聊一聊齿轮传动的主要失效形式2023/4/26 22:11:02

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分析齿轮传动失效形式的目的在于找出失效原因，以便确定设计准则，使所设计的齿轮传动在预定的使用期限内能正常工作。砂带机的相关问题可以到网站了解下，我们是业内领域专业的平台，您如果有需要可以咨询，相信可以帮到您，值得您的信赖！https://www.ylyol.com/

齿轮传动的失效主要在轮齿部分，齿轮的其它部分如轮缘、轮幅和轮毂，只要采取合理的结构尺寸，一般很少破坏。

轮具的失效形戎可分为轮具的折断、齿面点蚀、磨损、胶合和塑性变形等。

1、轮齿折断

折断一般发生在齿根部位。引起轮齿折断的原因有两种；一种是受短期过载或过大冲击载荷时，由于齿根静强度不足而引超的断齿；另一种是轮齿在多次重复载荷作用下，受拉侧的齿根弯曲力过大，且齿根过渡圆角处有应力集中，从而产生疲劳纹，随着应力循环次数的不断増加，裂纹逐渐扩展，直至根部剩余截面强度不足而导致轮齿的突然折断。在断口处可见到由疲劳源开始的发亮贝纹状条纹逐渐扩展的迹线。

直齿轮轮齿的折断，一般是全齿折断，斜齿轮和人字齿齿轮，由于接触线傾斜，一般是局部齿折断。若直齿齿轮在制造精度低或安装精度较低时，教荷可能集中在齿的一端，也会产生局部断齿。

适当堆大齿根圆角半矩以减小应力集中、合理提高齿轮的制造精度和安装精度、正确选择材料和热处理方玫以及对齿根部位进行喷丸、辗压等强化处理，均可提离轮齿的抗折断能力。

2、齿面疲劳点蚀

点蚀是润滑良好的闭式传动中常见的失效形式，齿面在变化的接触应力多次重复作用下，产生疲劳裂纹并逐渐扩大，进而相联，使齿面金属小块剥落，在齿面上形成一个个不规则的小坑，称点蚀。

点蚀往往首先出现在节线附近齿根上，然后逐渐扩展。因为在节线附近齿面接触应力比较大，对于直齿圆柱齿轮，节线附近是单齿对啮合区,对于斜齿圆柱齿轮传动，虽然接触线是从齿頂到齿根倾斜线，但由验得知，齿而润滑油膜在节线附近有一个压力峰，说明这里承受的接触应力長大。而且巳形成的疲劳裂纹沿摩擦方向倾斜，在啮合滚动中齿根是被追越面，裂缝先被封闭，巳进裂缝中的润滑油，在也面受压变形时形成高压，促使裂纹扩展。齿高面上裂纹倾斜方向与啮合行进方向一致,啮合滚动时，裂缝中的润滑油彼挤出，裂纹扩展速度大为降低

软齿面的新齿轮，由于齿面不平，在个別凸起处接融应力很大，短期工作后，也会出现点蚀，但随着齿面磨损和辗压，凸起处逐渐变平，承压面积增加，接触应力下降，点蚀不再发展或反而消失，这种点蚀称为“局限性点浊”。而长时间工作的齿面，由于齿面疲劳，可再度出现点蚀，这时点蚀面积将随工作时间的延长而扩大，称为“扩展性点蚀”。硬齿面齿轮，由于材料的脆，不会出现局限性点蚀，一旦出现点蚀，即为扩展性的。

严重点蚀后，齿廓形状破坏，齿轮在啮合过程中会产生剧烈的振动，噪音增大，以至于也轮不能正常工作而使传动失效。

开式齿轮传动，磨损很，不待齿面产生疲劳裂纹就被磨损，所衣通常见不到点蚀现象。

提离齿面硬度、降低齿面粗糙度、合理选用制滑油粘度等，都能提高齿面的抗点蚀能力

3、齿面磨损

齿面磨损通常有两种情况，一种是由于灰尘、硬颗粒等进入啮合齿面何而引起的磨粒磨损；另一种是因齿面廉擦而引起的研磨性磨损。

在开式齿轮传动中，由于齿轮裸露在外，法防尘、润滑不良，故磨损是主要的失效形式，在闭式传动中，磨损破坏校少出现。

齿面磨损后，齿廓失去正确形状，引起振动；产庖磨损后会使轮齿变薄而导致折断。

为防止磨粒磨损，应尽可能采用闭式传动。对于开式传动,可采取适当的防护措施。

4、齿面胶合

齿面胶合主要发生在高速重载齿轮传动中(如航空齿轮)，有时乜在润滑不良的低速重载传动中出现。对于高迷重载齿轮传动，虽然在齿面同可能形成完全油膜，但由于具面间压力大、滑动速髙，因而摩擦发热多，使啮合点处瞬时温度过高，导致润滑失效，从而使相啮合两齿面间金加尖峰直接接触并焊合在一起，而后又在相对滑动中被撕开，于是在齿面上沿滑动速度方向形成条状伤痕，即称为胶合。齿面上滑动速度较大的齿高和根容易发生胶合。这种胶合破坏有很大的危险性，因为短时间的超戟即可导致发生胶合，且迅速发展，引起剧烈振动和噪音，进而造成严重的齿面破坏。

有些低速重载齿轮传动，由于齿面间词滑油膜难以形成，或局部偏载使油膜破坏，也会发生胶合。此时齿面间并明显的瞬时髙温，故称为冷胶合。

在润滑油中加入极压添加剂，或采用齿廓修形，以减小啮人冲击；或釆用较小的模数以碱小齿頂、齿根啮合处的滑动速度；或采用适当増大啮合角的变位传动,以均衡节点两侧齿面上因摩擦而产生的瞬时温升，这些措施均可提高齿面抗胶合能力。对于冷胶合，还应改善其偏載情况、降低齿面粗糙度、或采用粘度大的润滑油。

5、轮齿塑性变形

轮齿塑性变形常发生在齿面材料较软的传动中。它有两种情况）一是因突然过载而引起轮齿歪斜，称为“齿体塑性变形：；另一种是因过载使齿面油膜破坏，摩擦力剧增，造成齿面金属沿摩擦力方向流动，在从动轮的齿面节线处产生凸起，在主动轮齿面节线处产生凹沟；这种现象称为“齿面塑性流动”。

轮齿塑性变形破坏了轮齿的正确啮合位置和齿廓形状，使之不能正确啮合。

塑性变形常发生在低速重载与频繁起动的场合。适当提高齿面硬度和润滑油粘度可以防止或减轻轮齿的塑性变形。对于有频繁起动或短期过载的传动，应进行短期过裁静强度校核计算。