齿轮传动的失效形式和材料齿轮传动的失效形式齿轮传动失去

4.轮辐式齿轮

当齿轮的齿顶圆直径da>400~600mm 时，可采用轮辐式结构。这种结构的 齿轮常用铸钢或铸铁制造。
轮辐式结构
大尺寸齿轮
齿轮传动的润滑
开式或半开式传动 v< 10 m/s的闭式传动 v> 10 m/s的闭式传动
定期人工加油润滑
浸油润滑
喷油润滑
浸油润滑
喷油润滑
第九节 齿轮传动的失效形式和材料
一、齿轮传动的失效形式 齿轮传动失去正常工作能力的现象，称为失效。 轮齿的失效形式有以下五种： 1.轮齿折断 轮齿折断一般发生在齿根部位。齿轮在传递动力时，轮 齿受到弯曲作用，而齿根部分受到的弯曲应力是最大的。
┌全齿折断 (直齿齿根裂纹扩展所至）
1）疲劳（交变载荷反复作用）折断→
3.非金属材料——用于小功率、速度高→低噪音
(三). 常用热处理：
软齿面（齿面硬度≤350HBS）： 正火、调质 两轮材料相同时，采用不同的热处理 硬齿面（齿面硬度＞350HBS）： 低碳钢－渗碳＋淬火 中碳钢－表面淬火
第十二节
1、齿轮轴
齿轮的结构设计
对于直径较小的钢质齿轮，其齿根圆直径df与轴直径相 差很小。可将齿轮与轴制成一体，称为齿轮轴。如 下图
└缺角
(斜齿接触线为斜线)
2）过载（短期严重过载或过大的冲击）折断：铸铁或淬火钢容易发生脆性折 断。
防止轮齿折断的措施：禁止超载使用。保证轮齿弯曲疲劳 强度，增大齿根圆角半径等。
蚀一般发生在靠近齿根的节线附近。

点蚀——轮齿表面有小片金属剥落下来或点状脱落，形成麻点。
齿面点蚀图
3. 齿面磨损

齿轮在传动中，两齿廓都要产生相对滑动，因此两齿面必定会产生 磨损。 磨损有两种：一是跑合，二是磨粒磨损。 油不净→磨料磨损→齿形破坏 →齿根减薄（根部严重）→断齿 防止磨粒磨损的办法有：采用闭式传动，保持良好清洁的润滑，提 高齿面硬度。
4. 齿面胶合
在高速、重载的齿轮传动中，往往因温度升高，润滑油的油膜被破坏，接触齿面 在瞬时高温、高压下，接触处的金属表面局部粘接在一起，由于齿面的相对滑动，则 齿面沿运动方向撕脱，形成沟纹。 防止胶合的办法有：采用粘度大的或有抗胶合添加剂的润滑油，提高齿面硬度，加强散 热措施。
（二） 齿轮的材料及其选择原则 齿轮最常用的材料是钢，其次是铸铁。 1.钢——含碳量为0.1％～0.6％→常用
→性能最好(可通过热处理提高机械性能) (1)铸钢—— 当齿轮的尺寸较大(大于400一600mm)而不便于锻造 时．可用铸造方法制成铸钢齿坯，再进行正火处理以细化晶粒。 有 ZG310-570、ZG340-640
（2）锻钢

锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等优点， 大多数齿轮都用锻钢制造。 钢材经锻造, 性能提高→最常用 有 45、35SiMn、42SiMn、 40Cr、35CrMo
材料及热处理
2. 铸铁——用于开式、低速、轻载场合的齿轮可以制成铸铁齿坯。 当尺寸大于500mmm时可制成大齿圈，或制成轮辐式齿轮。 ⑴灰口铸铁—— HT200、HT300 ⑵球墨铸铁—— QT500-7
2、实心式齿轮
当齿轮的齿顶圆直径da≤150~200mm 时，可采用 实心式结构。这种结构型式的齿轮常用轧制圆钢制 造齿轮毛坯。
3、腹板（孔板）式齿轮

当齿轮的齿顶圆直径da=200~500mm时，可采用腹 板式结构。腹板上开孔是为了减轻重量和加工的需 要，孔的直径和数目随结构尺寸的大小而定。这种 结构的齿轮多用锻钢制造。
冷胶合
5. 齿面塑性变形
齿面较软的齿轮，当承受重载、起动频繁或严重过载时，齿 面上的金属可能出现局部流动 ，使齿面产生塑性变形，破坏正确 的齿形。 防止塑性变形的办法是提高齿面硬度和遵守操作规程。
二、 齿轮的材料
(一). 对齿轮材料的基本要求
1.齿面要硬, 齿芯要韧 2.易于加工及热处理 3.软齿面齿轮齿面配对硬度差为20~50HBS
原因： 齿轮在传递动力时，两齿面理论上是线接触，实际上因齿面 产生弹性变形而形成接触面很小的面接触。 ⑴ 交变的接触应力反复作用→产生裂纹 ⑵ 摩擦力的作用→带动表面材料剥落 ⑶ 油压的作用→促使裂纹扩展

危害：点蚀后，齿廓表面被破坏，造成传动不平稳，产生噪声。 措施：限制接触应力，提高齿面硬度，选择合适的润滑油。 齿面疲劳点蚀是闭式齿轮传动的主要失效形式。