齿轮传动的失效形式

1、1 齿轮传动的失效形式及设计准则 主讲人：主讲人： 2 3 4 渐开线齿轮的失效形式 齿轮传动过程中，若齿轮发生折断、齿面损坏 等现象，使齿轮失去了正常的工作能力，称为失失 效效。 齿轮传动的失效主要轮齿失效轮齿失效。其主要形式有：主要形式有： 轮齿折断轮齿折断 齿面磨损齿面磨损 齿面点蚀齿面点蚀 齿面胶合齿面胶合 塑性变形塑性变形 一、轮齿折断一、轮齿折断 齿轮的失效形式齿轮的失效形式 5 齿轮的失效形式 折断的原因：折断的原因： 疲劳折断： 属静强度 破坏 过载折断： 轮齿受冲 击载荷或短时间过 载，突然折断。多 见于脆性材料齿轮 6 轮齿折断 o 发生部位：发生部位： o 局部折断： 齿

2、宽较大的 直齿轮或斜 齿轮 o 整体折断： 齿宽较小的 直齿轮 7 轮齿失效形式 o轮齿折断的后果：轮齿折断的后果： o 轮齿折断常常是突然发生，后 果是传动失效。不但会使齿轮传 动和机器不能工作，甚至会造成 重大事故，所以要特别注意 o改善的措施：改善的措施： o1、采用正变位齿轮，增大齿轮 的强度; o2、使齿轮过渡曲线变化更为平 缓及消除加工刀痕，减少齿根应 力集中； o3、增大轴及轴承的刚度，使齿 轮接触线上的受载较为均匀； o4、采用合适的热处理方法使齿 芯材料具有足够的韧性； o5、采用喷丸、滚压等工艺措施 对齿根表层进行强化处理。 8 齿轮的失效形式 二、齿面磨损二、齿面磨损 产

3、生的原因：产生的原因： 1、由于硬的颗 粒进入齿面引 起的磨粒 磨损 2、由于两齿面 存在相互相对 滑动摩擦引起 的研磨 磨损 9 齿轮的失效形式 齿面磨损的后果：齿面磨损的后果： 1、齿形破坏，传动精 度降低，间隙增大， 有噪音，有冲击 2、轮齿变薄，易折断 改善措施：改善措施： 1、采用闭式齿轮传动； 2、提高齿面硬度，降 低表面粗糙度； 3、注意润滑油的清洁， 定期更换。 10 齿轮的失效形式 三、齿面点蚀三、齿面点蚀 产生的原因：产生的原因： 多次交变应力作用 细微裂纹 裂纹扩展 脱落 发生的部位：发生的部位： 靠近节线的齿根部位 齿面点蚀的后果：齿面点蚀的后果： 振动、噪音增大 ，传

4、动不平稳， 承载能力下降 改善措施：改善措施： 1、提高齿面硬度 2、提高润滑油粘度 3、减小齿面粗糙度 循环次数增大循环次数增大润滑油渗入润滑油渗入 11 齿轮的失效形式 四、齿面胶合四、齿面胶合 形成原因：形成原因： 齿面间压力大，瞬 时速度大，润滑效 果差，在高温高压 下 ，相啮合两接 触的齿面粘合在一 起，齿轮继续运动 时粘着点被撕破， 齿面出现撕裂沟痕。 12 齿轮的失效形式 发生的部位：发生的部位： 靠近齿顶或齿根部 齿面胶合的后果：齿面胶合的后果： 引起强烈的磨损和发热， 传动不平稳，导致齿轮 报废 改善措施：改善措施： 1、采用正变位齿轮，减少 模数，降低齿高以减少 滑动速度；

5、 2、提高齿面硬度，降低表 面粗糙度； 3、采用抗胶合能力强的齿 轮材料，在润滑油中加 入抗胶合能力强的极压 添加剂。 13 齿轮的失效形式 五、塑性变形 该失效形式主要出 现在低速重载、频 繁启动和过载场合。 主动轮塑变后，齿 面节线处产生凹槽； 从动轮塑变后，在 齿面节线处形成凸 脊 14 齿轮的失效形式 产生的原因产生的原因： 在过大的应 力作用下，轮 齿表面材料处 于屈服状态， 在齿面切向力 作用下产生材 料塑性流动， 即塑性变形。 15 齿轮的失效形式 塑性变形的后果：塑性变形的后果： 齿形被破坏，传动不平稳，齿夺取减薄， 抗弯能力下降，轮齿易折断 改善措施：改善措施： 1、提高齿面

6、的硬度； 2、采用高粘度的或加有极压添加剂的润滑油 均有助于减缓或防止齿轮产生塑性变性。 16 小结 齿轮的失效形式齿轮的失效形式 轮齿折断： 常发生在闭式硬 齿面或开式传动中 提高齿根强度、增大齿面过渡半径减小 应力，集中、提高齿轮精度，改善载荷分布 采用抗胶合性能好的齿轮材料 采用极压润滑油 提高齿面硬度、减小表面粗糙度、提高润 滑油粘度 提高齿面硬度、降低啮合表面的滑动系数 经常更换润滑油 提高齿面硬度、提高润滑油的粘度或采用 极压润滑油 是闭式软面齿轮传 动的主要失效形式 主要发生在高速重 载的闭式齿轮传动中 是开式齿轮传动中 的主要失效形式 主要出现在低速重载 频繁启动的场合 齿面点蚀： 齿面胶合： 齿面磨损： 塑性变形： 解