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基于实测齿廓曲线的齿轮磨损系数计算方法

摘 要：齿轮磨损失效主要分为黏着磨损、疲劳磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损等。齿轮实际运行过程中的磨损一般为多种形式的综合作用。研究齿轮磨损机理，对齿轮磨损进行预测可以在设计阶段有效地预防机械设备磨损故障。利用Archard磨损公式可有效地进行磨损预测，但是由于磨损系数难以直接确定，通常在齿轮磨损模拟中将磨损系数设为一个定值，因此预测的磨损曲线与实测曲线有较大的差异。由于齿轮在啮合过程中，各点所承受的压力、滑动系数等都是时变的，因此沿齿廓方向各点的磨损系数并非一个常数。为此本文基于粗糙度轮廓仪获取FZG齿轮实验各实验阶段齿廓形貌信息；基于最小二乘拟合算法，使实测齿廓与理论齿廓拟合，确实实测齿廓的在齿面的位置。由于在实际测量过程中，安装误差不可避免，本文基于投影法对安装误差进行了补偿。针对于目前没有获取实测齿廓上包络线的滤波算法，提出迭代滤波方法，获取齿廓上包络面，进而实现了齿廓表面磨损量的计算。基于Hertz接触理论与Archard磨损公式计算滑动系数等参数，实现了齿轮FZG试验中齿廓磨损系数的计算。

关键词: Archard磨损公式；粗糙度轮廓仪；上包络线；安装误差；磨损系数