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標題: 做了一款產品，實驗了很多次，請教各位大神 [打印本頁]

作者: 博Sir 時間: 2018-12-4 18:58
標題: 做了一款產品，實驗了很多次，請教各位大神
做了一款產品，實驗了很多次，加載3000Nm，每次都是蝸桿齒根斷裂，剛開始用雙頭的蝸桿跑了不到10個小時，蝸桿齒根就斷了，后來換成單頭蝸桿大概跑了99個小時蝸桿就斷了，蝸輪磨損嚴重，齒厚變薄，蝸輪蝸桿齒面點蝕嚴重蝸桿模數5，蝸輪齒數40，中心距125，蝸桿材料42CrMo，蝸輪材料QAl10-4-4，蝸桿芯部調質，齒面淬火50~55HRC；閉式結構，油浴。手冊上不是說應該是蝸輪先失效的么，要斷裂也是蝸輪齒根斷裂，為什么我實驗下來都是蝸桿齒根斷裂，有大神能分析一下么

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作者: 落羽神戀 時間: 2018-12-4 19:49
坐沙發等答案

作者: freebooter_13 時間: 2018-12-4 19:59
這與早年遇到的拉桿斷齒類似，應該是應力集中導致的，建議將齒根的倒大點的R角。

作者: 魍者歸來 時間: 2018-12-4 20:14
我怎么感覺“頂”住了呢？是不是加工有問題??？裝配有調整過中心嗎？

作者: 曉昀 時間: 2018-12-4 20:20
蝸桿的圖紙能不能傳上來，一起看看？

作者: 遠祥 時間: 2018-12-4 20:34
從操作角度來講，蝸輪齒被折斷，一是承受的外力較大，在一種或多種力單獨或聯合作用下，再加上蝸輪和蝸桿配合不良，就會發生局部開裂的現象。

作者: 集成機甲 時間: 2018-12-4 20:52
大負荷摩擦高溫潤滑不良，就想到這些關鍵詞。

作者: 17567410 時間: 2018-12-4 21:52
排除計算，參數選擇等，僅對試運行說，先空載運行多少小時的跑合工作過程有沒有？減速箱溫升情況。

作者: 竹筠俠 時間: 2018-12-4 22:14
驗算下蝸桿齒根強度夠不夠，這么快就失效，計算是不是充分

作者: koop_00818 時間: 2018-12-5 07:21
好像是蝸桿的齒面熱處理不行，應力沒有消除，這么大模數的蝸桿，按理不會斷成這樣

作者: oldpipe 時間: 2018-12-5 07:27
齒根斷裂是一種典型的失效模式，寫進教科書的，甚至考試都會考到。篇幅比較大的手冊、專門的減速器手冊對此都有描述。

作者: 嗖嗖之箭 時間: 2018-12-5 08:09
如果有必要可以找一家機構做一下失效分析

作者: 鑫森淼炎垚 時間: 2018-12-5 08:32
檢查設計、加工、裝配3個環節。從照片分析，箱體加工精度問題可能性大一些。

作者: 眸上有傷痕 時間: 2018-12-5 08:52
坐等分析結果出來學習！

作者: 博Sir 時間: 2018-12-5 08:56

freebooter_13 發表于 2018-12-4 19:59
這與早年遇到的拉桿斷齒類似，應該是應力集中導致的，建議將齒根的倒大點的R角。

謝謝你的建議，齒根根部已有圓角，下回再次試驗可以再加大根部圓角

作者: 博Sir 時間: 2018-12-5 08:58

魍者歸來發表于 2018-12-4 20:14
我怎么感覺“頂”住了呢？是不是加工有問題??？裝配有調整過中心嗎？

沒有頂住呢，那是齒根斷裂后，

作者: 博Sir 時間: 2018-12-5 09:01

遠祥發表于 2018-12-4 20:34
從操作角度來講，蝸輪齒被折斷，一是承受的外力較大，在一種或多種力單獨或聯合作用下，再加上蝸輪和蝸桿配 ...

載荷也就3000Nm，負載大小有力矩傳感器控制的，有限元分析，理論壽命應該沒問題，但是實際操作就是不行

作者: jiangsuwanhua 時間: 2018-12-5 09:01
是不是潤滑不到位呀

作者: 博Sir 時間: 2018-12-5 09:06

17567410 發表于 2018-12-4 21:52
排除計算，參數選擇等，僅對試運行說，先空載運行多少小時的跑合工作過程有沒有？減速箱溫升情況。

空載跑合的時間不長，也就一個晚上，減速箱溫升，達到平衡時有過70~80度的樣子，后面加了散熱，平衡時50度左右的樣子

作者: 博Sir 時間: 2018-12-5 09:07

竹筠俠發表于 2018-12-4 22:14
驗算下蝸桿齒根強度夠不夠，這么快就失效，計算是不是充分

做過有限元分析，疲勞強度應該沒問題，但是實驗就是不行

作者: 博Sir 時間: 2018-12-5 09:09

oldpipe 發表于 2018-12-5 07:27
齒根斷裂是一種典型的失效模式，寫進教科書的，甚至考試都會考到。篇幅比較大的手冊、專門的減速器手冊對此 ...

嗯教科書上都是說蝸輪齒根較為薄弱，所以失效一般都發生在蝸輪上面設計驗算都是以蝸輪的強度來設計驗算，但實驗下來均是蝸桿先失效

作者: 博Sir 時間: 2018-12-5 09:12

鑫森淼炎垚發表于 2018-12-5 08:32
檢查設計、加工、裝配3個環節。從照片分析，箱體加工精度問題可能性大一些。

箱體CNC加工出來后，質檢部有三坐標進行檢驗

作者: 702736 時間: 2018-12-5 09:13
樓主把負荷寫清楚，折到渦輪上扭矩多少？有否沖擊負載？

作者: 博Sir 時間: 2018-12-5 09:20

jiangsuwanhua 發表于 2018-12-5 09:01
是不是潤滑不到位呀

油浴，應該還好，之前因為潤滑不到位，齒面有膠合，后來改善后沒出現過膠合顯現了

作者: 螞蟻機械 時間: 2018-12-5 09:39
我感覺是材料熱處理后太脆了，加工時不是每個齒面都是完全一致的，在運行時有外力的情況下撞擊造成的斷裂

作者: moipourlui 時間: 2018-12-5 09:40
本帖最后由 moipourlui 于 2018-12-5 09:42 編輯

渦輪磨損嚴重，說明接觸強度不夠；
蝸桿斷裂說明強度也不夠啊，先校核一下設計吧；

接觸強度彎曲強度還有剛度。

作者: 博Sir 時間: 2018-12-5 09:51

702736 發表于 2018-12-5 09:13
樓主把負荷寫清楚，折到渦輪上扭矩多少？有否沖擊負載？

負載3000Nm，蝸輪蝸桿中心距125，蝸輪蝸桿模數5，單頭蝸桿，蝸桿軸向受力約60000N，電機啟動瞬間有沖擊負載

作者: 博Sir 時間: 2018-12-5 09:57

moipourlui 發表于 2018-12-5 09:40
渦輪磨損嚴重，說明接觸強度不夠；
蝸桿斷裂說明強度也不夠啊，先校核一下設計吧；

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做過有限元分析的啊

作者: moipourlui 時間: 2018-12-5 10:07
本帖最后由 moipourlui 于 2018-12-5 10:10 編輯

核疲強度是考核的一方面；但不是全部；

強度是多方面的概念，首先要能滿足使用，才考核疲勞壽命吧？

作者: 博Sir 時間: 2018-12-5 10:18

moipourlui 發表于 2018-12-5 10:07
核疲強度是考核的一方面；但不是全部；

首先強度足夠，才考核疲勞強度吧？

算疲勞強度之前肯定是先驗算他的強度啊如果剛開始強度不夠的話，那應該直接運行蝸桿或者蝸輪就斷裂了，關鍵是我還跑合了98個小時呢
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作者: t125438094 時間: 2018-12-5 10:32
學習一下

作者: 正在連接... 時間: 2018-12-5 10:50
看樓主的圖蝸桿應該是感應淬火的，不知道樓主用的中頻還是什么，我的經驗5模數如果用感應淬火，齒根硬度會達不到，你可以切下來看下淬硬層。是否可以更改下熱處理工藝，用滲碳淬火。我按圖猜的，錯了別怪我。

作者: 起個名字好糾結 時間: 2018-12-5 10:55
一句話，強度不夠！過載了。

作者: 702736 時間: 2018-12-5 11:06
首先接觸應力太大，第二折斷是工藝可能有問題，太脆了吧？

作者: 楊月初cq 時間: 2018-12-5 14:47
坐等大佬解答=-=

作者: 1179819870 時間: 2018-12-5 15:40

博Sir 發表于 2018-12-5 09:57
做過有限元分析的啊

還是按手冊計算吧，有限元考慮的東西太少了

作者: Cavalier_Ricky 時間: 2018-12-5 15:53
本帖最后由 Cavalier_Ricky 于 2018-12-5 15:57 編輯

還是多級減速穩妥了吧。。。（我只是野路子的。。。）

蝸輪的每個齒，只為走那么一點角度，得跟人家蝸桿磨蹭那老半天。。。

害得蝸桿骨質疏松。。。

另外，看蝸輪的磨痕，總覺得蝸輪的中心面不在蝸桿的軸線上?？赡芪已劬︼h了。。。

作者: 只有快樂 時間: 2018-12-5 17:38
本帖最后由只有快樂于 2018-12-5 17:39 編輯

這么嚴重的磨損和斷裂，感覺不只是實驗問題，建議樓主從頭開始仔細核算一下，會不會是設計計算有錯誤。安全系數選擇是否太小了。如果可以排除設計問題那么就跟材質和加工精度有很大關系了。

作者: 博Sir 時間: 2018-12-6 08:28

博Sir 發表于 2018-12-5 09:01
載荷也就3000Nm，負載大小有力矩傳感器控制的，有限元分析，理論壽命應該沒問題，但是實際操作就是不行

謝謝你的建議，確實熱處理是其他廠做的，效果如何，有沒有到位確實應該好好分析一下

作者: 博Sir 時間: 2018-12-6 08:32

正在連接... 發表于 2018-12-5 10:50
看樓主的圖蝸桿應該是感應淬火的，不知道樓主用的中頻還是什么，我的經驗5模數如果用感應淬火，齒根硬度會 ...

已經改用20Cr材料進行滲碳后，實驗了，具體高頻還是感應，需要咨詢一下供應商，感謝你的建議

作者: 博Sir 時間: 2018-12-6 08:34

Cavalier_Ricky 發表于 2018-12-5 15:53
還是多級減速穩妥了吧。。。（我只是野路子的。。。）

蝸輪的每個齒，只為走那么一點角度，得跟人家蝸桿 ...

已經做過多級減速和少齒差行星減速的產品了，但是畢竟結構上齒輪太多，成本太高，降低成本，才采用蝸輪蝸桿

作者: 博Sir 時間: 2018-12-6 08:36

702736 發表于 2018-12-5 11:06
首先接觸應力太大，第二折斷是工藝可能有問題，太脆了吧？

嗯接觸應力是有點大，有可能熱處理工藝有點問題吧

作者: 博Sir 時間: 2018-12-6 08:37

只有快樂發表于 2018-12-5 17:38
這么嚴重的磨損和斷裂，感覺不只是實驗問題，建議樓主從頭開始仔細核算一下，會不會是設計計算有錯誤。安全 ...

謝謝你的建議，嗯設計計算方面會重新核算一遍

作者: 瑞香 時間: 2018-12-6 09:07
看了感覺挺復雜的，道行較淺，過來學習的。。。。

作者: pfjixie 時間: 2018-12-6 09:11
這種斷裂基本上是應力集中，齒面淬火芯部調質在齒根處太尖就容易斷裂，建議齒根處增大R角；另外確認蝸輪蝸桿是不是配套制作，不是配套的容易有加工誤差產生咬死現象。

作者: awolfbee 時間: 2018-12-6 10:21
這個明顯是載荷過大，塑形變形然后沒有潤滑，直接掰斷。為什么非要用蝸輪減速機？需要自鎖嗎？斷裂發生的時機？

作者: 博Sir 時間: 2018-12-6 11:26

pfjixie 發表于 2018-12-6 09:11
這種斷裂基本上是應力集中，齒面淬火芯部調質在齒根處太尖就容易斷裂，建議齒根處增大R角；另外確認蝸輪蝸 ...

還是覺得您的分析有道理，按理說蝸桿強度應該是強于蝸輪的，失效最先應該是發生在蝸輪上，但每次實驗都是蝸桿先發生失效，齒根斷裂。接下來應該加強對熱處理工藝這個環節的把控，齒根會加大R角，不過蝸輪是自己加工的，蝸桿是外協加工的，有可能會出現加工誤差，這邊會著重考慮，感謝您的解答

作者: 李正培998 時間: 2018-12-6 11:49
坐等大佬

作者: 前景錢 時間: 2018-12-7 13:07
是不是有些角度不對啊

作者: 馬瑞me 時間: 2019-10-20 14:59
現場裝配的渦輪蝸桿是否嚙合順暢？應該先查各零件加工的是否符合圖紙設計要求，包括熱處理，特別注意應力是否集中，如果深入還需看熱處理金相進一步排查，如果都正確，需倒推圖紙設計的承載力矩是否滿足了？

作者: 馬瑞me 時間: 2019-10-20 15:02
如果各方面計算和加工沒問題，樓主需要排查下油潤滑問題，包括油的型號和加油量，以及潤滑方式，測試時溫升是否是異常的？

作者: 大隊長的 時間: 2019-11-7 14:03
應力集中了？表面處理沒到位嘛？

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