齿轮齿面耗损的迹象

齿轮失效

[复习引入]齿轮传动过程中，若轮齿发生折断、齿面损坏等现象，则齿轮失去了正常的工作能力，称为失效。

齿轮传动的失效，主要是轮齿的失效。

常见的齿轮失效形式如下:[讲授新课]一、齿面点蚀1、概念齿轮在运转过程中受到周期性变化的接触应力作用，当接触应力超过材料的接触疲劳强度时，会在齿轮表面或次表层上产生疲劳裂纹。

疲劳裂纹不断扩展、延伸，最终使小块金属剥落，形成麻点和斑坑，这种现象叫做齿面的疲劳点蚀。

2、预防措施：选择合适的材料及提高齿面硬度，减少表面粗糙度值，选择黏度高的润滑油并采用适当的添加剂。

二、齿面磨损1、概念齿轮传动过程中，相互接触的两齿面产生一定的相对运动，即产生滑动摩擦，使齿面发生磨损。

当磨损严重时，轮齿失去了准确的渐开线齿廓形状，从而产生冲击和噪音，甚至发生齿轮折断。

（开式齿轮的主要失效形式）2、预防措施：提高齿面硬度，减少表面粗糙度值，采用合适的材料组合，改善润滑条件和工作条件等。

三、齿面胶合1、概念齿轮在很大压力下，齿轮上的润滑油被挤走，两齿面金属直接接触，局部产生瞬时高温，致使两齿面发生粘连。

随着齿面的相对滑动，较软齿轮的表面金属会被熔焊在另一轮齿的齿面上形成沟痕，这种现象叫做齿面胶合。

（高速和低速重载的齿轮传动）2、预防措施：选用高黏度的润滑油或在油中加抗胶合添加剂，选用不同材料是两轮不易粘连，提高齿面硬度，降低表面粗糙度，改进冷却条件等。

四、齿面塑变1、概念当齿轮的齿面较软时，在重载情况下，可使表层金属沿着摩擦力方向发生局部塑性流动，出现塑性变形。

2、预防措施：提高齿面硬度，采用粘度大的润滑油，尽量避免频繁启动或过载。

五、轮齿折断1、概念齿轮的一个或多个齿的整体或其局部的断裂。

齿根处受力最大，在根部分容易发生轮齿折断。

（严重冲击、短期过载；轮齿长时间工作经反复弯曲，使根部发生疲劳折断）2、预防措施：选择适当模数和齿宽，采用合适的材料及热处理方法，减少齿根应力集中，齿根圆不宜过小，应有一定要求的表面粗糙度。

齿轮传动的失效形式

齿轮传动的失效形式
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，称为失效。齿轮传动的失效主要轮齿失效。其主要形式有：轮齿折断齿面磨损齿面点蚀齿轮的失效形式齿面胶合齿面塑性变形
失效形式之一：齿轮折断
折断的现象：产生裂纹→扩展→断齿折断的原因：（1）疲劳折断：根部应力集中；齿轮受多次重复弯曲应力作用。（2）突然过载或冲击折断。
靠近节线的齿根部位
齿面点蚀的后果：
振动、噪音增大，传动不平稳，承载能力下降
改善措施：
1、提高齿面硬度和接触强度 2、采用合适的润滑油（提高润滑油粘度） 3、减小齿面粗糙度
失效形式之四：齿面胶合胶合现象：齿面沿相对滑动方向粘焊、撕脱，形成伤痕。形成原因：（1）高速重载使油膜破坏，两齿面金属直接接触并粘接（2）低速重载不易形成油膜，使齿面冷胶合（3）齿面间相对滑动
失效形式之三：齿轮点蚀
点蚀的现象：靠近节线的齿面或齿根部位出现麻点状小坑。产生的原因：（1）齿面受交变应力接触应力作用，产生接触疲劳裂纹（2）靠近节线附近滑动速度小，油膜不易形成，摩擦力大，易产生裂纹（3）润滑油进入裂纹，形成封闭高压油腔，润滑油的楔挤作用使裂纹扩展
入
齿面点蚀发生的部位：
齿轮的失效形式
主要发生在高速重齿面胶合：载的闭式齿轮传动中是开式齿轮传动中齿面磨损：的主要失效形式主要出现在低速重载齿面塑变：频繁启动的场合
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
塑性变形
齿面塑变的后果：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： 1、提高齿面的硬度 2、采用黏度高的润滑油

齿轮传动系统的损伤诊断与修复

齿轮传动系统的损伤诊断与修复齿轮传动系统是实现机械传动的关键组件之一，其稳定性和可靠性直接影响到整个机械设备的工作效率和寿命。

然而，长期运行以及不良工况下容易引起齿轮传动系统的损坏，严重影响设备运行。

因此，及时准确地诊断和修复齿轮传动系统的损伤至关重要。

一、齿轮传动系统损伤类型齿轮传动系统可能出现的损伤类型主要包括齿面磨损、齿面斜面、断齿、脱齿、龟裂、金属疲劳等。

这些损伤不仅会导致齿轮传动系统的工作噪音增加、传动效率降低，甚至可能造成传动系统完全失效。

二、齿轮传动系统损伤诊断方法1. 视觉检查：通过直接观察齿轮表面是否有异常磨损、断裂、龟裂等情况，初步判断齿轮传动系统是否存在损伤。

2. 振动分析：利用振动传感器监测齿轮传动系统的振动情况，通过分析振动信号的频谱、幅值等特征可以诊断出齿轮系统的损伤情况。

3. 温度监测：通过监测齿轮传动系统的工作温度，可以判断是否存在过热现象，进而推测可能的损伤类型。

4. 润滑油分析：定期对齿轮箱内的润滑油进行化验，可以了解齿轮传动系统的磨损情况，判断是否存在金属颗粒、水分等异常情况。

5. 音频分析：通过录音设备获取齿轮传动系统运行时的声音，结合专业软件进行处理分析，可以诊断出齿轮是否存在异常摩擦、碰撞等损伤。

三、齿轮传动系统损伤修复方法1. 针对不同损伤类型选择适当的修复方法，如使用研磨、加固焊接、更换零部件等方式。

2. 修复前需要将齿轮传动系统进行彻底清洗，去除杂质和残留物，保证修复效果。

3. 修复后进行动平衡和磨合处理，确保齿轮传动系统恢复正常运行状态。

4. 对于无法修复的严重损伤，需要及时更换受损零部件，确保齿轮传动系统的可靠性。

5. 制定定期保养计划，加强维护保养工作，降低齿轮传动系统的损伤风险，延长设备使用寿命。

总之，齿轮传动系统的损伤诊断与修复工作是确保设备正常运行的关键环节，只有及时准确地诊断问题，并采取有效的修复措施，才能保障齿轮传动系统的稳定性和可靠性，延长设备的使用寿命，降低维修成本，提高工作效率。

关于大型开式齿轮常见损伤及润滑的建议

关于大型开式齿轮常见损伤及润滑的建议一、磨损磨损是指由于机械、化学或其它因素导致材料的慢速损失，齿轮表面发生改变。

并非所有的磨损都定义为损伤，对于大型开式齿轮，齿轮运行初期发生的正常磨损有利于改善设备运行状态和润滑条件。

1．正常磨损这种磨损发生在齿轮运转的早期阶段，粗糙的开式齿轮表面的机加工痕迹逐渐消失，齿面呈光亮状态，常称为跑合磨损。

磨光和中等磨损都属于正常磨损类型。

正常磨损的形貌特征：磨光是一种缓慢的磨合，两接触齿面的凹凸不平逐渐被磨去，机加工痕迹逐渐消失，齿面粗糙度大为降低，因此产生光滑的齿面，磨光对改善齿轮的运转状态有积极的促进作用，左下图为磨光图片实例。

中等磨损齿面的特征是两齿面都有金属移失，在节曲面附近出现一条连续的条带，如右下图。

在寿命以内的正常磨损并不影响齿轮的使用。

图1齿轮运转早期阶段的正常磨损类型用于转窑类设备驱动的齿轮精度在 8~9级(AGMG 2000)，用于管磨类设备的齿轮精度在9~10级(AGMG 2000)。

因此，大型开式齿轮副在运转初期，接触面积小，存在局部过载，高点的局部接触应力往往超过材料的接触疲劳强度，疲劳裂纹就会陆续出现。

若此类疲劳裂纹不能快速消除，疲劳裂纹会持续发展成点蚀损伤。

因此，对于新制大型开式齿轮或翻面使用的齿面，克鲁勃提出：在齿轮的运行初期，必须通过磨合过程来达到磨光的目的，借助专用磨合润滑剂快速降低表面粗糙度、提高接触比例，防止出现初期损伤，为后期取得良好润滑状态创造条件。

2. 磨料磨损磨料磨损是指由于混在润滑剂中的坚硬颗粒(如砂粒、锈蚀物、金属杂质等)，在齿面啮合时的相对运动中，使齿面材料发生遗失或错位。

齿面上嵌入坚硬的颗粒,Q 磨光实例 M 中等磨损实例也会造成磨料磨损。

磨料磨损的形貌特征：齿面出现不同尺寸的分散凹坑，其边缘比较圆滑。

图2齿轮磨料磨损实例此种损伤类型与润滑无关，且不会持续扩展，但降低了齿轮的接触比例，可采取如下预防性措施：1）在设备的安装阶段，清除齿轮副和齿轮罩上的杂质；2）若采用喷射润滑或循环润滑方式，需做好润滑系统相关部件的清洁工作，避免杂质混入。

简析机械齿轮故障的机理及其特性

简析机械齿轮故障的机理及其特性近几年来，我国的市场经济日益繁荣，科学技术水平不断提升，机械制造行业也进入了快速发展阶段。

在进行机械制造时，机械齿轮是重要的元件，如果齿轮出现了故障，就会影响机械制造的效率和水平，阻碍机械制造行业的可持续发展。

齿轮在出现故障时会发生振动，振动的频率不同，齿轮故障类型也不同，为了对齿轮故障进行精确分析，采用科学的应对举措，了解机械齿轮故障机理及其特性势在必行。

1 齿轮出现故障后的常见表现1.1 齿面破损在机械制造的过程中，会出现齿面破损的问题。

在机械制造的过程中，为了提高工作效率，加速齿轮运转，经常要应用润滑油等对齿轮进行润泽。

一些润滑油的质量较差，里面存在大量的污浊物体，当对齿轮添加润滑油时，润滑油中的污浊物体会进入到齿轮之中，加大齿轮之间的缝隙，导致齿面发生磨损，如果齿轮处在高速运转的状态下，润滑油中的污浊物甚至会导致齿轮的断裂。

1.2 齿面划痕在机械制造的过程中，会出现齿面划痕的问题。

在齿轮工作的过程中，轮齿会高速运转，而高速运转会产生大量的热量。

在齿轮的表面附着一层润滑油，一些润滑油对温度的敏感度比较高，当热量较多，温度较高时，齿轮表面润滑油的油膜会出现破裂的情况。

当油膜破裂之后，齿轮的两个齿面会粘结在一起，如果没有对齿面进行分离，齿面的划痕将持续加深，外部摩擦力将持续加大，阻碍齿轮的正常应用。

1.3 齿面剥落在机械制造的过程中，会出现齿面剥落的问题。

齿轮在应用过程中会呈现出不同的运动状态：第一种运动状态是滚动状态；第二种运动状态是滑动状态，摩擦力的方向不同，齿轮的运动方向也不尽相同。

当节点两侧摩擦力的作用方向相反，齿轮运动会受到一个水平的推力，齿面的两侧会出现不同的脉动情况，当脉动值超过齿面的预应力，就会使齿轮材料陷入疲乏状态，出现纵向裂纹和横向裂纹。

如果此时没有将齿轮换下，继续应用齿轮，就会扩大裂纹的纵深面积和水平扩散面，形成金属剥落结构。

在齿轮表面，经常可以看到金属脱落，出现坑洼的现象，这一现象就被称为齿面点蚀，如果点蚀的面积持续扩大，连成了一片，齿轮的表面材料就会发生整体脱落。

齿轮轮齿故障模式分类及其特征

齿轮轮齿故障模式分类及其特征故障模式特征举例损坏部位示意图表面接触疲劳损伤麻点疲劳剥落在轮齿节圆附近，由表面产生裂纹，造成深浅不同的点状或豆状凹坑承受较高的接触应力的软齿面（正火调质状态）和部分硬齿面齿轮浅层疲劳剥落在轮子齿节圆附近，由内部或表面产生裂纹，造成深浅不同、面积大小不同的片状剥落承受高接触应力的重载硬齿面（表面经强化处理）齿轮硬化层剥落经表面强化处理的齿轮在很大接触应力作用下，由于应力/强度比值大于0.55，在强化层过渡区产生平笔于表面的疲劳裂纹，造成硬化层压碎，大块剥落承受高接触应力的重戴硬齿面（表面经强化处理）齿轮齿轮弯曲断裂疲劳断齿表面硬化（渗碳、碳氮共渗、感应淬火等）齿轮，一般在轮齿承受最大交变弯曲应力的齿轮根部产生疲劳断裂。

断口呈疲劳特征承受弯曲应力较大的变速箱齿轮和最终传动齿轮等过载断齿一般发生在轮齿承受最大弯曲应力的齿根部位，由于材料脆性过大或突然受到过载和冲击，在齿根处产生脆性折断，断口粗糙变速箱齿轮等磨损磨粒磨损润滑介质中含有类角硬质颗粒和金属屑粒，尤如刀刃切削轮齿表面，使齿面几何形状发生畸变，严重时会使齿顶变尖，磨得像刀刃一样在有灰沙环境工作的开式齿轮，矿山机械传动齿轮等腐蚀磨损在润滑介质中含有化学腐蚀成分，与材料表面发生化学和电化学反应，产生红褐色腐蚀产物（主要是二氧化铁），受啮合磨擦和润滑剂的冲刷而脱落在化学腐蚀环境中工作的齿轮胶合磨损轮齿表面在相对运动时，由于速度大，齿面接触点局部温度升高（热粘合）或低速重载（冷粘合）使表面油膜破坏，产生金属局部粘合而又撕裂，一般在接近齿顶或齿根部位速度大的地方，造成与轴线重直的刮伤痕迹和细小密集的粘焊节瘤，齿面被破坏，噪音变大高速传动齿轮、蜗杆等齿端冲击磨损变速箱换档齿轮在换档时齿端部受到冲击载荷，使齿端部产生磨损、打毛或崩角变速箱换档齿轮受多次换档冲击载荷作用齿面塑性变形塑性变形在瞬时过载和磨擦力很大时，软齿面齿轮表面发生塑性变形，呈现凹沟、凸角和飞边，甚至使齿轮扭曲变形造成轮齿塑性变形软齿面齿办过载压痕当有外界异物或从轮齿上脱落的金属碎片进入啮合部位，在齿面上压出凹坑，一般凹痕线平，严重时会使轮齿局部变形齿轮啮合时有异物压入塑变折皱硬齿面齿轮（尤其是双曲线齿轮）当短期过载磨擦力很大时，齿面出现塑性变形现象，呈波纹形折皱，严重破坏齿廓硬齿面齿轮过载通过对汽车拖拉机的931个齿轮损坏实例进行统计分析，得出了齿轮子的各故障式比例。

齿轮轮齿的失效

发生部位：主动轮形成凹沟，从动轮齿面形成凸棱
五、轮齿折断
产生原因及现象：变载（疲劳、过载）
发生场合：开式齿轮传动和硬齿面闭式齿轮传动中
小结：齿齿面损伤轮失效形式轮齿折断
齿面点蚀齿面磨损齿面胶合塑性变形
齿轮轮齿的失效形式
齿轮传动过程中，若齿轮发生折断、齿面损坏等现象，则齿轮失去了正常的工作能力，称为失效。
主要形式：齿面损伤、轮齿折断
一、齿面点蚀
产生的原因及现象：
发生场合：闭式传动
二、齿面磨损
产生原因及现象：铁屑、灰层进入，啮合齿面间的相对滑动摩擦而产生磨损，齿形变瘦
发生场合：开式传动
三、齿面胶合
产生原因及现象：高速重载时散热不好，低速重载时，压过大，使油膜破坏，金属熔焊在一起而发生胶合。
发生场合：高速、低速重载齿轮
发生部位：靠近节线的齿顶面
四、齿面塑性变形（飞边）
产生原因及现象：较软齿面的齿轮在频繁起动和严重过载，由于齿面很大压力和摩擦力的作用使齿面金属局部塑性变形

开式齿轮传动的主要失效形式有齿面磨损

开式齿轮传动的主要失效形式有齿面磨损齿轮传动作为目前最常用的传动方式之一，具有结构简单、传动效率高、传动精度高等优点，在工业生产和机械设计中得到了广泛的应用。

然而，齿轮传动也存在一些主要的失效形式，其中齿面磨损是其中的一种。

本文将针对开式齿轮传动的主要失效形式—齿面磨损进行探讨，并对齿面磨损的原因、影响以及预防措施进行分析和总结。

一、齿面磨损的原因1.1齿轮材料选择不当齿轮传动中使用的材料是造成齿面磨损的主要原因之一。

材料的硬度、强度、韧性和耐磨性等性能直接影响着齿面磨损的程度。

如果选择的材料硬度不足、韧性差或者耐磨性不够，就容易导致齿轮表面的磨损加剧。

1.2加工质量不良齿轮在加工、热处理等工艺过程中，如果存在工艺上的缺陷或者质量控制不到位，就容易导致齿轮表面出现裂纹、氧化层、高应力集中等缺陷，从而影响齿轮的使用寿命。

1.3润滑油质量差齿轮传动的润滑是保证其正常运转和延长使用寿命的重要条件，如果润滑油质量不佳、粘度不匹配或者污染严重，就会导致摩擦增加和磨损加剧。

1.4工作环境恶劣齿轮传动常常处于高温、高负荷、高速运转等恶劣工作环境下，这种极端条件容易导致齿轮表面磨损加剧，从而影响其使用效果。

1.5运转过程中的冲击载荷齿轮传动在运转过程中，由于载荷冲击、过载、频繁启停等原因引起的冲击负荷也是齿面磨损的主要原因之一。

长期的冲击负荷会导致齿面微裂纹的扩展和齿面磨损的加剧。

二、齿面磨损的影响2.1降低传动效率齿面磨损会导致齿面粗糙度增加、齿轮啮合几何形状的变化，造成齿轮传动效率的降低。

2.2噪音增加齿轮传动在运转过程中，由于齿面磨损导致啮合偏差增加，轴向载荷和径向载荷增加，从而引起齿轮的振动和噪音的增加。

2.3导致齿轮脱落齿面磨损严重的齿轮在工作时，由于载荷的作用会出现表面材料的破裂和脱落，从而导致齿轮失效。

2.4缩短使用寿命齿面磨损会导致齿轮的几何形状发生变化，降低了齿轮的强度和耐磨性，导致其使用寿命缩短。

失效案例｜齿轮失效分析

失效案例｜齿轮失效分析弧齿锥齿轮在使用过程中由于选材、加工工艺、热处理问题或装配问题造成失效，本文针对这方面的模式进行逐一分析。

弧齿锥齿轮失效弧齿锥齿轮热处理后由于变形太大，齿轮精度等级降低，在使用过程中局部应力过高造成断齿。

或在配对研磨过程中由于选用的研磨砂、研磨工艺不合适，造成工件研磨烧伤，齿轮表面硬度、耐磨性降低，齿轮在使用过程中产生早期磨损失效。

1 弧齿锥齿轮磨损（1）弧齿锥齿轮轻度磨损如下图所示，特征为啮合齿面刀纹磨平，轮齿表面非常光滑，有磨损波纹。

齿根处不形成台阶，齿厚没有明显变化。

图轻度磨损产生原因：由于使用不当而造成的损坏。

1）润滑油黏度差，从而造成润滑油膜厚度不够。

2）使用时严重超载。

3）装配不当，如主动齿轮轴颈预紧力不够、轴承间隙大等，造成齿轮运转时轴向窜动，使啮合齿面逐渐磨损从而导致齿轮失效。

（2）弧齿锥齿轮严重磨损如下图所示，特征为工作齿面材料大量磨掉，轮齿齿廓形状破坏，如齿顶磨尖、齿根变瘦、轮齿根部磨成台阶、运转时噪声加剧以及齿轮早期失效。

产生原因：系统严重振动，润滑油系统和密封装置不良，齿轮常在边界润滑或接近边界润滑状态下工作，油膜建立不起来或油膜厚度不够，导致啮合齿面大量磨损。

图严重磨损（3）齿面磨损条纹如下图所示，特征为由于摩擦，啮合齿面沿滑动的方向形成较均匀条状摩擦痕迹，齿轮不能平稳运行。

产生原因：由于角齿预紧力不够，轴向间隙过大，齿轮运转不平衡；或润滑油被污染，外来的硬质颗粒在润滑过程中侵入到相啮合的齿面之间，由于磨粒的切削作用，将轮齿表面材料刮掉，造成两接触齿面的擦伤条纹。

图齿面磨损条纹（4）齿面胶合如下图所示，特征为轮齿啮合面由于严重摩擦而磨损，齿面局部金属过热，沿运动方向出现明显的撕裂沟槽。

产生原因：润滑系统严重缺油，润滑不充分致使齿面温度急剧上升，金属熔化，相互粘合，在随后的滑动中又被撕开，在齿面形成撕裂沟槽，造成齿轮失效。

这也是由于使用问题所造成的。

闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式

闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式
1、轮齿折断：轮齿折断通常有两种情况：一种是由于多次重复的弯曲应力和应力集中造成的疲劳折断；另一种是由于突然产生严重过载或冲击载荷作用引起的过载折断。

2、齿面点蚀：轮齿工作时，前面啮合处在交变接触应力的多次反复作用下，在靠近节线的齿面上会产生若干小裂纹。

随着裂纹的扩展，将导致小块金属剥落，这种现象称为齿面点蚀。

齿面点蚀的继续扩展会影响传动的平稳性，并产生振动和噪声，导致齿轮不能正常工作。

3、齿面磨损：轮齿啮合时，由于相对滑动，特别是外界硬质微粒进入啮合工作面之间时，会导致轮齿表面磨损。

齿面逐渐磨损后，齿面将失去正确的齿形，严重时导致轮齿过薄而折断，齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。

为了减少磨损，重要的齿轮传动应采用闭式传动，并注意润滑。

4、齿面胶合：在高速重载的齿轮传动中，齿面间的压力大、温升高、润滑效果差，当瞬时温度过高时，将使两齿面局部熔融、金属相互粘连，当两齿面做相对运动时，粘住的地方被撕破，从而在齿面上沿着滑动方向形成带状或大面积的伤痕，低速重载的传动不易形成油膜，摩擦发热虽不大，但也可能因重载而出现冷胶合。

5、齿面塑性变形：硬度较低的软齿面齿轮，在低速重载时，由于齿面压力过大，在摩擦力作用下，齿面金属产生塑性流动而失去原来的齿形。

提高齿面硬度和采用黏度较高的润滑油，均有助于防止或减轻齿面塑性变形。

齿轮失效常见的形式总结

齿轮失效常见的形式
1.齿面点蚀
产生原因与现象：脉动循环的接触应力，超过接触应力时产生疲劳裂纹，裂纹扩展导致金属剥落形成小坑（麻点）。

发生部位与场合：靠近节线的齿根面处，闭式传动。

2.齿面磨损
产生原因与现象：铁屑或者灰尘进入，啮合齿面的相对滑动摩擦而产生磨损，齿形变廋。

发生场合：开式传动。

3.齿面胶合
产生原因与现象：高速重载时散热不好，高速重载时，压力过大，使油膜破坏，低速重载时，不易形成油膜或者局部偏载，造成冷胶合；金属齿面金属直接接触粘接，较软齿面金属沿滑动方向撕下形成沟纹。

发生场合：低速、高速重载齿轮。

4.齿面塑形变形
产生原因与现象：较软齿面的齿轮在频繁启动和严重过载，齿面的工作应力超过材料的屈服极限时，齿轮油膜被破坏，齿面很大的压力和摩擦力的作用使齿轮金属局部塑形变形。

发生场合：较软齿面的齿轮频繁启动与严重过载。

5.轮齿折断
产生原因与现象：疲劳断裂、过载折断、随机折断;
疲劳折断:齿轮在工作过程中，齿根处产生的弯曲应力最大并且集中，当轮齿重复受载后，齿根圆角处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断轮齿。

过载折断：因短时过载或冲击过载而产生的折断。

发生场合：开式齿轮传动和硬齿面闭式齿轮传动。

发生后果：不能正常转动，甚至造成重大事故。

传动齿轮齿面磨损问题的分析及防护措施

传动齿轮齿面磨损问题的分析及防护措施倪春芳【摘要】齿轮传动的失效一般是指轮齿的失效。

常见的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等几种形式。

齿面磨损是齿轮在啮合传动过程中，轮齿接触表面上的材料摩擦损耗的现象。

齿面磨损一方面导致渐开线齿廓形状被破坏，引起噪声和系统振动；另一方面使轮齿变薄，可间接导致轮齿的折断。

齿轮在规定范围内的磨损正常的。

齿面的磨损由于齿面间相互摩擦、滑动，研磨或划痕造成的。

本文中笔者将分析齿轮齿面的磨损原因及针对磨损采取的措施。

【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2012(000)023【总页数】1页(P70-70)【关键词】齿轮;齿面磨损;防护;措施【作者】倪春芳【作者单位】江苏南通市海安职教中心,江苏南通 226600【正文语种】中文1 综合分析齿面磨损过快的原因1.1 润滑不良或润滑油混有杂质、金属等润滑油常指石油润滑油。

主要用于减少运动部件表面间的摩擦，同时对机器设备具有冷却、密封、防腐、防锈、绝缘、功率传送、清洗杂质等作用。

润滑剂中的水和酸等污染物与齿面的化学反应造成金属的腐蚀，这样就形成了腐蚀磨损。

造成腐蚀磨损的一个原因是活性的极压添加剂，更是严重是齿轮在重载时；过热情况下，添加剂将加速腐蚀磨损。

1.2 啮合间隙过大或过小，接触不良啮合间隙指的就是两个齿轮在啮合状态下一个齿轮的一个齿和另一个齿轮的一个齿的齿面接触时，相啮合的齿相邻的齿在分度圆上的间隙，在理论上齿轮副分析中这个侧隙为零，但实际中齿轮运行中会齿型会变大（温度上升）。

要是在常温没侧隙就会咬死，而且为了在齿轮的侧隙上留下空间储油。

在齿型变到最大时也要留有空间给储油，所以都会有侧隙。

有侧隙也有缺点就是当齿轮副转换转向时会带来回程误差和冲击。

太小的侧隙容易咬死而且因为储油问题而润滑不良。

而其他地方的侧隙可以大一些，但侧隙太大的问题也不用多说，肯定不行的。

1.3 齿轮加工质量不合要求齿轮加工要求具有较高工作平稳性等级的齿轮不仅本身的使用寿命长，而且传动中的冲击、振动小，噪声也就小。

齿轮损伤的19个常见形式、特征及相应的原因-屈

中等磨损
主动轮发生在齿顶，从动轮发生在齿根
1.齿轮承受过高载荷
2.润滑不良
使用寿命降低，噪声变大
破坏性磨损
工作恶化，齿形改变
1.齿轮啮合节圆的滑动受阻
2.润滑不良
可能导致点蚀和塑形变形，寿命显著降低
磨料磨损
齿面滑动方向上出现彼此独立的沟纹
1.外界的微粒进入轮齿啮合面
2.润滑油过滤网损坏
使用寿命降低，条件进一步劣化
1.局部接触应力集中
2.油膜破坏
降低使用寿命，增加噪声
1.组装不当，负荷集中于轮齿一端
2.突然停止或换向
3.轴承损坏，轴弯曲或啮合面咬死，冲击过载
瞬发性严重过薄，齿轮报废
淬火裂纹
沿齿顶或齿极的径向发生，轮齿端部有时也有不规则裂纹
1.热处理不当
2.齿极曲率半径过小
3.加工过程中刀具在齿根残留有痕迹
疲劳源，会引起疲劳断裂
裂痕
齿面在滑动方向出现断裂的裂纹或呈田垄状的外观
1.齿轮的表面和次层缺陷
2.热处理产生过大的内应力
产生范围较大的齿面疲劳破坏
滚பைடு நூலகம்和锤击
齿顶或齿端部产生飞边或齿顶揉圆，主动轮在齿面节线附近出现凹坑，从动轮产生凸起
1.受冲击负荷作用
2.啮合不良致使齿面屈服和变形
3.齿面硬度低
4.润滑不良
通常在齿面上产生，局部完全被破坏，然后轮齿其余部分产生严重的塑形变形，进而齿轮报废
胶合撕伤
沿齿面的滑动方向形成沟槽，在齿根和节线古今被挖成凹坑，使齿形破坏
1.负荷集中于局部的接触齿面上
2.油膜破坏
3.单位接触负荷过大
导致齿轮早期损坏
干涉磨损
主动齿轮的齿根被挖伤，从动齿轮顶严重破坏

齿轮失效常见的几种形式

文献标识码: A 文章编号: 1672一 3791(2007)0 (a卜0 67一 6 ) ( 01
在机械工程中，齿轮传动应用甚为广泛，并且往往处于极为重要的部位，因此齿轮的损伤和失效倍受人们的关注。齿轮的失效可分为轮体失效和轮齿失效两大类。由干轮体的失效在一般的情况下很运转的过程中，由于某种原因，使轮齿在尺寸、形状或材料性能上发生改变而不能正常地完成规定的任务。
质量问题是致命的，就会在检定站进行检定时
出现准确度超差，重复性不好。
(2 轮齿加工精度不足。 ) 例如齿向误差太大会引起齿向偏载;周节偏差、齿形误差会引
起齿高方向接触不良. 而齿面粗糙过大易引发点蚀或胶合失效。比如我公司配双转子流量计的精度调节器，在客户使用过程中出现的调节齿轮磨损，就是齿面粗糙过大引发点蚀而失效。 3.2 装配方面的失误这方面的具体表现有: 轮齿接触不良、轴承间隙未调整好; 齿轮啮合间隙太小又未发现;装配时的故障排除不彻底等。比如我公司配椭圆齿轮流量计的曲表头，在使用过程中出现的齿轮扫齿而不能计量，就是由于装配时轴承间隙未调整好，齿轮啮合间隙太大造成的。在实际的齿轮失效分析中，应根据具体的失效形式和现场调查、检测的结果来查明齿轮失效的直接原因，并提出相应的改进措施。有些齿轮的失效井不是只有一种原因，而是几种诱因综合作用的结果。因此在失效分析时，要对影响轮齿失效的因素进行全面的分析和衡量，并作科学、缤密的推断，才能得到正确的分析结论。
( 2 )胶合。 ( 3 ) 永久变形: 压痕、塑性变形( 滚压塑变、锤击塑变 ) 、起皱、起脊、飞边。 ( (4 ) 齿面疲劳: 点蚀、初期点蚀、扩展性点蚀、微点蚀 ) 、片蚀、剥落、表层压碎。 ( 5 ) 裂缝和裂纹: 淬火裂纹、疲劳裂纹。 (6 轮齿折断: 过载折断(脆性断裂、韧性 ) 断裂、半脆性断裂) 、轮齿剪断、抹断、疲劳折断(弯曲疲劳、齿端折断)。

采煤机行走部齿轮故障分析与诊断

设备管理与维修2021翼4(下)扬群策群力、团结协作的团队精神,不只是相关电气维护人员、运行人员的职责与义务,任何人员只要发现就应立即通知当值值长和电气维护人员,为及时成功处置创造有利条件[5]。

为提高检电气维护人员、电气运行人员对环火事件的重视,电厂可制定责任制度与激励制度,将环火故障责任落实到具体工作人员,提高工作人员的责任意识。

对于及时发现环火事件,并采取有效应急措施的工作人员,给予通报表扬和奖金激励,调动工作人员工作热情,确保在第一时间发现环火故障。

(2)电气维护人员对应急情况下的处置方法、流程的熟练掌握是成功处置的关键。

首先,电气维护人员要准备好应急物资。

应将一盒碳刷(25个),刷握、钳型电流表、更换的专用工具放置于班组工具柜内,并告知全体电气维护人员,以便发生突发事件时能带处置物资第一时间赶到现场;其次,处置人员要熟练掌握处置方法、流程。

电气维护人员针对此类突发事件专门开展处置方法与流程的培训,通过故障模拟,使全体电气维护人员反复练习,掌握操作要点。

(3)做到临危不乱、判断清楚、果断处置、默契配合,是成功处置的核心。

在第一时间赶到现场后,首先判断发展程度,然后立即处理。

处理的原则:对打火严重的不要动,立即对刷辫没有烧断、接触的碳刷尽最大可能进行压紧处理。

压紧前先处理刷辫不要靠近手,以防止烫伤。

电气运行值班员应汇报值长并及时按《电气运行规程》有关规定迅速降低发电机无功,并派人就地观察和处理。

根据现场情况,及时安排对刷辫烧断、刷握没有损坏的碳刷进行更换。

随着环火逐渐消失后,开始对损坏的刷握进行更换。

整个处置过程中要求维护与运行通力协作、紧密配合,在较短的时间内处置完毕。

6总结发电机作为发电企业的重要设备,其健康状况直接关系到机组的安全稳定运行。

而发电机碳刷作为导入励磁电流动静结合部分的“咽喉”。

其状态的好坏成为制约发电机稳定运行的瓶颈。

因此在准确分析故障原因的基础上,制定出有针对性的对策并严格执行显得非常迫切。

齿轮齿面耗损的迹象

齿轮齿面耗损的迹象
齿轮在制造和使用过程中，都可能受到不同程度的损伤，当损伤到达一定程度时，齿轮就可能失效。

齿轮在制造和使用过程中，有以下几种损伤迹象：
1.齿面耗损的迹象。

滑动磨损（跑合磨损、磨料磨损、过度磨损、中等磨损、严重擦伤、干涉磨损）、腐蚀（化学腐蚀、微动腐蚀、鳞蚀）、侵蚀（气蚀、冲蚀）、电蚀、过热；
2.胶合，永久变形（压痕、塑性变形、起皱、飞边）；
3.齿面疲劳。

点蚀（初期点蚀、扩展性点蚀、微点蚀）、片蚀、剥落、表层压碎；
4.裂缝和裂纹。

淬火裂纹、磨削裂纹、疲劳裂纹；
5.轮齿折断。

过载折断、轮齿剪断、抹断、疲劳折断。

兆威机电通过在齿轮及齿轮箱领域十二年的专业设计、开发、生产，通过行业的对比及大量的实验测试数据设计开发出行星牙箱,减速牙箱,牙箱电机,齿轮箱电机,减速齿轮箱电机,微型直流减速电机,齿轮减速电机。

齿轮失效分析

3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.2
3.3
3.4
点蚀 Pitting 初期点蚀 Initial pitting 扩展性点蚀 Progressive pitting 微点蚀 Micropitting 片蚀 Flake pitting 剥落 Spalling 表层压碎 Case crushing
4 齿面耗损的迹象 Indications 4.1 滑动磨损 Sliding wear
伸、扩展。
宽较大，局部温升引起变形。部位应适当。
点蚀：齿面呈点状的齿面疲劳损伤
1．早期点蚀：有较小，数量啮合齿面局部过载，齿形误提高齿形精度，精心跑合。
不多的麻点。
差，齿面凸凹不平，轴线歪斜
造成偏载。 2．破坏性点蚀：靠近节线的齿面接触应力过大，节线附近提高齿面硬度，降低粗糙度，
齿根表面上，麻点不断扩滑动速度方向变化，油膜不易改善润滑。
2 轮齿折断 Tooth breakage
2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.2 2.3
过载折断 Overload breakage 脆性断裂 Brittle fracture 韧性断裂 Ductile fracture 半脆性断裂 Semi-brittle fracture 轮齿剪断 Tooth shear 塑性变形后折断 Breakage after plastic
Ⅰ
55
20
25
35
Ⅱ
25
30
Ⅲ
25
20
γ（％）
V<10m/s 20m/s≤V≥10m/s
30
20
35
30
25
20
15

齿轮轮齿的5大失效表现形式及原因分析

一、齿面点蚀
1、产生原因及现象：脉动偱环的接触应力→齿面产生微小裂纹，在齿轮的挤压下润滑油压上升→裂纹扩展，小块金属剥落→小坑（麻点）
2、发生部位：靠近节线的齿根面处
3、发生场合：闭式传动
4、预防措施：提高齿面硬度、降低表面粗糙度值、合理选择润滑油的粘度及采用正角度变位齿轮传动
二、齿面磨损
1、产生原因及现象：铁屑、灰层进入，啮合齿面间的相对滑动摩擦而产生磨损，齿形变瘦
2、发生场合：开式传动
3、预防措施：采用闭式传动，提高齿面硬度，减小接触应力，降低表面粗糙度值，保持润滑油的清洁
三、齿面胶合
1、产生原因：高速重载时散热不好，低速重载时，压力过大，使油膜破坏，金属熔焊在一起而发生胶合。

2、发生部位：靠近节线的齿顶面
3、发生场合：高速、低速重载齿轮
4、预防措施：适宜的润滑油、提高硬度、减小表面粗糙度值、采用抗胶合能力强的齿轮材料
四、齿面塑性变形（飞边）
1、产生原因：较软齿面的齿轮在频繁起动和严重过载，由于齿面很大压力和摩擦力的作用使齿面金属局部塑性变形
2、发生部位：主动轮形成凹沟，从动轮齿面形成凸棱
3、预防措施：提高齿面硬度、选用较高粘度的润滑油，避免频繁起动和严重过载
五、轮齿折断
1、原因：变载（疲劳、过载）
2、发生后果：不能正常传动，甚至造成重大事故
3、发生场合：开式齿轮传动和硬齿面闭式齿轮传动中
4、预防措施：选择适当的模数和齿宽，采用合适的材料及热处理工艺，减小齿根处的应力集中。

齿面常见损伤及原因

齿面常见损伤及原因齿面常见损伤及原因齿轮常见损伤形式及产生的原因齿轮常见损伤形式及产生的原因①齿面剧烈磨损②由磨损引起的局部高温有腐蚀性点蚀的特征③齿隙不足④齿面加工精度达不到要求⑤润滑不当⑥超负荷、超速运行变色初期点蚀齿面有变色现象①齿面硬度低、温度高②润滑状态劣化损伤结果齿面局部软化，疲劳寿命随之降低产生胶合的前兆对轮齿损坏影响不大蚀坑往往成为疲劳源，最终导致轮齿疲劳断发生在轮齿节线附近的齿①齿面局部凸起，局部承受较大负荷②受交根表面上，具有点蚀形貌①由于局部点蚀，引起动态负荷加大②齿面硬度高③光洁度低④润滑油不良蚀点尺寸大，齿形被破坏凹坑比硬坏性点蚀大而深，断面较为光滑，多发生在齿齿顶或齿端部产生飞边或①轮齿的表层和次表层缺陷②热处理产生产生范围较大的齿面疲劳损坏通常在齿面上产生，局部完全被破坏，然后轮齿其余部分产生严重的塑性变形，进而齿轮①轮齿承受过高载荷②润滑油不良使用寿命降低，噪声变可能导致点蚀和塑性变形，寿命显著降低滚轧和缍齿顶揉圆，主动轮在齿面节①受冲击负荷作用②啮合不良致使齿面屈线附近出现凹坑，从动轮产主动轮发生在齿顶，从动轮发生在齿根工作恶化，齿形改变服和变形③齿面硬度低④润滑油不良中等磨损破坏性磨①齿轮啮合节圆的滑动受阻②润滑油不良齿面滑动方向出现彼此独①外界的微粒进入轮齿啮合面②润滑油过使用寿命降低，润滑条沿齿面的滑动方向形成沟①负荷集中于局部的接触齿面上②油膜破坏③单位接触负荷过大胶合撕伤槽，在齿根和节线附近被挖成凹坑，使齿形破坏主动齿轮的齿根被挖伤，从动齿轮齿顶严重破坏导致齿轮早期损坏①设计、制造不当②组装不良①由于空气中的潮湿气体、酸或碱性物质造噪声增大，最终导致一对啮合齿轮全部报废腐蚀磨损在齿面上产生腐蚀斑点成润滑油的污染润②滑油中的极压剂添加小而薄的金属片从齿面剥剥片不，严重时可在润滑油中看到大量的金属剥片齿面产生波纹状损伤，以渗①齿面硬化层过薄或心部硬度低②热处理噪声增大，导致齿轮损波纹碳的双曲线小齿轮最为常①润滑不当②高频振动及滑动摩擦促使齿通常以横贯齿面的钭线或隆起的形式出现，也有像鲱鱼背脊骨或鱼尾的形状，常见于渗碳的双曲线小齿轮部分轮齿或整齿折断，在断面上可见一连串的贝壳状①设计不当②负荷过大③组装不良、偏载④引起齿轮早期损坏、报轮廓线，在其中心有一个清硬、脆材料断口为丝状，韧①组装不良、负荷集中于轮齿一端②突然停过载断裂性材料断口为模糊，纤维状止或换向③轴承损坏、轴弯曲或啮合面咬材料断口为呈撕拉状瞬发性严重故障，齿轮轮齿表层下的缺陷引起应力集中①负荷过大②润滑不当产生塑性变形，若齿面加工硬化不良，齿面会沿齿顶或齿根的径向发生，①热处理不当②齿根曲率半径过小③加工疲劳源，会引起疲劳断轮齿立端部有不规则裂纹裂纹形如网状齿面在滑动方向出现断裂过程中刀具在齿根残留有痕迹①磨削不当②热处理不当疲劳源，会引起疲劳断降低使用寿命，增加噪裂痕状的裂纹或呈田垄状的外①局部接触应力集中②油膜破坏。