Page 49 - 《摩擦学学报》2021年第5期

638 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

Normal
Load
Tangential Conact stress Material
Rolling Hardness
Motion
Sliding
Local feature Strength
Base oil Thickness ratio Micro-pitting Properties
Lubricity Residual
Additives stress

Size
Micro crack Plasticity
Geometry
Profile
Sliding speed Modification
Toughness
Texture
Roughness
Finish

Fig. 2 Influencing factors on the formation of micro-pitting
图 2 影响微点蚀产生的主要因素

z
35
x
30
1.5
25
y/mm 1.0 20
0.5 z/mm
15
0.0
10
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
x/mm 5
0

Fig. 3 Three dimensional morphology of micro-pitting pits
图 3 微点蚀坑的三维形貌特征

滑动速度，促使齿面的温度瞬时升高，此时隔离两啮 对运动、油液性能、几何齿形以及齿面形貌等因素的
合齿面接触的润滑油膜破裂，金属活性也会增大，在 影响，各因素影响机理与作用关系基本与微点蚀相
较大接触载荷的作用下，两接触齿面即会形成微观尺 同，区别是微点蚀没有形成金属微观尺寸级别的直接
[19]
寸级别上的金属焊合，伴随着两齿面持续的相对运 焊合 . 在复杂啮合工况下，大应力高滑差状态下的
动，焊合金属会被无规则地撕裂，从而造成齿面材料 齿面接触极易形成过高的啮合温度而造成齿面胶合.
的脱落 [16-19] . 如图4所示，热胶合虽然在一定条件下会 在工程应用和试验测试中，由于啮入啮出端不能正常
瞬时产生，但也存在着1个渐进发展的过程，会沿齿廓 形成润滑油膜，在齿顶和齿根部位更易出现局部热胶
[16]
齿向两个方向不断扩展. 需明确的是，热胶合与传统 合现象 ，见图5(b).

意义上的疲劳损伤有着本质的不同，疲劳存在着裂纹 1.3 两者的关系
起源、扩展、失稳断裂的1个渐进过程，发展周期较长， 对于高接触应力变速域传动齿轮，会经常概率性
[14]
而热胶合则是由于局部失效造成有效接触面积的减 地随机出现微点蚀和热胶合两种失效模式 . 这种情
少，促使其剩余齿面接触应力进一步增大，从而形成 况表明：在一定情况下微点蚀和热胶合两种失效模式
胶合面积的快速扩展，相对来说发展过程的时间较短. 会发生转变，存在着竞争性呈现机制. 结合工程应用，
在热胶合产生后，传动齿轮副的振动噪声和功率损耗 通过试验测试也验证了这种现象的存在，并发现微点
会明显增大，同时，热胶合损伤沿相对滑动方向具有 蚀和热胶合出现的位置分布规律也具有很大的相似
明显的方向性，如图5(a)所示. 性，均较易出现于靠近啮入和啮出位置的齿面上，在
同微点蚀一样，热胶合的产生也受到递载荷、相 靠近节圆处却极少发生，如图6所示. 基于以上现象和