齿轮胶合研究综述：机理、计算方法及优化策略

郭栋 a，邓文丰a，李明a，辛玉b，方川a（重庆理工大学 a.汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室 b.机械工程学院）

摘要：随着新能源汽车的发展，其减速器中的齿轮常处于高速重载等极端工况，易因润滑不良引发胶合失效，表现为齿面温度急剧上升导致润滑油膜破裂，金属表面粘连并撕裂，严重影响着传动系统的可靠性和使用寿命。综述了现目前有关于齿轮胶合的失效机理，包括闪温理论、弹流润滑理论、PVT 极限理论以及绝热剪切不稳定性理论。通过对比ISO 6336-20/21 与GB/Z 6413.1/2 等标准中的计算方法，揭示了积分温度法与闪温法在复杂工况下的适用性差异，探讨了数值计算方法和机器学习算法在齿轮胶合问题中的应用。总结了影响齿轮胶合的关键因素，包括制造工艺、工作条件、几何参数和润滑条件等。合理设计压力角、模数等宏观参数可改善载荷分布，而微观修形则能优化表面接触状态；极压添加剂和合理的供油方式能有效增强油膜稳定性；表面强化处理和涂层技术则能改善残余应力分布，降低摩擦系数。通过优化齿轮制造工艺、改善齿轮工作和润滑条件、合理设计齿轮几何参数，可有效提高齿轮的抗胶合性能。最后对齿轮胶合的发展趋势进行了展望，未来研究应结合多学科交叉技术，融合先进计算方法与实验手段，提升齿轮胶合预测的精度和适用性。同时应针对现代高性能齿轮在极端工况下的应用需求，优化材料、润滑和制造工艺，开发更具针对性的抗胶合设计策略，为高效可靠的齿轮传动系统提供坚实的技术支撑。

关键词：齿轮胶合；失效机理；计算方法；数值模拟；润滑条件；制造工艺