跑合過程實際上是在邊界摩擦狀態下進行的。用分子機械摩擦理論可把齒輪摩擦副的跑合過程建立起一個(ge) 理想的模型,假設大型齒輪減速馬達齒輪剛性表麵微凸體(ti) 都是等半徑球截體(ti) ,其支承麵積曲線與(yu) 模擬表麵的支承麵積曲線相同,它是與(yu) 理想光滑的半無限彈—塑性體(ti) 進行相互跑合。大型齒輪減速馬達齒輪隨著跑合過程的不斷進展,微凸體(ti) 前、後兩(liang) 部分麵積之比逐漸向彈性區域擴大。當前部塑性變形區域等於(yu) 後部彈性變形區域的麵積時,即達到了平衡狀態,跑合過程結束。可見, 大型齒輪減速馬達齒輪跑合過程的實質是齒輪摩擦副接觸麵積的重新分布,是表麵材料從(cong) 塑性變形狀態向彈性變形狀態轉化的加工過程。跑合結束的標誌是摩擦、磨損和發熱量都達到最小值。大型齒輪減速馬達齒輪在跑合過程中,齒輪副受法向應力和切向應力的作用,使微凸體(ti) 發生金屬間的直接接觸,承受機械作用和熱作用的尖峰部分產(chan) 生塑性變形,實際接觸麵積隨之增大,出現了與(yu) 應力狀態相適應的最佳曲率。與(yu) 此同時,在高壓、熱效應和薄層塑性變形作用下,形成一個(ge) 高強度的表麵硬化層。正是由於(yu) 表麵的微觀幾何形狀、表麵的組成和物理機械性能都發生了變化,把初始的工藝表麵變成了使用表麵,因此足以促使齒輪表麵間的初始塑性接觸轉變為(wei) 彈性接觸。另外,空氣中的氧或潤滑劑中的硫、氯等元素,因塑性變形而擴散到金屬內(nei) 部,生成氧化物、硫化物、氯化物等摩擦化學膜。這種膜比潤滑劑的物理或化學吸附膜更有利於(yu) 減小表麵的摩擦和磨損,從(cong) 而提高了齒輪的耐久極限。

試驗研究表明,由大型齒輪減速馬達齒輪跑合後得到的表麵粗糙度與(yu) 初始工藝粗糙度的大小和性質無關(guan) ,而取決(jue) 於(yu) 磨損條件(如齒輪副的材料、齒輪表麵上的壓力和溫度、潤滑條件、潤滑劑有無雜質等)。跑合後都會(hui) 形成完全固定的顯微峰穀麵,通常稱為(wei) 平衡顯微峰穀麵,又叫平衡粗糙度。平衡粗糙度與(yu) 摩擦係數的變化有著對應的關(guan) 係。摩擦係數變化的波動規律反映了平衡粗糙度的複現特性,總的趨勢是波動幅度不斷減小而趨於(yu) 穩定。平衡粗糙度是在給定條件下的最佳粗糙度,它能使磨損最小,在大型齒輪減速馬達齒輪跑合後的穩定磨損階段中重複出現。