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低速重载啮合齿面乏油发展过程与胶合损伤行为研究

乏油作为一种严重的润滑失效模式，会严重影响机械传动部件的传动效率、温升及服役可靠性。开式齿轮齿条等传动系统其运行过程中润滑介质损耗极为显著，极易面临严峻的乏油润滑风险。为揭示乏油工况下低速重载啮合齿面齿面胶合承载特性与损伤行为，通过双盘式滚动接触模拟试验对比研究了滚滑接触界面不同滑差与载荷条件下的乏油发展过程，及随接触润滑状态退化齿面胶合损伤规律。研究结果表明：在模拟供油中止条件下（实验开始时施加20μl润滑油），随着滚滑接触过程中润滑介质的不断去除，接触界面逐渐由良好润滑状态向乏油润滑状态转变，摩擦系数在维持一段较长的稳定阶段（（μ=0.07））后开始急剧上升，直至试样发生胶合，或最终恢复至干态水平（μ=0.35，未发生胶合）；随滑差率和接触载荷的增加，滚滑接触界面间乏油发展过程持续时间呈非线性下降趋势，且试样在摩擦系数上升至较低水平时发生胶合，表明摩擦功耗是影响滚滑接触界面乏油发展过程和胶合承载能力的关键影响因素。基于研究结果，对于开式齿轮传动系统，可将齿轮传动过程中的啮合功率损失作为齿面乏油润滑监测指标，避免齿面乏油所致的齿面胶合损伤。