的可靠性。