齿面疲劳是齿轮传动中因长期交变应力作用导致的齿面损伤,常见形式包括点蚀、剥落等,会显著降低齿轮寿命和传动效率。烟台齿轮加工避免齿面疲劳需从材料选择、加工工艺、热处理及润滑维护等多环节综合控制,具体措施如下:
1. 优化材料选择
高强度合金钢:选用含铬、镍、钼等元素的合金钢(如20CrMnTi、18CrNiMo7-6),其高硬度和良好韧性可抵抗交变应力。
表面强化材料:采用渗碳钢或氮化钢,通过表面硬化处理(如渗碳淬火、氮化)形成高硬度表层(HRC58-62),同时保持心部韧性,有效抵御接触疲劳。
2. 准确控制烟台齿轮加工质量
提高表面光洁度:采用精滚、磨齿或珩齿工艺,将齿面粗糙度控制在Ra0.4μm以下,减少应力集中点,降低疲劳裂纹萌生风险。
控制齿形误差:确保齿形精度(如GB/T 10095规定的6级以上),避免因齿形偏差导致局部接触应力过高。
优化齿面纹理:通过定向磨削或抛光形成规则纹理,引导润滑油均匀分布,改善润滑条件。
3. 强化热处理工艺
渗碳淬火:在900-950℃渗碳后淬火,形成高碳马氏体表层和低碳韧性心部,兼顾耐磨性与抗冲击性。
低温回火:通过150-200℃回火消除淬火应力,稳定组织,提高韧性。
表面强化处理:采用喷丸、滚压或激光冲击强化,在齿面引入残余压应力,抵消部分交变拉应力,延缓疲劳裂纹扩展。
4. 改善润滑与维护
选用极压润滑油:添加含硫、磷极压添加剂的润滑油,形成化学吸附膜,降低接触摩擦系数(μ≤0.05)。
控制油温与清洁度:保持油温在40-60℃,避免高温导致油膜破裂;定期过滤杂质,防止磨粒磨损加剧疲劳。
定期检测与更换:通过振动分析或油液检测监测齿轮状态,及时更换磨损齿轮或润滑油。
5. 优化设计参数
控制重合度:确保重合度ε≥1.2,使载荷分布更均匀,减少单齿应力集中。
采用修形技术:对齿顶和齿根进行修形(如鼓形修形),消除边缘接触,降低应力峰值。
合理选择烟台齿轮加工模数与齿宽:避免模数过小导致齿根弯曲应力过大,或齿宽过大增加局部载荷。


