主页 > 公司动态 > >> 原创丨卡车驱动桥齿轮疲劳试验的思考(二)

  驱动桥在卡车上位于传动系末端,能改变来自变速箱输出的扭矩和转速,并将这扭矩和转速传递给驱动轮。驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴、轮毂和桥壳等部分组成,大部分卡车都是主减速器通过半轴直接将动力传递给轮毂从而驱动轮胎转动,少部分重型卡车上的轮边有减速机构,即通过太阳轮和行星轮将动力传递给轮胎。

  卡车驱动桥齿轮疲劳试验思考(一)里详细介绍了如何摸索断齿失效形式的试验方法,本篇文章我们介绍摸索点蚀失效形式的试验方法的思路过程。

  我们知道另一个经典的齿轮失效形式是点蚀,那么我们怎么才能让齿轮在台架上复现出点蚀呢?也就是说我们的目的是在台架上出现上面图片的这种失效形式,即失效形式是齿面一直出现小的损伤痕迹直至这个损伤越来越大最后就像齿面腐蚀了一样出现很多凹坑,企业内部必然有这样一种规范,点蚀恶劣的一定程度就不可接受,即认为齿轮已经失效了。因为整车上有这种经典的失效形式,那么整车上必然有引起这种失效形式的齿轮激励在里边,否则也不会出现这种失效形式了,接下来的工作就是在整车上找到这种齿轮激励,当然这里所说的齿轮激励就是变速箱通过传动轴给驱动桥施加的扭矩和转速,那么如何设定台架上的加载才能复现出这种点蚀失效形式呢?我们知道卡车在运输的过程中齿发生啮合的过程中也是这个齿的齿根应力发生从零到最大再到零的过程中,这算是一个循环,这种循环发生的次数多到一定程度后齿轮产生的损伤也就达到了材料的抗疲劳能力,那么就会出现点蚀失效。为了摸索这个激励的扭矩,我们想象中应该也是往国家标准上去靠拢,选一个特定的扭矩值,然后把这个扭矩值加载到台架上,时间长了以后车桥齿轮就会出现点蚀失效的形式。那接下来我们到底选哪个扭矩值呢?方案思路是这样的,我们在上篇文章中介绍到先按照国家标准上进行加载,但这时候出现的失效形式往往是断齿,也就是说按照这个标准很难做出点蚀的失效形式,我们很好理解,齿轮断了必然属于失效,车都没法开了,虽然严重的点蚀发生的情况下车还能开,但这时候噪音特别大,振动也特别大,也是判定为失效了。我们可以在国家标准的基础上降低10%的扭矩加载上去,这时候建议将桥壳的桥包或者减速器壳上提前钻一个螺纹孔,用一个类似医学上那种内窥镜去定期观察齿面损伤情况。如果通过一定的台架时间发现齿轮失效形式与预期不一致,我们也可以将扭矩在国家标准的基础上降低20%加载到台架上,因为用户在使用驱动桥的过程中,大部分扭矩相比国家标准的扭矩还是比较小的,所以降低扭矩去加载到台架上也是很合理的,但是这时候一个坏处就是扭矩越小,我们得到失效的结果的时间跨度就越长,在这种点蚀失效形式的试验摸索思路要进行很好的平衡,台架时间不能过长,但是失效形式也不能发生变化,降低扭矩加载的过程虽然跟国家标准不同,但这只是一种试验手段而已,台架试验上的扭矩不一定非得很大,但是有一点要注意得保证不同的扭矩加载要保持齿轮油油温是一样的,仅仅保持试验中的扭矩这一个变量。需要多准备一些待试验的驱动桥,逐渐的降低扭矩观察齿轮失效形式,通过这种思路必然能找到一个扭矩,加载这个扭矩到试验台上,驱动桥的齿轮失效形式是点蚀,同样,我们也可以计算这个扭矩下齿根的弯曲应力,因为扭矩和应力是对应的。

  我们通过一个平台的驱动桥摸索出了这个扭矩范围和应力范围值,那么我们可以直接再多找其它吨位平台的驱动桥进行的同样的摸索方法去找到这个扭矩范围值和应力范围值。我们把这些扭矩范围和应力范围的数值都统计好,我们必然能发现一些规律,是不是扭矩范围都在最大理论扭矩值某个比例范围上?或者应力范围数值上有没有交集?仔细分析,必然能发现规律性结论,而这个结论必然可以指导后期驱动桥的齿轮疲劳试验,尤其是这个点蚀失效形式。

  关于台架时间上,摸索点蚀失效试验的扭矩加载必然比断齿失效试验的扭矩时间要长很多,整车上大部分时间还是更小小扭矩工作的,台架上扭矩虽然降低,但是相比整车上还是能加速很多的。假设试验台每天工作22小时,留出2小时观察齿轮表面失效的,20天之后就是440小时,预计离要出现的失效形式的时间很接近了,这样计算两个月的时间才能做三根驱动桥,一年台架仅做18根驱动桥,虎扑体育!差不多能摸索四个平台的驱动桥点蚀试验了,积累的数据还是蛮多的。

  驱动桥齿轮失效主要是断齿和点蚀两种经典形式,摸索完断齿试验方法之后再摸索点蚀试验方法是非常有意义的,断齿试验方法摸索大概需要半年时间,点蚀试验方法摸索大盖需要一年时间,后期可以根据摸索成果对未来的产品进行定向验证,市场上有那种失效形式就在台架上复现那种失效形式。我们按照上述方法摸索到了合适的加载扭矩方法进行点蚀的驱动桥齿轮疲劳试验,后期可以大量推广,接下来的文章中会介绍如何根据市场用户使用设计一个更加有效的试验加载方案。