Als kerncomponent van een mechanisch transmissie­systeem is de betrouwbaarheid rechtstreeks verbonden met de normale werking van de apparatuur.Root Stress is een van de belangrijkste factoren die van invloed zijn op het falenIn dit artikel zullen we de berekeningsmethode van de tandwortelbuigstress grondig analyseren en de analyse methode van versnellingsbrekingen en storingen bespreken.Om de ingenieurs te helpen het probleem van versnelling beter te begrijpen en te voorkomen, en de levensduur van de uitrusting verbeteren.

1Definitie van de buigstress van de tandwortel

De tandwortel is het zwakste deel van de tand.het effect van de spanningsconcentratie is sterkDe overmatige wortelspanning kan leiden tot het ontstaan en de uitbreiding van vermoeidheid scheuren, en uiteindelijk leiden tot versnellingsbrekingen.

2. Berekeningsmethode van de buigspanning van de tandwortel

De wortelbuigspanning wordt over het algemeen berekend volgens de formule van Lewis (Lewisvergelijking) of de standaardformule van ISO 6336-3.

2.1 De formule van Lewis

De formule van Lewis is een vereenvoudigde methode voor de berekening van de wortelspanning die geschikt is voor een voorlopige schatting van de tandwielsterkte:

onder andere:

σ F: wortelbuigspanning (MPa)

Ft: tangentiële kracht op het tandwieloppervlak (N)

B: tandbreedte (mm)

M: modulus (mm)

Y: tandvormcoëfficiënt, in relatie tot aantal tanden en drukhoek

✅ Deze formule veronderstelt dat de wortel van het versnellingsapparaat in de gebogen toestand van een eenvoudige steunbalk is, zonder rekening te houden met het effect van de spanningsconcentratie,en is alleen van toepassing op berekeningen met een lage precisie.

2.2 ISO 6336-3 standaardformule

Voor een nauwkeurigere berekening van de wortelspanning wordt verwezen naar de formule in ISO 6336-3:

onder andere:

KF: Verdeelcoëfficiënt van de belasting

KA: Toegepaste belastingcoëfficiënt

KV: de dynamische belastingcoëfficiënt

YF: tandvormcoëfficiënt

YS: Stressconcentratiecoëfficiënt

✅ ISO 6336-3-berekeningsmethode houdt rekening met de werkelijke werkomstandigheden, zoals belastingverdeling, fabricagefouten, enz., en is geschikt voor het ontwerpen van hogeprecisionen.

3Analyse van versnellingsbrekingen en storingen

Versnellingsbrekingen worden meestal veroorzaakt door vermoeidheidsfout of overbelastingfout.

3.1 Wortelvermoeidheidsbreuk (buigvermoeidheidsbreuk)

Kenmerken: Barsten ontstaan bij de wortel en uitbreiden zich langs de wortel, waardoor de tandwiel uiteindelijk breekt.

oorzaak:

Langdurige verspreidingsbelasting leidt tot uitbreiding van de vermoeidheid

De stress van de tandwortel is te groot en het stressconcentratie-effect is significant

Onvoldoende vermoeidheid van het materiaal

Rx:

De wortelhoek is geoptimaliseerd om de stressconcentratie te verminderen

Voor het karbureren of bolen om de oppervlakte-sterkte te verbeteren

3.2 Overbelastingbreuk (Overbelastingbreuk)

Kenmerken: De breukpoort vertoont broze breukken en de scheur breidt zich snel uit.

oorzaak:

Overbelastingsinslag met onmiddellijke breuk

Defect van het wortelmateriaal, zoals insluitsels, scheuren

Rx:

Gebruik harde materialen om de slagweerstand te verbeteren

Ultrasone foutdetectie werd uitgevoerd om de interne defecten te detecteren

4. Optimalisatie van het ontwerp van spoorvervoersapparatuur

Bij het ontwerp van een versnellingsbak voor spoorvervoer is het van cruciaal belang de wortelsterkte te verbeteren.

Geval 1: EMU-snelheidsinstrumenten

Grote tandwortels en afgeronde hoeken worden gebruikt om de stressconcentratie te verminderen.

Uitvoeren van een oppervlaktebehandeling om de vermoeidheid te verbeteren.

Geval 2: Versnellingsbak in de metro

Om de slijtvastheid te verhogen, wordt karburerend staal met hoge sterkte gekozen.

De tandwortel is geoptimaliseerd om de belastingverdeling te verbeteren.

Een redelijke berekening en optimalisatie van het ontwerp kunnen de levensduur van een versnelling effectief verbeteren.

De ISO 6336-3-standaard biedt een nauwkeurigere methode voor wortelbuigspanningen voor het ontwerp van hoge precisieversnellingen.

Bij het breken van een tandwiel wordt vooral rekening gehouden met vermoeidheidsbreken en overbelastingsbreken.

De versnellingsbak voor spoorvervoer moet worden vervaardigd van hoogwaardige materialen en gecombineerd met moderne testtechnologie om de langdurige stabiele werking van het versnellingsapparaat te garanderen.