A transmissão de engrenagens é amplamente aplicada em vários equipamentos mecânicos devido às suas vantagens de taxa de transmissão precisa e alta eficiência de transmissão.A China tornou-se agora um dos principais países produtores de engrenagens, com o valor da produção da indústria de engrenagens ultrapassando 236 bilhões de yuans em 2017.O sistema industrial é relativamente completo. Como componente central para a transmissão de energia e a produção de energia, o sistema de energia elétrica é um dos principais componentes do sistema industrial.O desempenho do equipamento afeta diretamente a eficiência operacional e a fiabilidade do equipamentoDurante a transmissão, as engrenagens suportam cargas extremamente complexas, tornando-as propensas a fenômenos de falha, tais como furos, espalhamentos, desgaste, arranhões e fraturas por fadiga.Design da resistência do engrenagem, considerando principalmente a resistência ao contacto da superfície dos dentesNo entanto, com o desenvolvimento da tecnologia de engenharia, os sistemas de transmissão de engrenagens tendem a ser leves, e a resistência à fadiga da flexão da raiz dos dentes tornou-se gradualmente um fator chave.

 

 

 

Durante a transmissão da engrenagem, a tensão de tração máxima no dente da engrenagem atua no lado carregado, enquanto a tensão de compressão máxima atua no lado oposto.O ponto de estresse zero está localizado abaixo da interseção do círculo da raiz e da linha do centro do dente, resultando numa concentração de tensão severa na raiz do dente no lado carregado.A secção perigosa torna-se uma área propensa ao início de rachaduras por fadiga, o primeiro estágio da fratura do dente da engrenagem..

 

As rachaduras iniciadas propagam-se ainda mais em direção ao ponto de tensão zero, que se move para baixo ao longo da raiz do dente à medida que as rachaduras se expandem.O estágio de propagação estável pode ser geralmente dividido em dois sub estágios- na fase I, a fenda se propaga na direcção da tensão máxima de cisalhamento de 45° com uma profundidade pequena; na fase II, devido a diferentes orientações e à obstrução do limite dos grãos,a direção de propagação é gradualmente afetada pela tensão normal e mudanças para uma direção perpendicular à tensão normal.

 

Quando a parte remanescente da raiz do dente não suporta mais a carga externa, ocorre uma fratura instantânea.A área correspondente na superfície da fratura de fadiga é relativamente áspera, frequentemente acompanhadas de dobras formadas por rasgão do material.

 

 

Acredita-se geralmente que a existência de tensões residuais de tração irá aumentar o nível médio de tensão na tensão cíclica,Assim, acelerando a taxa de crescimento da fenda de fadiga e reduzindo a confiabilidade do engrenagemEm contrapartida, a tensão residual de compressão é benéfica para prolongar a vida útil da fadiga das engrenagens.A amplitude da tensão residual gerada nas engrenagens pode atingir milhares de megapascal, que tem um impacto significativo no desempenho de fadiga das engrenagens.e o monitoramento preciso do estado de tensão residual na raiz do dente tem uma importância de engenharia importante.

 

As curvas de distribuição das tensões residuais típicas da superfície da raiz dos dentes após a carburagem e a amortecimento são geralmente mostradas na Figura 2.a tensão residual na superfície da raiz do dente nem sempre apresenta a distribuição ideal como mostrado na figura 2 ((a))- nas condições de trabalho práticas, devido ao efeito de acoplamento da tensão térmica e da tensão estrutural durante o aquecimento e o arrefecimento,A deformação plástica da superfície faz com que a camada de tensão residual de compressão máxima se desloque para o subsolo., possivelmente apresentando a característica de distribuição mostrada na figura 2 (b).A descarbonização e a oxidação interna são inevitáveis na superfície dos dentes das engrenagens após a carburação e o apagamento.A oxidação interna forma estruturas não-martensíticas.A tensão residual de tração é formada na superfície mais externa do dente de engrenagem., e devido a fatores de estrutura geométrica, este estresse de tração é muitas vezes mais grave na raiz do dente.

 

As características de distribuição da tensão residual determinam directamente o desempenho de fadiga das engrenagens.Deve notar-se em especial que o processo de tratamento térmico das engrenagens é um processo não linear complexo que envolve a interação da temperaturaPor conseguinte, é quase impossível obter tensões residuais utilizando métodos analíticos.A determinação da tensão residual é de grande importância para avaliar a vida útil e o desempenho das engrenagens.

 

 

Atualmente, existem muitos métodos para medir o estresse residual, mas o método mais comumente usado e de alta precisão na engenharia é a tecnologia de difração de raios-X (XRD).A tecnologia XRD permite testes não destrutivosNo entanto, a utilização de equipamentos portáteis permite concluir rapidamente os ensaios no local de produção.com normas nacionais e estrangeiras para garantir a precisão da medição, e o equipamento de medição e os instrumentos de apoio são relativamente sofisticados.O equipamento mostrado na Figura 3 tem sido utilizado na indústria de engrenagens no país e no estrangeiro para medir a tensão residual na raiz do engrenagemEntre eles, a secção perigosa da raiz do dente é geralmente definida pelo método de tangente de 30°, e a tensão residual nesta posição é selecionada para representar a tensão residual da raiz.Para o método específico de medição da tensão residual por XRD, consulte o artigo anterior "Como determinar o estresse residual pelo método de difração de raios-X?"