齿轮失效常见的几种形式及预防措施.doc

齿轮失效常见的几种形式及预防措施.doc齿轮失效常见的几种形式及预防措施[摘要] 齿轮是现代机械传动中的重要组成部分, 在各种机械设备中应用极为广泛。据统计, 在各种机械故障中, 齿轮失效引起的约占 % , 下面就齿轮常见失效形式、相应的防止或延缓失效措施作一介绍。[ 关键词] 齿轮机械形式措施中图分类号: 文献标识码:B 文章编号: 1009-914X ( 2016 ) 01-0049-01 1 、齿轮失效形式齿轮的类型很多, 用途各异, 在实际生产应用过程中, 齿轮的失效形式也是各种各样的。齿轮失效一般发生在齿面, 很少发生在其他部位。按照齿轮在工作中发生故障的原因,可分析出齿轮常见失效形式有轮齿折断、齿面胶合、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、塑性变形等等。 轮齿折断轮齿折断是危险性很大的一种最终失效形式, 根据形成的不同原因可分为过载折断、疲劳折断和随机折断。 过载折断齿面受到过大冲击载荷时, 致使轮齿应力超过其极限应力, 发生过载断裂。一般为短期过载。轮齿发生过载折断时, 其断面有呈放射状或人字级花样的放射区, 放射方向与裂纹扩展方向大致平行, 放射中心即为断裂源,断口现壳纹疲劳线。铸铁齿轮易发生过载断裂。 疲劳断裂在循环载荷作用下, 齿根处弯曲应力最大且应力集中, 当超过疲劳极限时,齿根圆角处易产生疲劳裂纹。随着工作时间和循环次数的增加,多次重复作用, 裂纹逐渐扩展加深, 最终导致轮齿疲劳断裂。导致轮齿发生疲劳折断的因素很多,如: 齿轮材料不当、加工精度低、齿根过渡圆角小、设计时对实际载荷估计不足等等。 随机折断当齿轮材料缺陷、剥落在断裂处形成过高的局部应力集中时, 会导致随机折断。其断口形式与一般疲劳折断相似。这种失效实际上是次生的失效。 齿面胶合在高速重载传动中, 因啮合区温度升高而导致润滑油膜被破坏, 使两齿面金属直接接触并相互粘接, 随着齿面的相对滑动, 较软的齿面金属沿滑动方向被撕下而形成沟纹, 这种现象就是胶合。根据各自不同的特征和原因, 胶合具体又分为轻微胶合、中等胶合、破坏性胶合及局部胶合四种类型。齿面胶合会引起强烈的磨损和发热、造成传动不平稳、导致齿轮报废。 齿面点蚀轮齿在工作时, 其啮合表面上任一点所产生的接触应力是按脉动循环变化的。齿面接触应力超过材料的接触极限应力时, 齿面表层会产生细微的疲劳裂纹, 裂纹的扩展使表层金属微粒剥落下来而形成一些小坑, 俗称点蚀麻坑。点蚀会使齿面减少承载面积, 引起冲击和噪音, 严重时轮齿会折断。当点蚀面积如超过齿高、齿宽的 60% 时,应更换新零件。 齿面磨损齿面磨损有 2种:(1) 由于硬的屑粒( 如铁屑、砂粒等) 进入齿面间所引起的磨粒磨损;(2) 由于轮齿表面相互摩擦所引起的研磨磨损。过度磨损后, 工作表面材料大量磨掉, 齿廓形状破坏, 常导致严重噪声和振动, 最终导致传动失效。因此, 重要轮齿的齿面磨损不应该超过原齿厚的 10% , 一般轮齿齿面磨损视设备用途不超过原齿厚的 20% ― 30% ,超过标准应更换。 塑性变形齿面塑性变形主要出现在低速重载、频繁启动和过载的场合。当齿面的工作应力超过材料的屈服极限时, 齿面产生塑性流动, 从而引起主动轮齿面节线处产生凹槽,从动轮出现凸脊。此失效多发生在非硬面轮齿上, 齿轮的齿形严重