齒輪淬火的“最佳”硬化層深與“適當(dāng)”硬化層深
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眾所周知，齒輪的淬硬層深“過淺”，對接觸和彎曲承載能力都不利。但淬硬層也不是越深越好，最佳或適當(dāng)?shù)挠不瘜由疃龋墒过X面和齒根都具有較高的強(qiáng)度（承載能力）。另外，不同的熱處理方法，其“最佳”值也不是一樣的。
二十世紀(jì)七、八十年代，隨著齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法ISO標(biāo)準(zhǔn)的公布，以及國內(nèi)GB/3480“圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法”標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，特別是工業(yè)硬齒面齒輪的廣泛采用，國內(nèi)外齒輪工作者（專家、學(xué)者），就熱處理硬化層深問題，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究和理論分析。其實(shí)質(zhì)都是基于接觸（彎曲）疲勞強(qiáng)度，其核心問題是：疲勞裂紋發(fā)生（萌生）在何處？破壞后的形狀是點(diǎn)蝕（pitting貝殼狀），還是片蝕（剝落spalling）？研究表明，一般軟齒面大多是點(diǎn)蝕，而硬齒面大齒輪大多是剝落（片蝕）。疲勞裂紋的萌生，有可能在表面，也有可能在表層。
至今，有關(guān)硬齒面齒輪接觸疲勞強(qiáng)度（剝落）計(jì)算的理論和方法，主要有：最大剪切應(yīng)力τmax（τ45°）；正交剪切應(yīng)力（τyz）；當(dāng)量剪切應(yīng)力（τeffa）；深部接觸應(yīng)力；最大剪切應(yīng)力/剪切強(qiáng)度的峰值；正交剪切應(yīng)力/強(qiáng)度（硬度）（τyz/HV）max；當(dāng)量剪切應(yīng)力/強(qiáng)度的峰值等，通過理論計(jì)算可以確定接觸疲勞強(qiáng)度（安全系數(shù)）；或者確定最佳淬硬層深度。這些理論和方法一直都有爭議，因此至今也沒有一個(gè)權(quán)威的理論和方法被大家所能完全接受。
所謂“最佳硬化層深”，其說法也是較含糊的，而且眾說不一，以滲碳淬火齒輪為例，
德國DIN3990，硬化（滲碳）層深度，給出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：（推薦）Eht= 0.15mn（mn——法面模數(shù)）(1)。該經(jīng)驗(yàn)公式，有一個(gè)突出的問題，就是未考慮實(shí)際載荷的情況。所以，對于輕載齒輪，允許比經(jīng)驗(yàn)公式稍淺的硬化層深度。Thomas Tobie近年來提出在用ISO/DIN進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化承載能力計(jì)算時(shí)，考慮硬化層深度對承載能力的影響，引入了影響系數(shù)ZEht（接觸承載能力影響系數(shù)）；УEht（彎曲承載能力影響系數(shù)）。其目的是對于某一結(jié)構(gòu)的齒輪，確定要求的硬化層深度，或者計(jì)算已給定硬化層的齒輪承載能力（安全系數(shù)）。
美國AGMA（基于最大剪切應(yīng)力），最小硬化層深度（最佳層深）：
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