齒輪失效的原因,齒輪傳動常見的失效形式是什麼?

2022-11-07 12:12:09 字數 5349 閱讀 5911

1樓:小灰馬

齒輪的失效方式一般有輪齒折斷與齒端崩角,齒面磨損,齒麵點蝕與剝落和齒麵塑性變形四種。

一、輪齒折斷與齒端崩角

漸開線圓柱齒輪輪齒折斷,一般發生在齒根部分,這是因為齒根部的迴應最大,而且有較高的應力集中。折斷有兩種:一是輪齒因短時過載或衝擊過載而引起的折斷,另外是齒輪在多次重複的交變應力作用下引起的疲勞折斷。

這可用計算彎曲靜強度和齒根彎曲疲勞強度來防止。

圓弧圓柱齒輪當模數過小時,齒根承受的狡辯迴圈應力超過材料的疲勞極限時,就會引起輪齒疲勞折斷。段口成月牙形,位置大都發生在靠近齒端的地方。當重和度大於2時,對防止短齒較有利。

圓弧齒輪理論上十點接觸的集中載荷。當齒輪較大時,還因齒輪及軸的扭轉-彎曲變形而加重了輪齒搭接過程中的衝擊,齒端也容易發生崩角。採用大尺寸倒角,並對齒端銳角齒面進行修繕,這能有效地避免崩角損傷。

另外,淬火裂紋、磨削裂紋和嚴重磨損也會使齒髮生折斷,當然嚴重磨損也是磨損失效中主要的一部分。

提高輪齒抗折斷嫩裡的措施很多,如增大齒根圓角半徑,消除該處的加工刀痕以減低齒根的應力集中;增大軸及支撐物的剛度以減輕區域性的的程度;對輪齒進行噴丸、碾壓等冷作處理以提高齒面硬度、保持芯部的韌性等。

二、齒面磨損

齒輪傳動中如潤滑不良,潤滑油不潔、設計選材不當和操作不當均可造成磨損。磨損可分為粘著磨損、磨粒磨損、擦傷、腐蝕磨損和燒傷、齒面膠合。

(一)粘著磨損

潤滑對粘著磨損影響很大,如潤滑油層完整且有相當厚度就不會發生金屬間的接觸,也就不會發生磨損。在相同油膜溫度和壓力下,油的粘度高,有利於防止磨損發生,在低速、過載、極端溫度、相對比較粗糙不規則的表面、供油不足和油的粘度太低的情況下,油膜可能被破壞而發生磨損。此時的磨損在除節圓的大部分輪齒面上發生。

在實際中採用提高齒面硬度、降低齒面粗糙度、限制油溫、增加油的粘度、選用加有抗交合新增劑的合成潤滑油等方法,可以防止交合的產生。

(二)磨粒磨損與擦傷

當潤滑劑不乾淨含有雜質顆粒或在敞開式的吃輪船頂中的外來磨粒,或者在摩擦過程中金屬相互作用產生的磨屑,都可以產生磨粒磨損。嚴重的磨粒磨損會產生表面擦傷現象。此時齒根和齒尖磨損的最嚴重,然而節線區域保持原狀,這是因為在節線處主要存在滾動方式的接觸,只有很小的或者根本不存在的滑移作用。

如果齒輪的對中好,且擦傷又不是由於齒面上孤立的微凸體引起的,那麼擦傷會擴充套件到整個齒寬。

(三)腐蝕磨損

由於潤滑劑中的一些物質,諸如水和酸等汙染物與齒面的化學反應造成金屬的腐蝕,這樣就形成了腐蝕磨損。活性的極壓新增劑也是造成腐蝕磨損的一個原因,特別是齒輪在過載時更是嚴重;過分過熱,極壓新增劑將加速腐蝕磨損;零件表面保留一層緊密的熱處理造成的氧化物膜對抗腐蝕磨損有利,這種作用甚至在鹼溶液洗滌劑去油處理後仍能保持。如果在稀磷酸溶液中進行去遊處理,那麼氧化物膜變為磷酸錳和磷酸鐵鍍層,則對抗腐蝕磨損更好。

如齒輪在熱處理後進行磨削或噴丸處理,則具有活性表面對鏽蝕敏感,降低了抗腐蝕磨損效能。

(四)燒傷

儘管燒傷本身不是一種磨損形式,但它是由於磨損造成而反過來造成嚴重的磨損失效和表面變質。燒傷是由於過載、超速或不充分的潤滑引起的過分摩擦所產生的區域性過熱到高溫,這種高溫足以引起變色和過時效,或使鋼的幾微米厚表面層重新淬火,出現白層。燒傷還對疲勞效能有不利影響,損傷的表面容易產生疲勞裂紋。

(五)齒面膠合

大功率軟齒面齒輪傳動,當潤滑條件不良造成齒面強烈摩擦時,易產生齒面膠合破壞。破壞較輕時,在吃麵形成沿滑動方向的擦傷溝痕,破壞嚴重時,由於區域性高溫,形成齒面熔焊粘附現象。

為了防止膠合作用,應適當提高齒面硬度和光潔度,大小齒輪採用不同鋼種,低速傳動採用粘度大的潤滑油(或潤滑脂),高速傳動時,設法降低油溫,並採用活化性潤滑油(如硫化油及加有其他化學新增劑的抗膠合潤滑油),設計上採取措施提高製造精度和裝配質量。

齒輪磨損到一定程度會產生噪音和振動,嚴重磨損則不能正常工作,甚至使輪齒折斷。

總之,正確選用潤滑油和潤滑方式使得輪齒齧合區得到充分潤滑;合理選擇選擇潤滑油新增劑,主要潤滑油的清潔和更換,以改善潤滑條件;適當提高齒面硬度和光潔度;以及採用合適的正變位齒輪傳動,以降低齒面滑動率和比壓等,均有利於減輕吃麵的磨損。為了解決在惡劣環境工作中的齒輪的嚴重磨粒磨損,可採用閉式結構。

三、齒麵點蝕

輪齒進入齧合時,齒面接觸產生很大的接觸應力,脫離齧合後接觸應力即消失。對齒廓工作面上某一固定點來說,它收到的是近似於脈動變化的接觸應力。如果接觸應力超過了輪齒材料的接觸疲勞極限時,齒面上產生裂紋,裂紋擴充套件至使表層金屬微粒剝落,形成小麻點,這種現象稱為齒麵點蝕。

實踐表明,由於齒輪在節線附近齧合時,同時齧合的齒對數少,且輪齒間相對傳動中,潤滑油膜不易形成,所以點蝕首先出現在界限的齒根面上。一般閉式傳動中的軟齒面較易發生點蝕失效,設計時應保證吃麵有足夠的接觸強度。為防止過早出現點蝕,可採用提高齒面硬度、降低表面粗糙度值、增加潤滑油粘度等措施。

而對於開始齒輪傳動,由於磨損嚴重,一般不出現點蝕。

四、齒麵塑性變形

軟齒面齒輪傳遞載荷過大(或在大沖擊載荷下)時,易產生齒麵塑性變形。在齒面間過大的摩擦力作用下,吃麵接觸應力會超過材料抗剪屈服強度極限,齒面進入塑性狀態,造成齒面金屬塑性流動,從而破壞了正確的齒形。有時可在某些型別的齒輪的從動齒面形成「飛,邊」。

設計中如對衝擊性尖峰在和考慮不足,在工作中會出現顯著「飛邊」。嚴重時擠出金屬充滿引起劇烈振動,甚至大聲斷裂。

儘管齒麵塑性變形比較普遍地發生在軟的韌性金屬的齒面上,但是塑性變形失效也可發生在完全淬硬的和表面淬火的而齒輪表面。這是被載入超過接觸區域金屬的屈服應力的結果。

齒輪齒的塑性有三種主要型別:碾壓與錘擊變形、起波紋和脊狀延伸。

為防止齒面的塑性變形,可採用提高齒面硬度、選用粘度較高的潤滑油等方法。

2樓:一笑而過

點蝕——潤滑良好閉式傳動,齒面接觸疲勞造成的。

斷齒——齒輪輪齒疲勞斷裂、折斷。

齒面磨損——開式傳動,潤滑不良,由粉塵磨料磨損造成的。

齒面膠合——過載、潤滑條件差。

輪齒變形——材料強度低、熱處理不合格等。

齒輪傳動常見的失效形式是什麼?

3樓:假面

齒輪傳動失效的形式有:

1)齒輪折斷;輪齒折斷通常有兩種情況:一種是由於多次重複的彎曲應力和應力集中造成的疲勞折斷;另一種是由於突然產生嚴重過載或衝擊載荷作用引起的過載折斷。

2)齒麵點蝕:輪齒工作時,前面齧合處在交變接觸應力的多次反覆作用下,在靠近節線的齒面上會產生若干小裂紋。

3)齒面膠合;在高速過載的齒輪傳動中,齒面問的壓力大、溫升高、潤滑效果差,當瞬時溫度過高時,將使兩齒面區域性熔融、金屬相互粘連,當兩齒面做相對運動時,粘住的地方被撕破,從而在齒面上沿著滑動方向形成帶狀或大面積的傷痕。

4)齒面磨損;輪齒齧合時,由於相對滑動,特別是外界硬質微粒進入齧合工作面之間時,會導致輪齒表面磨損。齒面逐漸磨損後,齒面將失去正確的齒形,嚴重時導致輪齒過薄而折斷,齒面磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式。

5)齒麵塑性變形。硬度較低的軟齒面齒輪,在低速過載時,由於齒面壓力過大,在摩擦力作用下,齒面金屬產生塑性流動而失去原來的齒形。提高齒面硬度和採用黏度較高的潤滑油,均有助於防止或減輕齒麵塑性變形。

齒輪傳動傳遞的功率範圍極寬,可以從0.001w到60000kw;圓周速度可以很低,也可高達150m/s,帶傳動、鏈傳動均難以比擬。

根據一對齒輪傳動的傳動比是否恆定來分,可分為定傳動比和變傳動比齒輪傳動。變傳動比齒輪傳動機構中齒輪一般是非圓形的,所以又稱為非圓齒輪傳動,它主要用於一些具有特殊要求的機械中。而定傳動比齒輪傳動機構中的齒輪都是圓形的,所以又稱為圓形齒輪傳動。

定傳動比齒輪傳動的型別很多,根據其主、從動輪迴轉軸線是否平行,又可將它分為兩類,即平面齒輪傳動和空間齒輪傳動。

4樓:匿名使用者

齒輪傳動失效的形式有:

1)齒輪折斷;

2)齒面疲勞點蝕;

3)齒面膠合;

4)齒面磨損;

5)齒麵塑性變形。

齒輪傳動的失效是機械裝置失效的形式之一,是指在執行中失去設計功能或者發生損傷失效。例如,一部機床失去加工精度,一臺減速器齒輪斷裂,都是失效,有時是部分失效,有時是整體失效。失效分析的任務就是找出失效的主要原因,並以此制定改進措施與對策,以防止同類失效的再次發生。

失效分析是提高產品質量的重要手段。通過對大量事故(有些是災難性事故)進行分析,人們認識到失效分析工作的重要性。在許多現代的先進企業中,失效分析已成為一項重要的工作。

5樓:匿名使用者

齒輪折斷 齒麵點蝕 齒面膠合 齒面磨損 齒麵塑性變形

6樓:藍芽

斷齒,齒面磨損,齒面膠合,點蝕

7樓:匿名使用者

1、輪齒折斷

(1)疲勞折斷:由初始裂紋、應力重複作用、裂紋擴充套件到折斷。

(2)過載折斷:意外過載(或磨損、 齒厚減小、衝擊載荷)後突然折斷。

2、齒麵點蝕

它是閉式軟齒面齒輪傳動主要失效形式。

細微裂紋、擴充套件、剝落。主要發生在節線附近齒根一側。

3、齒面膠合

高速、過載、高溫條件下壓力增大、溫度升高、油粘度降低、金屬直接接觸、熔焊、撕裂、膠合。

4、齒面磨粒磨損

它是開式齒輪傳動主要失效形式。

相對滑動以及「磨粒」平穩性降低、衝擊、噪聲,齒厚減小、失真、折斷。

5、齒麵塑性變形

它是低速、過載的軟齒面齒輪傳動的主要失效形式。

軟齒面在低速、過載條件下齒面壓力增大,在摩擦力的作用表層區域性塑性流動。

齒輪傳動常見的失效形式有哪些

8樓:月似當時

齒輪傳動主要的失效形式有輪齒折斷、齒麵點蝕、齒面磨損、齒面膠合以及塑性變形等。

輪齒折斷通常有兩種情況:

一種是由於多次重複的彎曲應力和應力集中造成的疲勞折斷;

另一種是由於突然產生嚴重過載或衝擊載荷作用引起的過載折斷。尤其是脆性材料(鑄鐵、淬火鋼等)製成的齒輪更容易發生輪齒折斷。兩種折斷均起始於輪齒受拉應力的一側。

增大齒根過渡圓角半徑、改善材料的力學效能、降低表面粗糙度以減小應力集中,以及對齒根處進行強化處理(如噴丸、滾擠壓)等,均可提高輪齒的抗折斷能力。

擴充套件資料

工程實際中,對齒輪傳動的基本要求之一是傳動比保持不變,否則,當主動輪等角速度迴轉時,從動輪的角速度為變數,從而產生慣性力。

這不僅影響齒輪傳動的工作精度和平穩性,甚至可能導致輪齒過早失效。齒輪機構的傳動比是否恆定,直接取決於兩輪齒廓曲線的形狀。齒廓齧合基本定律就是研究當齒廓形狀符合何種條件時,才能滿足這一基本要求。

按照一對齒輪傳動的傳動比是否恆定,齒輪機構可以分為兩大類:

其一是定傳動比齒輪機構,齒輪是圓形的,又稱為圓形齒輪機構,是應用最廣泛的一種;

其二是變傳動比齒輪機構,齒輪一般是非圓形的,又稱為非圓形齒輪機構,僅在某些特殊機械中適用。

按照一對齒輪在傳動時的相對運動是平面運動還是空間運動,圓形齒輪機構又可以分為平面齒輪機構和空間齒輪機構兩類。

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