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              齒輪常見的損壞形式有哪些

              2020-02-20

              齒輪的類型很多,用途各異,在實際生產應用過程中,齒輪的失效形式也是各種各樣的。

              齒輪失效一般發生在齒面,很少發生在其他部位。按照齒輪在工作中發生故障的原因,可分析出齒輪常見失效形式有輪齒折斷、齒面膠合、齒面疲勞點蝕、齒面磨損、塑性變形等等。

              1 輪齒折斷

              輪齒折斷是危險性很大的一種Z終失效形式,根據形成的不同原因可分為過載折斷、疲勞折斷和隨機折斷。

              1.1 過載折斷

              齒面受到過大沖擊載荷時,致使輪齒應力超過其極限應力,發生過載斷裂。一般為短期過載。輪齒發生過載折斷時,其斷面有呈放射狀或人字級花樣的放射區,放射方向與裂紋擴展方向大致平行,放射中心即為斷裂源,斷口現殼紋疲勞線。鑄鐵齒輪易發生過載斷裂。

              1.2 疲勞斷裂

              在循環載荷作用下,齒根處彎曲應力且應力集中,當超過疲勞極限時,齒根圓角處易產生疲勞裂紋。隨著工作時間和循環次數的增加,多次重復作用,裂紋逐漸擴展加深,Z終導致輪齒疲勞斷裂。導致輪齒發生疲勞折斷的因素很多,如:齒輪材料不當、加工精度低、齒根過渡圓角小、設計時對實際載荷估計不足等等。

              1.3 隨機折斷

              當齒輪材料缺陷、剝落在斷裂處形成過高的局部應力集中時,會導致隨機折斷。其斷口形式與一般疲勞折斷相似。這種失效實際上是次生的失效。

              2 齒面膠合

              在高速重載傳動中,因嚙合區溫度升高而導致潤滑油膜被破壞,使兩齒面金屬直接接觸并相互粘接,隨著齒面的相對滑動,較軟的齒面金屬沿滑動方向被撕下而形成溝紋,這種現象就是膠合。根據各自不同的特征和原因,膠合具體又分為輕微膠合、中等膠合、破壞性膠合及局部膠合四種類型。齒面膠合會引起強烈的磨損和發熱、造成傳動不平穩、導致齒輪報廢。

              3 齒面點蝕

              輪齒在工作時,其嚙合表面上任一點所產生的接觸應力是按脈動循環變化的。齒面接觸應力超過材料的接觸極限應力時,齒面表層會產生細微的疲勞裂紋,裂紋的擴展使表層金屬微粒剝落下來而形成一些小坑,俗稱點蝕麻坑。點蝕會使齒面減少承載面積,引起沖擊和噪音,嚴重時輪齒會折斷。當點蝕面積如超過齒高、齒寬的60%時,應更換新零件。

              4 齒面磨損

              齒面磨損有2種:(1)由于硬的屑粒(如鐵屑、砂粒等)進入齒面間所引起的磨粒磨損;(2)由于輪齒表面相互摩擦所引起的研磨磨損。過度磨損后,工作表面材料大量磨掉,齒廓形狀破壞,常導致嚴重噪聲和振動,Z終導致傳動失效。因此,重要輪齒的齒面磨損不應該超過原齒厚的10%,一般輪齒齒面磨損視設備用途不超過原齒厚的20%―30%,超過標準應更換。

              5 塑性變形

              齒面塑性變形主要出現在低速重載、頻繁啟動和過載的場合。當齒面的工作應力超過材料的屈服極限時,齒面產生塑性流動,從而引起主動輪齒面節線處產生凹槽,從動輪出現凸脊。此失效多發生在非硬面輪齒上,齒輪的齒形嚴重變形,特別是左右不對稱時應更換新件。


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