齿轮缺陷简介
发动机38CrMoAlA离合器齿轮缺陷分析
齿轮传动的失效分析)
一般来说，齿轮传动的失效主要发生在轮齿上。
轮齿部分的失效形式分为两大类：轮齿折断，齿面失效。
1. 轮齿折断折断失效通常有轮齿的弯曲疲劳折断、过载折断和随机折断。
•疲劳折断：工作时轮齿反复受载，使得齿根处产生疲劳裂纹，并逐步扩展以至轮齿折断的失效。
疲劳裂纹多起源于齿根受拉的一侧。
•过载折断：齿轮受到突然过载，或经严重磨损后齿厚减薄时，轮齿会发生过载折断。
•随机折断：通常是指由于轮齿缺陷、点蚀或其它应力集中源在轮齿某部位形成过高应力集中而引起轮齿折断。
断裂部位随缺陷或过高有害残余应力的位置而定，与齿根圆角半径无关。
•轮齿折断的形式有整体折断和局部折断。
整体折断多发生于直齿轮，局部折断多发生于斜齿和人字齿轮，齿宽较大的直齿轮和由于安装、制造因素使得局部受载过大的直齿轮，也可能发生局部折断。
疲劳折断的断口较光滑，过载折断的断口则较粗糙。
•增大齿根过渡圆角半径，减小齿面粗糙度，对齿根进行喷丸或碾压强化处理消除该处的加工刀痕，选用韧性较好的材料，采用合理的变位等，均有助于提高轮齿的抗折断能力。
•通常，轮齿疲劳折断是闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式。
2. 齿面失效齿面失效常见的失效形式有：点蚀、胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。
(1) 点蚀齿轮在啮合过程中，相互接触的齿面受到周期性变化的接触应力的作用。
若齿面接触应力超出材料的接触疲劳极限时，在载荷的多次重复作用下，齿面会产生细微的疲劳裂纹；封闭在裂纹中的润滑油的挤压作用使裂纹扩大，最后导致表层小片状剥落而形成麻点，这种疲劳磨损现象，齿轮传动中称为点蚀（图9.3-13）。
节线靠近齿根的部位最先产生点蚀。
润滑油的粘度对点蚀的扩展影响很大，点蚀将影响传动的平稳性并产生冲击、振动和噪音，引起传动失效。
•点蚀又分为收敛性点蚀和扩展性点蚀。
收敛性点蚀指新齿轮在短期工作后出现点蚀痕迹，继续工作后不再发展或反而消失的点蚀现象。
收敛性点蚀只发生在软齿面上，一般对齿轮工作影响不大。
齿轮冷挤压过程中的乱齿及多齿缺陷分析
齿轮冷挤压过程中的乱齿及多齿缺陷分析摘要：本文从齿轮冷挤压加工过程入手，通过正确分齿的条件，提出了齿轮冷挤压过程中出现的乱齿或多齿缺陷产生的原因并提出了避免产生缺陷的措施。
关键词：齿轮；冷挤压；乱齿1.问题的提出齿轮的切削加工是常用的工艺方法，工艺比较成熟。
齿轮的冷挤压工艺相对于齿轮切削工工艺有很多优点，这种工艺越来越受到重视，但是这种工艺还不够成熟，加工过程中经常产生乱齿或多齿等缺陷，因此，分析这些缺陷产生的原因及提出解决措施具有十分重要的意义。
2.齿形冷挤压成形工艺过程：为了找到齿轮冷挤压过程中这些缺陷产生的原因，首先要弄清楚齿形冷挤压成形过程。
齿形冷挤压成形过程是金属材料在滚压轮的挤压下产生塑性变形并产生强制流动的工艺过程，分为以下三个阶段:1)分齿阶段滚压轮在接触坯料的瞬间，在摩擦力作用下滚压轮带动坯料旋转，并在齿坯外圆上压出n段印痕，n即为齿数。
2)齿形成形阶段滚压轮逐步径向进给咬入，在与坯料的展成运动过程中,使坯料表层金属强制流动形成渐开线齿形。
3)校正阶段滚压轮不再径向进给，保持滚压轮与工件间中心距不变，对成形阶段形成的齿形进行校正,获得较高精度的齿形。
3.正确分齿的条件：为保证坯料正确分齿，必须满足以下三个条件：（1）均匀分齿条件滚压轮应带动坯料初始外圆做纯滚动滚压过程中，为了保证能均匀分齿，坯料应匀速旋转，而这个可由纯滚动实现。
根据力学关系，计算得到滚压轮与坯料初始外圆做纯滚动的条件如下：自然咬入的情况下：在齿坯滚压过程中，坯料由于受滚压轮的挤压而沿滚压轮齿根方向向滚压轮两齿所形成的空间区域发生塑性流动变形,从而形成轮齿。
坯料初始直径的大小对挤压后的齿数有很大的影响。
因为冷挤压是塑性成形过程,坯料在挤压前后体积不变,且假设坯料轴向不发生流动,因此,可利用坯料变形前后截面积相等原则，如图2所示,即面积A1=A2图2 坯料截面积相等确定初始直径示意图根据以上关系,求得坯料初始直径如下：式中，da为齿顶圆直径,命df为齿根圆直径,Sa为齿顶厚度,Sf为齿根厚度,αf为齿根圆压力角,db为基圆直径,化αk为齿顶圆压力角。
《齿轮缺陷简介》课件
齿面断裂
齿轮表面出现断裂现象，可能由于材料疲劳、 负荷过大等原因引起。
齿轮偏移
齿轮轴线偏离理想位置，可能导致传动不准确、 噪音增加等问题。
齿根断裂
齿轮根部出现断裂现象，可能由于过载、材料 缺陷等原因引起。
齿轮缺陷的影响和后果
1 传动效率下降
齿轮缺陷会导致传动效率下降，增加能源的 消耗。
2 噪音和振动增加
案例一 案例二 案例三
机械设备传动中出现噪音和异常振动，经检查发 现齿轮存在严重的齿面磨损。
传动效率下降，产量降低，经过检测发现齿轮偏 移超过了运转允许范围。
设备提前故障，导致生产中断，经过分析发现是 齿轮根部断裂导致的。
结论和要点
1 齿轮缺陷会导致传动效率下降和噪
音振动增加。
2 齿轮缺陷的检测方法包括目视检查、
《齿轮缺陷简介》PPT课件
欢迎大家参加今天的课程！本课程将带领大家深入了解齿轮缺陷的定义、类 型和影响，以及相关的检测方法和预防措施。让我们一起探索这个引人入胜结构上的不完美，可能导致运转不顺畅、噪音增加 等问题。
常见的齿轮缺陷类型和特征
齿面磨损
齿轮表面出现磨损痕迹，可能由于摩擦、颗粒 物等原因引起。
振动分析
通过分析齿轮传动过程中的振 动信号，判断齿轮是否存在缺 陷。
预防齿轮缺陷的措施
1
材料选择
选择高质量、适合工作条件的齿轮材料，以提高耐磨和抗疲劳性能。
2
正确润滑
合理选择和使用润滑剂，保证齿轮传动的良好润滑。
3
定期维护
定期进行齿轮传动的保养和检查，防止缺陷的进一步扩大。
案例分析：齿轮缺陷的实际问题
齿轮缺陷会引起噪音和振动的增加，影响设 备的稳定性和工作环境。
齿轮失效常见的形式及预防措施
1.5 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，齿轮的齿形严重变形，特别是左右不对称时应更换新件。
上⾯阐述的⼏种主要轮齿失效形式，在⼀般情况下，不仅可以修复，且在不能改变齿轮材料、加⼯⼯艺的条件下通过提前预防来延迟齿轮失效不利情况的发⽣，提⾼齿轮使⽤寿命。
2、预防齿轮失效措施2.1 提⾼齿轮安装精度2.2 合理选材齿轮材料的选择，要根据强度、韧性和⼯艺性能要求，综合考虑。
结合我国实际，宜选⽤低碳合⾦渗碳钢。
对于承受重载和冲击载荷的齿轮，采⽤以Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合⾦渗碳钢为主的钢材；对于负载⽐较稳定或功率较⼩，模数较⼩的齿轮，亦可选⽤⽆Ni的Ni-Mn钢。
⽤这种钢材制造的齿轮与普通电炉钢制造的齿轮相⽐，其接触和弯曲疲劳寿命可提⾼3-5倍，齿轮极限载荷可提⾼15%-20%。
2.3 热处理通过热处理⼯艺，可以改善齿轮材质，适当提⾼硬度，消除或减轻齿⾯的局部过载，提⾼齿⾯的抗剥落能⼒。
例，对煤矿机械中的齿轮，深层渗碳淬⽕，可减⼩齿轮硬化，提⾼芯部硬度，较⼩的过渡区残余拉应⼒和充⾜的硬化层深度。
2.4 根据实际情况选择齿轮油据资料显⽰，机械故障的34.4%源于润滑不⾜，19.6%源于润滑不当，换句话说，以54%的机械故障是由于润滑问题所致。
因此，选择好的齿轮油对提⾼齿轮使⽤寿命有重要的意义。
2.5 修复为了确保齿轮的强度和硬度，决定采⽤氩弧焊合⾦焊丝堆焊修复，后⽤磨光机整形处理⽅案，这样焊后的齿轮轮齿少不经热处理达到较⾼的硬度和强度。
通过对齿轮失效形式的分析，可提⾼准确判别设备故障的能⼒，及时解除故障，提⾼经济效益。
精锻齿轮坯缺陷分析及工艺改进 巨军荣
精锻齿轮坯缺陷分析及工艺改进巨军荣摘要：目前国内汽车用精密齿轮的生产多采用闭式锻造工艺。
常见的设备有瑞士HATUBER生产的AMP50-XL高速镦锻机。
高速热镦锻属于闭式锻造，少无飞边，自动化生产，一火完成加工，因此具有材料利用率高、锻件精度高、加工效率高等优点。
高速热镦锻是多工位加工工艺，即同一台热镦锻机上完成棒料的热剪切、镦粗、预成形、终成形和冲孔等工序，其工艺设计和模具设计较复杂。
特别是各工艺参数的设置不仅直接影响到锻件的质量还会降低模具寿命。
本文基于DEFORM-3D软件对齿轮坯高速热镦锻工艺进行有限元模拟，分析坯料产生环形折叠缺陷的原因。
通过改进原始工艺参数，模拟和实验均得到了无缺陷锻件。
关键词：齿轮坯；精密锻造；DEFORM-3D；有限元模拟；缺陷分析引言：文章分析了高速镦锻机生产的齿轮坯的折叠缺陷。
利用DEFORM-3D软件对原始热锻工艺进行了数值模拟，分析了镦粗、预锻的折叠角、温度和等效应变。
结果表明：折叠缺陷是坯料高径比太大、锻压速度过低引起的。
通过改进工艺参数，模拟和实验均获得了无缺陷齿轮坯。
1.精锻过程有限元模拟1.1有限元模型采用UGNX软件建立热镦锻工艺各工步锻件（见图1）模型，根据锻件建立相应的模具：镦粗模，预锻模和终锻模，并选取坯料和模具的1/4作为计算和分析模型。
利用DEFORM-3D对齿轮坯高速镦锻过程进行模拟。
坯料为：直径51mm，高度80mm，高径比为1.57，材质选用软件材料库的AISI1045钢。
图1.齿轮坯高速镦锻工艺：1.2模拟控制利用拉格朗日插值法对齿轮坯热镦锻工艺进行热力耦合计算。
镦粗、预锻和终锻的步长分别设为：0.5、0.3、0.2mm。
采用绝对网格划分坯料，网格最大尺寸1mm，尺寸比例因子为1。
鉴于实际热锻成形中，冷模具和热坯料的剧烈传热，热传导系数设为11W/（m2•℃）。
2.模拟结果和缺陷分析原始热镦锻工艺的数值模拟结果显示：在镦粗过程中，坯料上下端面有明显的折叠缺陷，而且折叠痕迹呈现为环状。
渗碳齿轮热处理常见缺陷及预防措施
5、渗碳层深度不均匀
正常情况下齿轮在渗碳的过程中， 由于几何形状和曲率半径的原因齿根比 其它部位要稍浅。几何因素造成渗碳层 不均难以避免。但是由于其它因素造成 渗层比正常情况更加不均匀，将造成齿 轮不同部位性能不连续，薄弱区域首先 破坏，继而整个齿轮损坏，严重影响齿 轮寿命。
原因分析
(1) 气体渗碳时，炉内温度不均匀，碳势不均， 炉内气氛循环不佳。 (2) 装炉前齿轮清洗不干净，齿轮表面存留油污、 碳黑等杂质，脱脂温度不合理。渗碳时在齿面 结焦。 (3) 装炉量过大，装炉方式不合理，工件相互接 触、碰撞。 (4) 在不需要渗碳的部位，防渗剂刷涂不均匀、 不合理，都可能造成渗碳层深度不均匀。
残余奥氏体6级 400× 4%硝酸酒精溶液侵蚀
预防措施
(1)对已造成齿轮表面含碳量低的齿轮采取 适当增碳处理。 (2)选择淬透性合适的材料和冷却能力适当 的冷却介质，淬火冷却。 (3)预先采取措施，减少淬火后的残50～670℃、3ｈ以上的高 温回火，使合金碳化物析出一部分，从 而降低重新加热淬火时的奥氏体稳定性， 促使奥氏体向马氏体转变。
4、齿轮硬化层偏浅
渗碳齿轮表层硬度深度不够，导致 表面硬化层抗剥落性能降低的同时，也 导致使用寿命降低。
原因分析
(1)渗碳过程中，渗碳时间太短，渗碳温度偏低， 渗碳层偏浅。 (2)炉内有效加热区温度分布不均匀。 (3)渗碳过程中强渗阶段及扩散阶段的碳势控制 不当。 (4)装炉前齿轮未清除油污及装炉量过多，所留 孔隙太小等因素。 (5)选择的齿轮钢材质及淬透性差，淬火介质冷 却性能不足，而造成正常渗碳淬火后硬化层偏 浅。
碳化物
400×
4%硝酸酒精溶液侵蚀
原因分析
气体渗碳时，若渗碳炉内碳势过高，强渗时间过 长，表层过共析（珠光体＋二次渗碳体）程度就越大， 出现齿轮表层渗碳过度。特别对含有强碳化物形成元 素Mo、W等渗碳钢，碳元素的扩散速度较慢，齿轮渗 碳层表面碳浓度高，达到过共析成分的渗碳层，在冷 却过程中，从奥氏体晶界处析出渗碳体形成块状、网 状分布。
齿轮缺陷——精选推荐
齿轮缺陷齿⾯缺陷（2）啃齿由于滚⼑与齿坯的相互位置发⽣突然变化所造成：1）⽴柱三⾓导轨太松，造成滚⼑进给突然变化⽴柱三⾓导轨太紧，造成爬⾏现象2）⼑架斜齿轮啮合间隙⼤3）油压不稳定寻找和消除⼀些突然因素：1）调整⽴柱三⾓导轨：要求紧松适当2）⼑架若因使⽤时间久⽽磨损，应更换3）合理保养机床，尤其是清洁，使油路保持畅通：油压保持稳定齿⾯缺陷（3）振纹由于振动造成：1）机床内部某传动环节的间隙⼤2）⼯件与滚⼑的装夹刚性不够3）切削⽤量选⽤太⼤4）后托架安装后，间隙⼤寻找与消除振动源：1）对于使⽤时间久⽽磨损严重的机床及时⼤修2）提⾼滚⼑的装夹刚性，例如缩⼩⽀承间距离；带柄滚⼑应尽量选⽤⼤轴径等。
提⾼⼯件的装夹刚性：例如，尽量加⼤⽀承端⾯，⽀承端⾯（包括⼯件）只准内凹；缩短上下顶针间距离3）正确选⽤切削⽤量4）正确安装后托架齿⾯缺陷（4）鱼鳞齿坯热处理不当，其中在加⼯调质处理后的钢件时⽐较多见1）酌情控制调质处理的硬度2）建议采⽤正⽕处理作为齿坯的预先热处理在设计中综合考虑被加⼯齿轮左右齿⾯与齿宽上切削平衡，齿轮圆⾓部分影响，三菱神户⼯具公司开发了可输出预想齿形系统，只要输⼊前加⼯⼑具和被加⼯齿轮诸参数就可以输出预想齿形，选定合理的啮合压⼒⾓。
剃齿是对未淬⽕齿轮进⾏精加⼯的⼀种⽅法。
剃齿的原理是：⼀对互相交叉构成⼀定轴交⾓的齿轮啮合传动，传动时齿⾯间有相对滑动，在这⼀对齿轮中的⼀个齿⾯上制出许多⼩槽（梳形齿），梳形齿槽构成剃齿⼑的侧刃与顶刃，这些⼑刃在齿⾯相对滑动中，对另⼀齿⾯⼯件进⾏切削。
由图1可见剃齿⼑设计成斜齿或直齿以便得到必要的轴交⾓，当剃齿⼑与加⼯齿轮⼆者螺旋⾓⽅向相同时轴交⾓为⼆者之和，相反时为⼆者之差。
图1 在节圆上的中啮合与切割啮合点的相对滑动速度也与⼆者螺旋⾓⼤⼩与⽅向有关。
相同时为⼆者之和，相反时为⼆者之差。
剃齿⼑刃的运动轨迹见图2。
剃齿加⼯有以下优点：加⼯时间短，⽣产率⾼；可使被加⼯齿轮精度显著提⾼；每加⼯⼀个齿轮，消耗⼑具费⽤低；可进⾏齿形修整；可简单使被加⼯齿轮在齿向上形成中⿎；不需要熟练⼯操作。
齿轮缺陷简介
2、齿形和啮合几何 模数大的齿轮由于齿根变厚，它的抗弯强度比模数小的齿轮抗弯强度高，但从整个齿 轮和传动来看，模数大的齿轮减小了重迭系数，使分配到每个齿上的载荷和附加动载 荷增加，增大了齿根的应力。 一般齿宽加大可以增加危险断面的尺寸，降低齿根应力，但是齿宽过大，由于传动系 统各零件的变形、制造和安装的误差等等所产生的偏载现象更为严重。 斜齿轮的螺旋角对弯曲强度也有增强作用，试验表明螺旋角小于25°时，斜齿的弯曲强 度比直齿至少提高30%左右。但螺旋角过大造成轴向力很大，造成齿轮的不利变形， 同时还降低了端面重迭系数，此外螺旋角太大，齿的加工精度不易保证，载荷集中也 趋于显著，一般螺旋角不大于30°。
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影响胶合失效的主要因素
影响胶合的因素有很多，目前有些因素的规律性还很不清楚，下面简单介绍一些主要影 响因素。
1、传动形式和啮合几何 渐开线螺旋圆柱齿轮的滑动速度很大，并且相对滑动速度是沿齿的长度方向，更不
利于油膜的形成。再加它又是点接触，接触压力很大，容易破坏油膜，容易发生胶合。 直齿和斜齿的圆柱或圆锥齿轮传动，齿面相对滑动速度方向垂直于接触线，且于混
2、齿面摩擦和相对运动 根据点蚀机理（后续介绍）可知，摩擦力增大，将降低齿面的抗点蚀能力。摩擦力的 方向影响接触疲劳裂纹的方向和是否扩展。 摩擦系数随滑动速度变化， 于是齿面的抗点蚀疲劳强度就与滑动速度有关。
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3、润滑 润滑对齿面点蚀的影响包括润滑油种、粘度、油量及供油方法等。 一般来说，在半液体和边界润滑状态，粘度增加可使摩擦系数减小，于是摩擦力降低 而接触应力减少，同时，油不易渗入裂缝，所以表面点蚀不易产生。粘度增加，还可 以充填粗糙度表面上低洼处，使齿面接触承压区加大而降低了接触应力。粘度高的油 还可以缓和冲击震动，降低附加动载荷。 应用高粘度的油在实际中往往受到限制，例如，在冷却状态下启动齿轮、齿轮搅油、 齿轮挤油的功率损失随粘度增高而增加，粘度高的油不易布满齿面等等。 油量的多少与供油方法有关，对于浴油和喷油两种供油方法进行对比试验，喷油的润 滑效果比浴油好，但抗点蚀能力比浴油差11%~20%左右，但对于高速齿轮，为了保证 充分的供油量，则必须采用喷油法。
减速箱齿轮局部缺陷故障的小波诊断
能 耗， Ⅳ
Ｏ ～． ． １ ５ ８
６～Ｏ ５８ ＞９ ９
３ ０
除尘系统 ， 具有技 术含量高 、 无需人 工操作 、 测控制 准确 、 检 湿
润搅拌 均匀 、 自动 回旋彻 底 、 使用 安全可靠 、 除尘效果 明显的特
点。 Ｗ０ ． － ５ ８０ ２ ２
多分辨分析 ， 又称多尺度分析 ， 是建立在函数 概念空间上的
理论。对于任意函数 ｆ ｔ ∈Ｖ ， （） 。可以将其分解为细节部分 。 和
大尺度逼近部分 。 ， 然后将大尺度逼近部分 。 进一步分解 。如
此重复就可 以得到任意尺度（ 或分辨率 ） 上的逼近部分和细节部
分。信号 厂ｔ经尺度 １２ ……， （） ，， 的分解 ， 最终分解为 ｄ、 八、 。 、
一
齿轮啮合动力学特性可表示为如下物理运动方程 ：
＋ ＝ Ｃ ＋ （）（） ｅ
为常数 ，（）（） ｋ ｔｅ 为谐波激励 函数 ， （） ｋ 为啮合刚度 ，（） ｅ 为轮齿 啮合误差 ，后两者 的时变特性 决定 了齿轮啮合的非线性
动力学特性 ， 它们所包含的不 同频率成分 ， 了齿轮的不 同故 决定
障特征 。 通过对运动方程中谐波激励 函数的频率特征的分析 ，可将
、
齿轮局部缺陷故障机理
齿轮故 障分为大周期和小周期两种类型 ，齿轮轮齿的局部剥落 是典型 的大周期故障类 型。
大周期 的频谱特点为 ：
齿轮在运行 时， 由于制造不 良、 作、 操 安装或维护不善 ， 会产 生各种形式 的故 障 ， 障形式 又因齿轮材料 、 故 热处 理 、 转状态 运 等因素 的不 同而不 同 ， 常见 的齿轮 故障有断齿 、 面磨损 、 齿 胶合 和擦伤 ， 以及齿面接触疲 劳等。
齿轮缺陷
齿面缺陷（2）啃齿由于滚刀与齿坯的相互位置发生突然变化所造成：1）立柱三角导轨太松，造成滚刀进给突然变化立柱三角导轨太紧，造成爬行现象2）刀架斜齿轮啮合间隙大3）油压不稳定寻找和消除一些突然因素：1）调整立柱三角导轨：要求紧松适当2）刀架若因使用时间久而磨损，应更换3）合理保养机床，尤其是清洁，使油路保持畅通：油压保持稳定齿面缺陷（3）振纹由于振动造成：1）机床内部某传动环节的间隙大2）工件与滚刀的装夹刚性不够3）切削用量选用太大4）后托架安装后，间隙大寻找与消除振动源：1）对于使用时间久而磨损严重的机床及时大修2）提高滚刀的装夹刚性，例如缩小支承间距离；带柄滚刀应尽量选用大轴径等。
提高工件的装夹刚性：例如，尽量加大支承端面，支承端面（包括工件）只准内凹；缩短上下顶针间距离3）正确选用切削用量4）正确安装后托架齿面缺陷（4）鱼鳞齿坯热处理不当，其中在加工调质处理后的钢件时比较多见1）酌情控制调质处理的硬度2）建议采用正火处理作为齿坯的预先热处理在设计中综合考虑被加工齿轮左右齿面与齿宽上切削平衡，齿轮圆角部分影响，三菱神户工具公司开发了可输出预想齿形系统，只要输入前加工刀具和被加工齿轮诸参数就可以输出预想齿形，选定合理的啮合压力角。
剃齿是对未淬火齿轮进行精加工的一种方法。
剃齿的原理是：一对互相交叉构成一定轴交角的齿轮啮合传动，传动时齿面间有相对滑动，在这一对齿轮中的一个齿面上制出许多小槽（梳形齿），梳形齿槽构成剃齿刀的侧刃与顶刃，这些刀刃在齿面相对滑动中，对另一齿面工件进行切削。
由图1可见剃齿刀设计成斜齿或直齿以便得到必要的轴交角，当剃齿刀与加工齿轮二者螺旋角方向相同时轴交角为二者之和，相反时为二者之差。
图1 在节圆上的中啮合与切割啮合点的相对滑动速度也与二者螺旋角大小与方向有关。
相同时为二者之和，相反时为二者之差。
剃齿刀刃的运动轨迹见图2。
剃齿加工有以下优点：加工时间短，生产率高；可使被加工齿轮精度显著提高；每加工一个齿轮，消耗刀具费用低；可进行齿形修整；可简单使被加工齿轮在齿向上形成中鼓；不需要熟练工操作。
齿轮的失效形式
齿轮的失效形式齿轮传动是机械设备中最常见的传动方式，现代机械对齿轮传动的要求日益提高，即要求齿轮能在高速、重载、特殊介质等恶劣环境条件下工作，又要求齿轮装置具有较高的平稳性、高可靠性和结构紧凑等良好的工作性能，由此使得齿轮发生故障的因素越来越多，而齿轮异常又是诱发机器故障的重要因素。
因此，齿轮故障诊断技术的应用研究是非常重要的。
齿轮由于制造、操作、维护以及齿轮材料、热处理、运行状态等因素不同，产生异常的形式也不同，齿轮常见的故障形式有如下几种：1、齿的断裂齿的断裂分疲劳断裂和过负荷断裂。
疲劳断裂是齿轮重复受载后由于应力集中产生的。
当齿轮副进入啮合状态时，最危险的瞬间是接触点位于齿轮的顶部，此时在齿根部产生的弯曲应力为最大，存在较严重的应力集中，当载荷超过设计值，或者齿轮在周期性交变载荷作用下，经过一定的载荷循环后，齿的根部有可能产生裂纹。
齿轮继续工作，裂纹向根部纵深发展，当裂纹削弱的根部不能承受弯曲应力时，齿就发生断裂。
过负荷断裂是由于机械系统速度的急剧变化，轴系共振，轴承破损，轴的弯曲等原因，使齿轮产生不正常的一端接触，载荷集中到齿面的一端而引起的，其原因主要是由于装配不良，机器运转时存在其他故障问题。
齿的断裂是齿轮最严重的故障，常因此造成设备停机，或者引起机器其他零部件的故障。
2、齿的磨损磨损是指金属的整个齿面上连续不断地损耗，从而在齿面上产生金属的研磨状。
齿轮在啮合过程中，往往在轮齿接触表面上出现材料摩擦损伤的现象。
如果磨损量不影响齿轮在其寿命内应具备的功能的磨损，我们称之为正常磨损，其特征是齿面光滑，没有宏观擦伤，各项公差在允许范围内。
如果由于齿轮用材不当，或在接触面间存在硬质颗粒，以及润滑油供应不足或不清洁，往往以其齿轮的早期磨损，有微小的颗粒分离出来，接触表面发生尺寸变化，严重损失，并使齿形改变，齿厚边薄，甚至出现“刀片”状齿尖；啮合间隙增大；噪声增大；严重磨损的结果将导致齿轮失效。
齿轮的故障诊断
齿轮的故障诊断齿轮的故障诊断一、齿轮的常见故障齿轮是最常用的机械传动零件，齿轮故障也是转动设备常见的故障。
据有关资料统计，齿轮故障占旋转机械故障的10.3%。
齿轮故障可划分为两大类，一类是轴承损伤、不平衡、不对中、齿轮偏心、轴弯曲等，另一类是齿轮本身（即轮齿）在传动过程中形成的故障。
在齿轮箱的各零件中，齿轮本身的故障比例最大，据统计其故障率达60%以上。
齿轮本身的常见故障形式有以下几种。
1. 断齿断齿是最常见的齿轮故障，轮齿的折断一般发生在齿根，因为齿根处的弯曲应力最大，而且是应力集中之源。
断齿有三种情况：①疲劳断齿由于轮齿根部在载荷作用下所产生的弯曲应力为脉动循环交变应力，以及在齿根圆角、加工刀痕、材料缺陷等应力集中源的复合作用下，会产生疲劳裂纹。
裂纹逐步蔓延扩展，最终导致轮齿发生疲劳断齿。
②过载断齿对于由铸铁或高硬度合金钢等脆性材料制成的齿轮，由于严重过载或受到冲击载荷作用，会使齿根危险截面上的应力超过极限值而发生突然断齿。
③局部断齿当齿面加工精度较低、或齿轮检修安装质量较差时，沿齿面接触线会产生一端接触、另一端不接触的偏载现象。
偏载使局部接触的轮齿齿根处应力明显增大，超过极限值而发生局部断齿。
局部断齿总是发生在轮齿的端部。
2. 点蚀点蚀是闭式齿轮传动常见的损坏形式，一般多出现在靠近节线的齿根表面上，发生的原因是齿面脉动循环接触应力超过了材料的极限应力。
在齿面处的脉动循环变化的接触应力超过了材料的极限应力时，齿面上就会产生疲劳裂纹。
裂纹在啮合时闭合而促使裂纹缝隙中的油压增高，从而又加速了裂纹的扩展。
如此循环变化，最终使齿面表层金属一小块一小块地剥落下来而形成麻坑，即点蚀。
点蚀有两种情况：①初始点蚀（亦称为收敛性点蚀）通常只发生在软齿面（HB＜350）上，点蚀出现后，不再继续发展，甚至反而消失。
原因是微凸起处逐渐变平，从而扩大了接触区，接触应力随之降低。
②扩展性点蚀发生在硬齿面（HB＞350）上，点蚀出现后，因为齿面脆性大，凹坑的边缘不会被碾平，而是继续碎裂下去，直到齿面完全损坏。
齿轮齿根裂纹的特征
齿轮齿根裂纹的特征1.引言1.1 概述齿轮齿根裂纹是指在工作齿轮的齿根位置出现的裂纹现象。
这种裂纹的形成常常由于齿轮在长期的工作过程中所受到的多种因素综合作用所引起，对齿轮的正常运转和寿命会产生严重影响。
在机械传动中，齿轮是一种常用的装置，用于传递动力和运动。
然而，在实际使用过程中，齿轮可能会受到很高的载荷、振动、冲击等影响，导致齿根处的应力集中，进而形成裂纹。
齿轮齿根裂纹的特征主要体现在以下几个方面：首先，裂纹的形态多种多样，可以是沿着齿根延伸的线状裂纹，也可以是呈现为点状或网状的细小裂纹。
其次，齿轮齿根裂纹往往呈现为逐渐扩展的趋势，可能开始时只是一个微小的裂纹，但随着时间的推移会逐渐扩大并深入齿根。
此外，裂纹的扩展速度与载荷大小、材料性质等因素密切相关。
齿轮齿根裂纹对齿轮的运行安全和寿命产生了重要影响。
一方面，裂纹扩展会导致齿根的材料损伤，进而影响正常的齿轮传动效果；另一方面，裂纹的存在会导致齿轮在工作过程中产生更大的应力集中，使得裂纹进一步扩展的速度加快，从而缩短了齿轮的使用寿命。
为了应对齿轮齿根裂纹的出现，我们需要采取一系列的预防和修复措施。
首先，齿轮的设计和制造过程中应考虑合理的载荷和工况，避免过大的应力集中；其次，在使用过程中需要进行定期的检测和维护，如通过振动分析、温度检测等手段来监测齿轮的工作状态；此外，对于已经出现裂纹的齿轮，可以采取相应的修复方法，如焊接、喷涂等修复技术。
综上所述，齿轮齿根裂纹是一种在齿轮工作过程中常见的问题，对其特征和形成原因有一定的了解对预防和修复具有重要意义。
通过合理的设计、有效的监测与维护，我们可以降低齿轮齿根裂纹的发生概率，提高齿轮的使用寿命和运行安全性。
1.2 文章结构文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对齿轮齿根裂纹的特征进行了初步的概述，简要介绍了该问题的背景和重要性。
接着，对整篇文章的结构进行了说明，即引言、正文和结论各部分的内容安排。
对塑料齿轮的成型及缺陷的探讨
对塑料齿轮的成型及缺陷的探讨摘要：随着近几年我国经济的快速发展，塑料产品在各行各业中的应用越来越普遍，进而带动着大量的塑料制件需求量的提升，虽然渐渐呈现出更新换代时间缩短的趋势，但是，对于塑料的品种、产量和质量等提出了更高的要求。
借此，本文以塑料齿轮这种产品为研究对象，就塑料齿轮的制作材料、模具结构，以及成型工艺等进行详细的探究和分析，进而提出当前塑料齿轮的成型缺陷和防范措施，为我国塑料产品的进一步发展提供理论方面的指导。
关键词：塑料齿轮；模具结构；齿轮缺陷；防范措施引言塑料齿轮虽然因为其质轻、价廉、噪音小、抗化学腐蚀、生产工序少、后期使用不需要加工，以及满足金属材料的刚度和强度等方面的优势，不仅可以替代有色金属和合金，而且还降低了运营成本，但是，在研究中发现，塑料齿轮具有弹性模量低、热传导性差、机械强度低、热膨胀系数大等方面的缺陷，进而导致塑料齿轮在高载荷，高速度运行的场合下无法满足使用要求。
一、齿轮的材料在当前齿轮制作的过程中，应用较多的塑料材料包含尼龙（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚砜（PTFE）等，综合考虑到齿轮材料自身的使用性能、工艺性能和经济性，通常会选用聚甲醛这种性能的材料，这也是因为聚甲醛材料不仅具备较高的机械强度、刚度、润滑性能、抗拉性能、抗压性能和耐疲劳强度，而且其吸水少、产品尺寸稳定性强，非常适用于各种齿轮、传动零件，或者是减摩零件等的制作。
二、注射工艺2.1温度在注射的过程中，其温度必须要保持在可以熔解塑料的温度和模具的温度，由于塑料温度和模具温度都对整个塑料产品的形成有着直接的影响，所以，不仅要求塑料温度和模具温度都要具备最高的充填速度，而且还要保证其塑件特性的稳定性。
另外，模具温度越高，则整个填模的过程就越快，效率越高，并且模具温度还能够有效的控制塑料的充填速度、成品冷却得时间及结晶度等。
由此可见，模具温度对齿轮成型周期及成品质量发挥着决定性的作用，因此，在本次研究中，对于聚甲醛材料而言，只需要将成型齿轮的模具温度控制在90℃～120℃之间是为最佳的温度区间。
齿轮注塑成型缺陷分析与对策
齿轮注塑成型缺陷分析与对策塑料齿轮由于它的质轻、价廉，传动噪声小，不需后加工，生产工序少，又因其强度和刚度接近于金属材料，可以代替有色金属和合金，因此，它在工业上的应用正在逐步扩大，现已广泛应用于机械、仪表，电讯、家用电器、玩具产品和各种记时装置中。
由于成型塑料齿轮的模具有其特殊性，因而塑料齿轮形成了一种特殊类型的注射模。
齿轮材料齿轮材料纤综合考虑使用性能、工艺性能和经济性，选用聚甲醛(又称POM)，该材料具有优异的综合性能，强度、刚性高，抗冲击，疲劳、蠕变性能较好，自润滑性能优良，摩擦系数小且耐摩性好，吸水小，产品尺寸稳定，适用于制造各种齿轮、传动零件或减摩零件等。
注射工艺1 温度注射过程中的温度主要足指熔胶温度和模具温度，因为两者都对整个注射过程有重要影响。
要同时有最高的充填速度，又能保持塑件的特性，就需要有适当的熔胶温度。
模温越高，填模速度越快。
模温控制塑料的充填速度、成品冷却时间和成品的结晶度。
实际生产中聚甲醛塑料合理的喷嘴温度和料筒见表1。
模具温度对齿轮成型周期及成品质量(如应力、系数率、尺寸公左、机械性能等)有决定性影响的参数，对POM材料而言，成型齿轮的模温控制范围为90度C~120度C。
2 注射压力与模温的关系注射压力对塑料充填起决定性作用，而注塑压力与塑料温度、模具温度又是相互制约的。
利用注塑绘图法，找出能止产优良成品的最佳参数组合，通过射胶压力与模具温度关系图，就可以找出合理的射胶压力和模具温度组合，如图1所示。
由曲线图可知,ABCD范围内的各点，代表能生产优质产品的压力和棋具温度组合。
超过CD曲线便会造成成品飞边或尺寸过大；低于AB曲线会造成成品尺寸过小或充填不满，最佳的组合在X点，因它容许有最大的参数变化范围。
模具结构及制造目前，大多数注射成型齿轮的模数在lun以下，为防止齿轮变形和收缩，齿轮厚度在2~3mm左右。
模具结构如图2所示，成型齿轮注塑模采用均匀分布的3点浇门如图3所示，这样一方面町以保证齿轮的精度，另一方面可以去除点浇口废料。
齿轮钢的点状偏析
齿轮钢的点状偏析1.引言1.1 概述概述齿轮钢是一种广泛应用于机械工程领域的特殊钢材，具有高强度、耐磨性和耐疲劳性等优良特性。
然而，在齿轮钢的制备过程中，可能会出现点状偏析现象，对其性能和可靠性产生不利影响。
点状偏析是指齿轮钢中某些元素在晶界或晶内形成局部聚集或偏离理想溶解度的现象。
在本文中，我们将探讨齿轮钢的点状偏析现象，包括其形成原因、对钢材性能的影响以及如何防止和减少点状偏析的方法。
通过对这些问题的深入研究，我们可以更好地理解和应用齿轮钢，提高其使用寿命和性能，从而推动机械工程领域的发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括以下内容：在文章结构部分，将会介绍本文的基本构成和组织方式。
本文将按照以下结构进行展开：第一部分是引言，包括概述、文章结构和目的。
在引言部分，我们将介绍齿轮钢点状偏析的基本概念和研究背景，以及本文的主要内容和目的。
第二部分是正文，包括齿轮钢的组成和性质以及点状偏析的形成原因。
在正文部分，我们将详细介绍齿轮钢的主要组成成分和物理性质，以及点状偏析在齿轮钢中的形成原因。
第三部分是结论，包括点状偏析对齿轮钢的影响以及防止和减少该现象的方法。
在结论部分，我们将总结点状偏析对齿轮钢的影响，以及提出一些防止和减少该现象的有效方法和建议。
通过以上的文章结构，我们将全面系统地介绍齿轮钢的点状偏析问题，深入分析其成因和影响，并提出相应的预防和控制措施，希望能给读者带来有益的信息和启示。
1.3 目的目的：本文的目的是深入探讨齿轮钢中常见的点状偏析现象及其形成原因，并分析其对齿轮钢性能和使用寿命的影响。
通过了解点状偏析对齿轮钢的危害，可以为齿轮制造业者提供有效的防止和减少点状偏析的方法和技术，提高齿轮的质量和可靠性。
同时，本文也旨在提高读者对齿轮钢点状偏析问题的认识，增加对于齿轮钢组织性能的了解，为齿轮制造和使用提供有益的参考和指导。
通过深入研究和分析，本文将全面揭示齿轮钢的点状偏析问题，为相关领域的专业人士和研究人员提供一份有价值的参考文献。
20MnCr5齿轮钢裂纹缺陷分析
20MnCr5齿轮钢裂纹缺陷分析王继臣;肖洋;王海峰【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】3页(P37-39)【作者】王继臣;肖洋;王海峰【作者单位】本钢板材股份有限公司特殊钢厂,辽宁本溪 117000;本钢板材股份有限公司特殊钢厂,辽宁本溪 117000;本钢板材股份有限公司特殊钢厂,辽宁本溪117000【正文语种】中文内容导读本钢特钢厂生产的出口20MnCr5齿轮用钢在轧制成圆钢时出现了严重的表面纵向裂纹，文章分析了纵向裂纹缺陷的形态以及成因：前期高温装炉只是产生纵裂的诱因，连铸坯上存在成分偏析带是造成钢材纵裂的根本原因，后续轧制促进纵裂形成和扩展。
根据造成裂纹的原因采取针对性的措施，保证齿轮钢20MnCr5的高效稳定生产，所做分析具有一定的推广应用价值。
随着我国汽车工业的发展，国内许多汽车齿轮生产线分别从德、日、美、意、法等国引进了齿轮用钢。
现在我国特钢企业已能批量生产的新型齿轮钢有Cr-Mo、Mn-Cr、Mn-Cr-B、Cr-Ni-Mn、Cr-Ni-Mo系列[1-3]。
20MnCr5是常用的齿轮用钢，本钢特钢厂在生产出口印度的20MnCr5钢材时，在轧制成圆钢后间断性地出现严重的表面纵向裂纹，其中ф140～210 mm覆盖规格较多。
通过光学显微镜对裂纹处金相组织进行观察，分析裂纹形成的原因，并结合生产工序进一步查找裂纹形成的原因，为现场处理该缺陷提供指导。
生产工艺生产工艺流程铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼(LF+RH)→连铸→热送→加热→轧制→缓冷→修磨→检验→包装缴库→发货。
宏观形貌裂纹形态见图1，裂纹沿着钢材纵向分布，长裂为6 m，短的为0.5～2 m，在钢材横断面上纵向裂纹的开口宽度为1～5 mm，深度为8～12 mm。
图1 钢材纵向裂纹形貌化学成分对纵向裂纹严重的钢材取样进行化学成分分析，如表1所示，化学成分与熔炼成分相吻合、无异常，符合标准要求。
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造成油膜破裂的原因有： 1、齿上载荷或局部载荷过大； 2、齿面瞬时温度过高； 3、选用了不合适的润滑油（如粘度、油性等）； 4、不适宜的润滑方法（如给油量不足，供油方式不好）； 5、齿面滑动速度过高； 6、齿面的光洁度不合适。
影响胶合失效的主要因素
影响胶合的因素有很多，目前有些因素的规律性还很不清楚，下面简单介绍一些主要影 响因素。 1、传动形式和啮合几何 渐开线螺旋圆柱齿轮的滑动速度很大，并且相对滑动速度是沿齿的长度方向，更不 利于油膜的形成。再加它又是点接触，接触压力很大，容易破坏油膜，容易发生胶合。 直齿和斜齿的圆柱或圆锥齿轮传动，齿面相对滑动速度方向垂直于接触线，且于混 动速度方向重合，有利于油膜的形成，发生胶合的可能性小。 内啮合圆柱齿轮传动，因为两齿面为凹凸啮合，特别有利于形成油膜，出现胶合的 可能性更小。
齿面胶合
胶合的齿面上有人眼可见的节瘤、峰岗、刮痕或沟槽等，并且一个齿轮的齿面的金属焊 粘到另一个与之啮合的齿面上，齿面常有变色外观。
关于胶合程度的分类： （1）齿面没有破坏性的擦伤； （2）齿面有人眼不易看清的沿滑动方向的擦痕； （3）齿面有人眼可见的细的但不深的初始括道；
（4）齿面有相邻较近的较长的扩展性括道； （5）中等程度的刮痕，较宽但不很深； （6）强烈的刮痕，宽而深的沟道，这些沟道连成一片； （7）严重的刮痕，齿面出现节瘤和沟槽，齿面呈现熔化现象。
2、齿形和啮合几何 模数大的齿轮由于齿根变厚，它的抗弯强度比模数小的齿轮抗弯强度高，但从整个齿 轮和传动来看，模数大的齿轮减小了重迭系数，使分配到每个齿上的载荷和附加动载 荷增加，增大了齿根的应力。 一般齿宽加大可以增加危险断面的尺寸，降低齿根应力，但是齿宽过大，由于传动系 统各零件的变形、制造和安装的误差等等所产生的偏载现象更为严重。 斜齿轮的螺旋角对弯曲强度也有增强作用，试验表明螺旋角小于25°时，斜齿的弯曲 强度比直齿至少提高30%左右。但螺旋角过大造成轴向力很大，造成齿轮的不利变形， 同时还降低了端面重迭系数，此外螺旋角太大，齿的加工精度不易保证，载荷集中也 趋于显著，一般螺旋角不大于30°。
齿轮失效分析
表面失效 点蚀 （接触疲劳失效） 磨损 局限性点蚀 扩展性点蚀 片蚀 研磨磨损 刮伤 过载磨损 腐蚀磨损 干涉磨损 轻微胶合 严重胶合 烧伤 塑性流动 塑皱 过载折断 疲劳折断 缺陷折断 塑性变形
胶合
塑性变形 折断
整体失效
齿轮失效形式的分类
齿面点蚀
定义：齿面上变化的接触应力如超过了疲劳极限，在表面层将产生疲劳裂纹，裂纹的扩 展使表面层小块金属剥落，形成小坑，这种失效现象称为点蚀 局部点蚀：因为齿面有刀痕和微起伏，在啮合时，齿面接触不良，如果局部接触应力 过大就要产生点蚀。齿面经充分跑合后，齿面的承载面积增加，齿面应力降低，齿面 接触应力降到极限值以下，点蚀就停止了，这种点蚀称为“局限性点蚀”或者“初始点蚀”。 扩展性点蚀：如果齿面硬度较高，齿面不易跑合，或齿面接触应力较高，则点蚀继续 扩展并不停止，在靠近节线的齿根部位点蚀越来越严重，小坑的面积和深度加大，在 齿面上所占的范围扩展，在后期，点蚀扩展速度更快，有时甚至整个齿面布满小坑， 小坑还可能连成一片，这种点蚀称为“扩展性点蚀”或“破坏性点蚀” tips：一般点蚀占齿宽和齿高的60%以上时，齿轮应立即报废。在出现局限性点蚀时， 如发现某些小坑的面积显著的大，且主动齿轮齿根有被磨亮的情况，则预示可能出现 扩展性点蚀。 片蚀：对于表面渗碳淬火齿轮，因齿面疲劳裂纹常发生于淬硬层与心部交接处，于 是当裂纹扩展后，齿面金属成片剥落，与点蚀的外观不同。 tips：片蚀比点蚀的范围小，但较深。片蚀多出现于齿顶部分。
100 90 100 85
载荷或速度逐渐增大，最 大载荷长期作用（超过30 分钟）
3、速度 齿轮的转速或圆周速度增高时，齿面的滑动速度和滚动速度都增大。滚动速度愈大， 齿面间形成油膜的条件愈好，油膜愈厚，齿面就愈不易直接接触；相反地滑动速度增 加则摩擦热增加，从而降低了油的粘度和油膜厚度，油膜容易破裂。 如何能够取得最优值，仍在试验研究中。
影响齿轮弯曲疲劳折断的主要因素
1、载荷情况 齿轮间的载荷分配、齿上沿接触线的载荷集中、附加动载荷、载荷数值和载荷作用点等 全都影响着齿根危险断面的弯矩、应力的分布及数值。 齿轮是单侧受载（单向弯曲），还是双侧依次受载（双向弯曲）对弯曲疲劳强度影响很 大。 对于硬齿面，根据实验结果，如单侧受载的弯曲疲劳承载能力为1，则中间齿轮为2/3， 反复正反转的齿轮为2/3~7/8。
5、齿面光洁度和加工精度 齿轮的加工方法不同，齿轮精度和齿面光洁度也不同。齿面的刀痕或磨痕使齿面的 接触面积减小和形成齿面的应力集中。造成实际接触应力的增大。齿面越粗糙越容 易出现点蚀。若齿面的微起伏，在齿轮运转过程中始终比较大，则对扩展性点蚀有 促进作用。 提高齿面光洁度和加工及安装精度，虽然齿面的抗点蚀能力提高，但是很不经济。 所以在确定最经济的光洁度和精度后，可以用跑合的方式提高表面光洁度和接触精 度，具体方法有：干跑合、跑合剂跑合、电火花跑合、化学跑合等等。
模数m愈大，齿顶的相对滑动愈大，容易出现胶合。 齿顶修缘提高齿面抗胶合能力（因为修缘可以减小基节误差和补偿轮齿变形，因而 使同时受载的齿数增多） 斜齿轮的螺旋角愈大，抗胶合的能力愈低，这与滑动速度增大有关。
2、载荷情况 载荷情况 载荷或速度逐渐增加，且 最大载荷作用时间不超过 30分钟 连续作用的尖峰载荷不超 过5分钟，并且不在小载荷 之前作用 齿轮材料 硬化或未硬化的各种碳钢 和合金钢 整体或表面淬火的碳钢或 合金钢HRC＞35 调质碳钢或合金钢 HB=180~300 整体或表面淬火的碳钢或 合金钢HRC＞35 调质碳钢或合金钢 HB=180~300 抗胶合能力（%） 100
齿轮断裂的断面外观
疲劳破断面有着特殊的外观，破断面一般分为两个部分： 1、疲劳断面部分——这一部分是呈现较细晶粒的外观，甚至有的是瓷状结构面或 磨光面。 2、静强度破断部分——对于软钢和塑性好的材料是一种纤维状结构，而对硬钢 （经淬火处理的中碳或合金钢）以及铸铁等，则是一种粗晶粒表面。 当应力超过疲劳极限不多时，疲劳裂缝发展较慢，并且在静强度破断之前，齿 根经受多次变应力，疲劳部分被长时间的压缩和磨损，此部分就更近于磨光表面。 如果应力超过疲劳极限很多，裂纹就扩展的较快，应力循环次数不多就出现静强度 破断，于是疲劳破断部分就来不及经充分压缩和磨损，这样在外观结构上两个部分 的区别就比较不明显。根据这种区别就可以概括地估计应力的超载情况。 疲劳破断部分的表面还有阶梯层状的外观。这是因为疲劳裂纹在扩展上有选择 性的原因。当应力超过疲劳极限不多时，疲劳裂纹从一个局部弱金属部分扩展到另 一个局部弱金属部分，由于这种选择性的结果，疲劳破断部分的表面就出现不平坦 而类似阶梯形的层状外观。由于裂纹表面的挤压磨损，最早形成的疲劳破断部分的 表面阶梯被磨挤，此处较平坦，接近静强度破断部分的后期疲劳破断部分的阶梯层 状较明显。
6、齿轮传动的啮合几何参数及齿形 为了减小单位接触线长度上的载荷，可以增加接触线的总长度，即增加重迭系数。例 如常采用变位齿轮传动，利用大的高变位，可以得到节点位于两组齿啮合区的齿轮传 动，其接触应力比未变位的约降低1.4倍左右。斜齿轮利用高变位还可以得到节点在 啮合线工作段之外的传动。由于极易发生点蚀的节点部位不处于工作区，所以齿面抗 点蚀能力可大大提高。 用大压力角的齿形也可以提高齿面接触疲劳强度。
4、润滑 5、材料和热处理 6、温度 7、齿面光洁度 4~7条阐述过于复杂，不为大家作详细介绍了。
齿轮折断
过载折断：大多是操作不当，齿轮传动的设计不佳，齿轮加工装配工艺及材料质量不 能满足要求等等原因造成的。 疲劳折断：齿轮在变载荷的作用的折断机理是我们这章主要介绍方向。 机理：变载荷下载材料内部是同时存在着强化和弱化这一对矛盾的，他们之间一 直在斗争和转化。强化的晶粒当由于相邻晶粒的作用或畸变产生的缺陷作用，在 一定应力值下也会出现弱化。当应力稍低于或稍高于疲劳极限而应力循环次数少 时，强化占压倒优势，成为矛盾的主要方面，这是材料不会发生疲劳损坏。在受 外载荷时，最弱晶粒的最弱部分首先出现滑移而得到强化，但经过多次反向塑性 变形后，塑性耗尽，变化应力继续作用下，开始松动而弱化，产生了局部的微观 裂纹。 简单介绍疲劳破坏分为三个阶段： 第一阶段，晶粒内部的强化和弱化的选择和争斗； 第二阶段，裂纹的发生，发展和衔接； 第三阶段，突然断裂。
3、润滑 润滑对齿面点蚀的影响包括润滑油种、粘度、油量及供油方法等。 一般来说，在半液体和边界润滑状态，粘度增加可使摩擦系数减小，于是摩擦力降低 而接触应力减少，同时，油不易渗入裂缝，所以表面点蚀不易产生。粘度增加，还可 以充填粗糙度表面上低洼处，使齿面接触承压区加大而降低了接触应力。粘度高的油 还可以缓和冲击震动，降低附加动载荷。 应用高粘度的油在实际中往往受到限制，例如，在冷却状态下启动齿轮、齿轮搅油、 齿轮挤油的功率损失随粘度增高而增加，粘度高的油不易布满齿面等等。 油量的多少与供油方法有关，对于浴油和喷油两种供油方法进行对比试验，喷油的润 滑效果比浴油好，但抗点蚀能力比浴油差11%~20%左右，但对于高速齿轮，为了保证 充分的供油量，则必须采用喷油法。
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胶合失效
齿面由正常润滑发展到齿面胶合的三个阶段： 1、齿面间的润滑状态由液体动压润滑变为边界润滑，这个阶段齿面间的油膜厚度减低， 但未发生胶合。 2、由边界润滑变为金属接触。边界油膜的破裂是由于接触齿面发生大的塑性变形或者 温度很高。 3、两齿面材料发生焊粘，出现明显胶合。
产生胶合的条件： 1、齿面间的接触——液体动压油膜厚度降低到临界值一下，并且出现边界摩擦； 2、边界润滑油膜破裂发生金属直接接触； 3、产生纯金属齿面间的熔焊固着，齿面相对滑动造成一齿面的金属转移至与之啮合的 另一齿面。
影响点蚀的主要因素
1、工作情况和载荷性质 齿轮传动并不全是连续运转，工作停歇对齿面接触疲劳强度是有利的，工作停歇使润滑 油得到冷却而不利于接触疲劳裂纹的扩展。有的试验表明，齿面硬度HB≤350的钢制齿 轮，短期重复工作条件下的齿面抗点蚀能力，比连续运转可提高1~1.8倍，HB＞350时 为1~1.3倍。 原理：先加一低载应力能提高疲劳强度，这是因为金属受到“锻炼”得到强化的结果。多 晶体的金属都有组织不均匀性和晶粒的各向不同性。如果齿面应力超过某些晶粒的屈服 极限，则这些斤产生塑性变形，最弱晶粒的塑性变形更严重。塑性变形轻微的晶粒得到 强化，塑性变化剧烈的晶粒产生裂纹，当损伤的进展速度超过强化的进展速度，则发生 疲劳损坏，反之齿面得到适当强化。 2、齿面摩擦和相对运动 根据点蚀机理（后续介绍）可知，摩擦力增大，将降低齿面的抗点蚀能力。摩擦力的 方向影响接触疲劳裂纹的方向和是否扩展。 摩擦系数随滑动速度变化， 于是齿面的抗点蚀疲劳强度就与滑动齿轮的观察和对齿轮及圆辊的试验结果，把点蚀的特点大致归纳如下： 1、点蚀是由齿面或者齿面以下很浅处的疲劳裂纹扩展所致。疲劳裂纹与齿面的接触应力 和摩擦力有关。 2、点蚀是表面层的局部金属剥落，形成的一个蚀坑。剥落层的厚度一般在15~25μ左 右，直径可由小于1mm到2mm。 3、出现点蚀的必要条件是有充分的液体润滑剂。 4、点蚀发生于被追越表面，在齿轮上绝大多数发生于齿根靠近节线附近的部位。 5、当有严重研磨磨损时，点蚀即停止发展或不出现。 6、点蚀最早发生于齿面工作条件最恶劣的部位（如局部齿廓误差、齿面粗糙、严重 偏载等等）