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齿轮传动的主要失效形式

行业新闻|2022-03-11| admin

分析齿轮传动的失效形式目的是为了找出齿轮传动失效的原因,制定强度的计算方法,或提出防止失效的措施,提高其承载能力和使用寿命。齿轮的传动失效主要发生在轮齿。

齿轮的失效形式.jpg

下面是齿轮常见的几种失效形式。
1、轮齿断裂
在载荷作用下齿轮齿根部产生的弯曲应力最大,而且有应力集中。在传动过程中轮齿重复受载,齿根弯曲应力为交变应力。在这种交变的弯曲应力作用下,齿根处产生疲劳裂纹,裂纹扩展,导致轮齿弯曲疲劳折断。
齿轮短时过载或受冲击载荷,或轮齿磨损减薄后,均易发生轮齿的突然折断称为过载折断。用淬火钢或铸铁制造的齿轮,容易发生这种形式的断齿。
直齿轮容易发生全齿断裂,而斜齿轮由于接触线为一斜线,而易发生轮齿局部倾斜折断,轮齿折断是齿轮传动最危险的失效形式之一,它不仅使齿轮传动完全失效,而且掉下来的齿块往往会导致其他零部件损坏,以至于发生更大的故障。
改善材料的性能,适当增大模数,增大齿根过度圆角,提高齿轮制造精度,降低齿根表面的粗糙度,消除齿根加工刀痕,对齿根部位进行喷丸、碾压强化处理等,均可提高轮齿的抗折断能力。
2、齿面点蚀
  轮齿受载时,工作面上的啮合处产生接触应力。运转过程中齿面接触应力是按脉动循环变化的。在接触应力的反复作用下,齿轮的表面会出现一些微小的裂纹,经过后面裂纹面积不断变大,从齿面脱落下来材料后形成麻点状小坑,即是齿面点蚀。
齿面出现点蚀后,齿廓遭到破坏,使传动性能恶化,震动和噪声增大。点蚀多出现在靠近节线附近的齿根表面上。其原因是:轮齿在节线附近啮合时,同时啮合的齿对数少,对于直齿轮只有一对齿接触,齿面接触应力较大,而且轮齿在靠近节线处啮合时,齿面滑动速度较小且速度方向有变化,齿面间不易形成油膜。严重的安装不良或齿轮轴变形较大时,点蚀也可能出现在齿顶部位。

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