失效形式

    GB/T3481-1997齒輪輪齒磨損和損傷術(shù)語

    硬齒面齒輪：齒輪工作面硬度>350HBS或38HRC

    軟齒面齒輪：齒輪工作面硬度≤350HBS或38HRC

    一般地說，齒輪傳動的失效主要是輪齒的失效，這里只簡單介紹常見的五種輪齒失效形式

    輪齒折斷

    折斷情況：

    正常工況下，齒根的循環(huán)彎曲應(yīng)力超過其疲勞極限時，將在齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋逐步擴展致使輪齒疲勞折斷

    突加載荷作用下過載折斷

    嚴重磨損導(dǎo)致齒厚過分減薄，也會在名義載荷作用下發(fā)生折斷

    折斷擴展方式：

    齒寬較小的直齒圓柱齒輪——整齒折斷（從齒根沿著橫向擴展）

    齒寬較大的直齒圓柱齒輪——局部折斷（從齒根斜向齒頂?shù)姆较驍U展）

    斜齒圓柱齒輪、人字齒圓柱齒輪——局部折斷（從齒根斜向齒頂?shù)姆较驍U展）

    措施：

    采用正變位齒輪，增加齒根的強度

    使齒根過渡曲線變化更為平緩及消除加工刀痕，減小齒根應(yīng)力集中

    增大軸及支承的剛性，使輪齒接觸線上的受載較為均勻

    采用合適的熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性

    采用噴丸、滾壓等工藝措施對齒根表層進行強化處理

    齒面磨損

    開式齒輪傳動的主要失效形式之一

    磨損引起齒廓變形和齒厚減薄，產(chǎn)生振動和噪聲，甚至因輪齒過薄而斷裂

    措施：

    采用閉式齒輪傳動

    提高齒面硬度

    降低齒面粗糙度值

    注意保持潤滑油清潔

    齒面點蝕

    疲勞點蝕：

    齒輪工作時，在循環(huán)應(yīng)力、齒面摩擦力及潤滑劑的反復(fù)作用下，在齒面或其表層內(nèi)會產(chǎn)生微小的裂紋。這些裂紋繼續(xù)擴展，相互連接，形成小片并脫落，在齒面上出現(xiàn)細碎的凹坑或麻點，從而造成齒面損傷，稱為疲勞點蝕。潤滑油是接觸疲勞磨損的媒介

    收斂性點蝕：新齒輪在短期工作后出現(xiàn)的點蝕痕跡，繼續(xù)工作不再發(fā)展或反而消失。只發(fā)生在軟齒面上

    擴展性點蝕：隨著工作時間的延長而繼續(xù)擴展的點蝕

    點蝕往往首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上，然后再向其他部位擴展，靠近節(jié)線處的齒根面抵抗點蝕破壞的能力最弱

    措施：

    提高齒輪材料的硬度

    降低表面粗糙度值

    加注（合理限度內(nèi)）高黏度的潤滑油

    減小動載荷

    齒面膠合

    由于齒面間未能有效地形成潤滑油膜，導(dǎo)致齒面金屬直接接觸，并在隨后的相對滑動中，相互粘連的金屬沿著相對滑動方向相互撕扯而出現(xiàn)一條條劃痕

    齒面膠合會引起振動和噪聲，導(dǎo)致齒輪傳動性能下降，甚至失效

    齒面熱膠合：因摩擦導(dǎo)致局部溫度上升、油膜破裂，造成齒面金屬直接接觸并相互黏著（高速重載齒輪）

    齒面冷膠合：齒面間壓力很高，導(dǎo)致油膜破裂而使金屬黏著（低速重載

    v

    v<4m/s）

    措施：

    采用正變位齒輪

    減小模數(shù)

    降低齒高以減小滑動速度

    提高齒面硬度

    降低齒面粗糙度值

    采用抗膠合能力強的齒輪材料

    在潤滑油中加入抗膠合能力強的極壓添加劑

    塑性變形

    輪齒材料過軟，輪齒上的載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力超過材料的屈服極限，則輪齒出現(xiàn)塑性變形

    沿摩擦力作用方向發(fā)生金屬塑形流動：主動輪的輪齒上，齒面金屬的流動導(dǎo)致節(jié)線處下凹；從動輪輪齒上，齒面金屬的流動導(dǎo)致節(jié)線處凸起

    措施：

    提高輪齒齒面硬度

    采用高黏度的或加油極壓添加劑的潤滑油

    其他措施

    選配主、從動齒輪的材料及硬度、適當(dāng)?shù)哪ズ希ㄅ芎希?、選用合適的潤滑劑及潤滑方法等

    設(shè)計準(zhǔn)則

    通常只按保證齒根彎曲疲勞強度及保證齒面接觸疲勞強度兩準(zhǔn)則進行設(shè)計

    對高速大功率的齒輪傳動，還要保證按齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則進行設(shè)計（GB/T3480-1997漸開線圓柱齒輪承載能力計算方法）