问题：
北方某公司朋友问：硬齿面齿轮齿根硬化层磨没了，对轮齿的弯曲强度影响大吗？
答复：
1. 硬齿面齿轮齿根硬化层磨没了对轮齿弯曲强度的影响
硬齿面齿轮齿根硬化层磨没了，这种情况属于轮齿的过度磨损，其具体表现为工作齿面材料大量磨失，轮齿尺寸发生了变化，影响轮齿的弯曲强度当然很大，主要理由如下：
(1) 过度磨损使齿根的承载截面减小，图1所示为一实例。轮齿过度磨损后的尺寸变化见图2，磨损后的承载尺寸S '小于正常的承载尺寸S，轮齿的弯曲强度必然降低。
(2) 硬齿面齿轮齿根马氏体的硬化层磨没了，就使得齿根的残余压缩应力归零，甚至出现残余拉应力，因此对轮齿的弯曲强度非常不利。
(3) 过度磨损破坏了齿廓的正常形状，导致出现严重的齿轮系统振动和噪声，动载荷急剧加大，最终造成轮齿的随机断裂失效。
(4) 结论：通常，这种齿轮应该报废。
图1 轮齿过度磨损实例
图2 轮齿过度磨损后的尺寸
2. 轮齿过度磨损的失效判据
所谓轮齿磨损的失效判据，就是轮齿磨损到何种程度齿轮就可以报废。齿轮的失效判据有两种：一种是齿轮台架试验的失效判据，另一种是工业产品齿轮的失效判据。前者在GB/T 3480—1997《 渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》中有明确的规定。它不适用于不同行业、不同工况的实际产品齿轮（如汽车齿轮、航空齿轮、机床齿轮、船舶齿轮等等），因为这些齿轮的使用情况要比试验齿轮复杂得多，不可能制订出一个各行业、各工况都通用的产品齿轮失效判据。可行的办法是根据各行业的实际情况，通过大量的调查研究、分析计算和经验总结，才能制订出符合本行业实际的齿轮失效判据。
以下内容摘自JB/T 5664—1991《重载齿轮 失效判据》。可参看：
朱孝录 主编. 齿轮传动设计手册.第二版[M].北京：化学工业出版社，2010：73-74。
3.讨论
(1) 标准JB/T 5664—1991《重载齿轮 失效判据》，主要是根据工业实践经验制订的，缺乏严谨的理论分析基础。例如标准认为，对过度磨损的齿轮可以用GB/T 3480—1997进行轮齿弯曲强度计算，但是计算中齿形系数的确定就会遇到理论分析的困难。
(2) 利用磨损后的承载尺寸S '计算轮齿弯曲强度的合理性也值得怀疑，如果采用图2的S '尺寸就比较合理。
(3) 润滑系统失效、密封装置不良，油膜建立不起来；传动系统有严重的振动和冲击载荷，都会导致过度磨损。特别在开式齿轮传动装置上，过度磨损更是常见。
(4) 硬齿面闭式齿轮传动装置过度磨损现象很少见到，但当齿轮的节线速度低于0.5m/s不可能建立油膜时，也可能出现过度磨损现象。
(5) 过度磨损齿轮的失效判据和强度计算目前还很不完善，还有进一步研究的空间，可以作为一个专题来研究。
