メカニカルトランスミッションシステムのコアコンポーネントとして,信頼性は,機器の通常の動作と直接関係しています.根筋ストレス (Root Stress) は,その失敗に影響を与える主な要因の1つです歯根の屈曲ストレスの計算方法と,ギア断裂と障害の分析方法について議論します.エンジニアがよりよく理解し,ギアが切れる問題を防ぐために装置の使用寿命を向上させる.

1歯根の屈曲ストレスの定義

歯の根は,歯の根が最も弱い部分であるため,歯の根は,歯の根の最も弱い部分です.ストレスの集中効果が強い過剰な根ストレスは疲労裂けの発生と拡大につながり,最終的にはギア破裂につながる可能性があります.

2. 歯根の屈曲ストレスの計算方法

根の屈曲ストレスは,一般的にルイス式 (ルイス方程式) またはISO 6336-3標準式で計算される.

2.1 ルイス式

ルーイス式は,ギア強さの予備評価に適した,根張力の計算の簡素化方法である.

その中には:

σ F: 根の屈曲力 (MPa)

Ft:ギア表面に作用する触力 (N)

B:歯の幅 (mm)

M:モジュール (mm)

Y:歯の数と圧力角度に関連した歯の形状係数

✅ この式では,ストレスの集中効果を考慮せずに,ギアの根がシンプルなサポートビームの曲がった状態にあると仮定します.低精度計算にのみ適用されます.

2.2 ISO 6336-3標準式

より正確な根張力の計算については,ISO 6336-3 に規定された式を参照してください.

その中には:

KF: 負荷分布係数

KA: 適用された負荷係数

KV:動的負荷係数

YF:歯の形状係数

YS: ストレス濃度係数

✅ ISO 6336-3 計算方法は,負荷分布,製造エラーなど,実際の作業条件を考慮し,高精度のギア設計に適しています.

3歯車障害と障害の分析

ギアブレーキは,通常疲労故障や過負荷故障によって引き起こされます.以下は一般的な故障モードです.

3.1 根筋疲労骨折 (折り筋疲労骨折)

特徴: 裂け目 は 根 から 発生 し,根 の 沿い で 広がり,最終的には 歯車 が 壊れる よう に なる.

原因:

長期にわたる増殖負荷は疲労裂けの拡張につながります

歯根のストレスは大きすぎるし,ストレスの集中効果は重要です

材料の耐疲労強度が不十分

Rx: オーケー

ストレスの濃度を減らすために,根根の角度を最適化

表面強度を向上させるため,炭化物化またはボレン化するために

3.2 過負荷割れ (過負荷割れ)

特徴: 骨折口は壊れやすい骨折の特徴を示し,裂け目が急速に広がります.

原因:

過負荷による衝撃で瞬時に骨折

根材料の欠陥,包括,裂け目など

Rx: オーケー

衝撃耐性を向上させるため,高硬さ素材を使用する

内部欠陥を検出するために超音波欠陥検出が行われました

4鉄道輸送装置の最適化設計

鉄道輸送ギアボックスの設計では,根強度を向上させることが重要です.一般的な最適化対策には以下が含まれます.

ケース1: 高速EMU機器

ストレスの濃度を減らすために,大きな歯根と丸い角が使用されます.

表面のショットショット処理を施し,疲労耐性を向上させる.

ケース2:地下鉄のギアボックス

耐磨性を高めるため高強度炭化鋼が選択される.

歯根は負荷の分布を改善するために最適化されました

歯車 の 断裂 を 決定 する 鍵 に なっ て いる の は,根 の ストレス です.合理 的 な 計算 や 最適 化 設計 は,歯車 の 使用 寿命 を 効果的に 改善 する こと が でき ます.

ISO 6336-3規格は,高精密ギア設計のための根の屈曲ストレスのより正確な方法を提供します.

ギア断裂障害には主に疲労断裂と過負荷断裂が含まれます. 根構造を最適化し,表面処理を強化することによって疲労耐性を改善する必要があります.

鉄道輸送のギアボックスは高強度素材で作られ,最新の試験技術と組み合わせられ,ギアボックスの長期的安定的な動作を保証すべきである.