齿轮传动失效形式及其对策
浅析齿轮传动失效的形式及对策
新校园XinXiaoYuan摘要：本文介绍了齿轮失效的五种基本形式及其原因，并针对失效原因提出解决办法，就提高齿轮的寿命提出建议。
关键词：齿轮；传动失效；形式；对策一、齿轮传动失效的形式齿轮在传动过程中发生轮齿折断、齿面点蚀、齿面损坏等现象，从而失去正常工作能力，这种现象称为齿轮轮齿的失效。
1.面点蚀。
齿轮在传递动力时，两工作齿面实际上是线接触。
实际上，因齿面的弹性变形会形成很小的面接触。
由于接触面积很小，所以会产生很大的接触应力。
传动过程中，齿面间的接触应力从零增加到最大值，又从最大值降到零。
当接触应力的循环次数超过某一限度时，工作吃面便会产生微小的疲劳裂纹。
如果裂缝内渗入润滑油，在另一齿轮挤压下封闭在裂纹内的油压会急剧升高，加速裂纹的扩展，最终导致表面层上的小块金属的剥落，形成小凹坑，这种现象为疲劳点蚀。
点蚀使轮齿工作表面损坏，造成传动不平稳，并产生噪声，轮齿啮合情况会逐渐恶化而导致齿轮报废。
齿面点蚀是在润滑良好的封闭齿轮传动中轮齿失效的主要形式之一。
在开式齿轮传动中，由于齿面磨损较快，点蚀还来不及出现或扩展即被磨掉，所以一般看不到点蚀现象。
齿面抗点蚀的能力主要与齿面硬度有关，提高齿面硬度，减小齿面的表面粗糙度值和增加润滑油的黏度都有利于防止点蚀。
2.面磨损。
齿轮在传动过程中，轮齿不仅受到载荷的作用，而且接触的两齿面间有相对滑动，使齿面发生磨损。
齿面磨损的速度符合预计设计期限，则视为正常磨损。
正常磨损的齿面很光亮，没有明显的痕迹，在规定的磨损量内并不影响齿轮的正常工作。
但齿面磨损严重时，渐开线齿廓被损坏，使齿侧间隙增大而引起传动不平稳，产生冲击和噪声，甚至会因齿厚过度磨薄而发生轮齿折断。
产生齿面磨损的原因主要有：一方面齿轮在传动过程中，工作齿面间有相对滑动；另一方面齿面不干净，有金属微粒、尘埃、污物等进入轮齿啮合区域引起磨料性磨损。
3.面胶合。
在重载传动中，齿轮副两齿轮工作齿面发生金属表面直接接触而产生“焊接”现象，称为齿面胶合。
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略简介：机械传动齿轮是机械传动中最常用的部件之一。
它能够将动力从一个部件传递到另一个部件，提供准确、可靠的转速和扭矩转换。
然而，随着运行时间的增长，齿轮会发生磨损、断裂等问题，甚至会导致传动系统失效。
本文将分析机械传动齿轮失效的原因，并提出相应的应对策略。
一、齿轮失效原因（一）磨损在机械传动中，齿轮是直接接触的部件。
长时间使用后，会产生磨损现象，使齿轮失去表面光滑度，从而导致传递扭矩的能力下降，甚至失效。
另外，润滑不良、工作环境恶劣等因素也会加速齿轮磨损的过程。
例如，在没有黄油的情况下，齿轮磨损将更加严重。
（二）齿轮断裂齿轮断裂是指齿轮在运行过程中出现裂纹或破裂，导致传动系统失效。
齿轮断裂的原因可能是材料质量问题、设计问题、制造过程问题等。
如果齿轮的强度和韧性不足，它们容易断裂。
此外，过度负载和振动也会导致齿轮断裂。
（三）腐蚀腐蚀是由介质（如氧气、水、氯化物等）侵蚀导致的齿轮失效。
齿轮被腐蚀后，表面会产生锈斑、氧化层等，从而降低其防锈性能和强度。
对于工作环境中包含腐蚀性介质的传动系统，应采取特殊材料或涂层来保护齿轮。
（四）安装问题齿轮的安装过程非常重要。
如果安装不当，可能导致齿轮错位、偏心、轴与孔的相位差、轴的弯曲或变形等问题。
这些问题会导致齿轮失效或降低传动效率。
因此，正确的安装与对齐是避免齿轮失效的关键因素之一。
二、齿轮失效的应对策略（一）制定维护计划对于机械传动中的齿轮，备份计划是必不可少的。
应定期检查齿轮状态，如磨损、断裂等，及时进行润滑、更换和维修。
制订完善的维护计划能够减少齿轮失效，延长设备使用寿命。
（二）选用合适的材料齿轮的材料和强度与意外磨损和断裂息息相关。
开发并使用高品质和高强度的合金材料，可提高齿轮的寿命以及防止齿轮失效。
（三）加强润滑润滑在防止齿轮失效中发挥重要作用。
正确使用黄油，以保持齿轮表面光滑和防止磨损。
此外，污染和过热的润滑剂也是齿轮失效的根本原因之一。
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。
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略机械传动齿轮在使用过程中可能会出现失效问题，这些问题会影响机械传动的正常运转，甚至导致机械设备的故障。
本文将对机械传动齿轮失效问题进行分析，并提出相应的应对策略。
机械传动齿轮的失效问题主要包括齿轮齿面磨损、齿轮齿面断裂、齿轮齿面剥落等。
这些问题的主要原因包括以下几个方面：1. 不合理的齿轮设计。
齿轮的设计应考虑到传动的扭矩、转速等参数，以确保齿轮运转期间不会超过其承受能力。
2. 齿轮制造质量问题。
齿轮的制造质量对其使用寿命至关重要。
如果齿轮制造过程中出现问题，如质量不合格、热处理不足等，都可能导致齿轮失效。
3. 齿轮使用不当。
齿轮在使用过程中需要注重保养和维护，否则会加速齿轮的磨损和失效。
不及时更换润滑油、不定期检查齿轮磨损情况等，都会对齿轮的使用寿命产生负面影响。
针对以上问题，我们可以采取以下应对策略：1. 合理设计齿轮。
在设计齿轮时，应根据传动的扭矩、转速等参数选择合适的材料，并进行适当的强度校核。
还需要确保齿轮的齿面硬度达到要求，以提高其耐磨性和使用寿命。
2. 严格控制齿轮制造质量。
在齿轮制造过程中，应加强质量控制，确保每个工序的合格率。
还应对齿轮进行必要的热处理，以提高其硬度和耐磨性。
3. 加强齿轮的保养和维护。
定期更换齿轮润滑油，并定期检查齿轮的磨损情况，及时进行维修和更换。
还可以采取一些预防措施，如添加润滑剂、减少齿轮负载等，以延长齿轮的使用寿命。
机械传动齿轮的失效问题是影响机械设备正常运转的重要原因。
通过合理设计齿轮、严格控制制造质量以及加强齿轮的保养和维护，可以有效降低齿轮失效的概率，延长机械设备的使用寿命。
对于机械传动齿轮的失效问题应引起重视，并及时采取相应的应对策略。
齿轮传动
对内凹的凸轮轮廓曲线：工作廓线的曲率半径 a 理论廓线的曲率半径 +工作半径 r
对外凸的凸轮轮廓曲线 当 r 时，工作廓线出现尖点，使尖点磨损 当 r 时，工作廓线出现交叉，会出现失真现象
由此可知，对外的凸轮轮廓曲线，应使滚子半径小于理论廓线的最小曲率半径，即出现失真时，增大基 圆半径或适当减小滚子半径
当配对的两齿轮的齿面均属于硬齿面时，分别按齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行计算。 影响齿轮弯曲疲劳强度的主要是模数，模数越大，齿轮的弯曲疲劳强度越高。 影响齿面接触疲劳强度的主要是直径，小齿轮直径越大，齿轮接触疲劳强度越高。
三、凸轮机构 1、分类 （1）按凸轮形状：盘形凸轮、圆柱凸轮 （2）按推杆形状：尖顶推杆，适用于作用力不大和速度较低的场合 滚子推杆，磨损较小，可传递较大的力 平底推杆，凸轮与平底的接触面间易形成油膜，润滑较好，用于高速传动中 （3）按推杆运动形式：直动推杆、摆动推杆 2、推杆常用的运动规律 （1）几个概念：基圆半径：凸轮的最小半径 推程：推杆由最低位置推到最高位置，推杆的运动过程 远（近）休止角：推杆处于最高（低）位置不动，凸轮转过的角度 ④推杆的行程：推杆在推程或回程在推动的距离 （2）常用运动规律的特点 一次多项式运动规律（等速运动规律）：推杆在运动开始和终止的瞬时，速度有突变，凸轮机构有 刚性冲击。 二次多项式运动规律（等加速等减速运动规律）：加速度有突变，有柔性冲击。 五次多项式运动规律：无刚性也无柔性冲击。 ④余弦加速度运动规律（简谐运动规律）：首末两点推杆加速度有突变，有柔性冲击。 ⑤正弦加速度运动规律（摆线运动规律）：都无 注：除等速运动规律外，正弦加速度运动规律加速度最大值最大。 为了消除等加速等减速运动规律中的柔性冲击，可由等减速运动规律和余弦减速度运动规律组合 而成的修正梯形运动规律。
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮是机械传动系统的重要组成部分，常见于各类机械设备中。
但是，在长期使用的过程中，齿轮失效问题也时常发生。
本文将针对齿轮失效问题进行分析，并提出相应的应对策略。
一、齿面磨损问题
齿面磨损是机械传动齿轮最常见的失效问题之一。
经过长时间的使用，齿面会因为摩擦而磨损，严重时可能会导致齿面失效。
另外，如果齿轮安装不正确或者润滑不良，也可能会加剧齿面磨损问题。
应对策略：为了有效避免齿面磨损问题，需要选择质量好的齿轮产品，并且在安装过程中认真对齐齿轮，确保润滑油的质量和数量都达到标准要求。
二、弯曲变形问题
由于齿轮工作时承受了巨大的转速和扭矩，因此会出现一些弯曲变形的现象。
这种情况可能会导致齿轮与周围部件之间的间隙变大或者减小，影响齿轮的工作效果。
应对策略：为了有效应对弯曲变形问题，需要在设计和生产齿轮时考虑齿轮的工作环境和承受的转速和扭矩等因素，选择相应的合金材料或者特殊设计，确保在工作过程中齿轮不会变形。
齿轮工作时，可能会发生齿面的疲劳损伤或者断裂问题，这种情况通常是由于齿轮质量不高或者在制造过程中有缺陷导致的。
综上所述，齿轮失效问题是机械传动系统中无法避免的，但可以通过合理选择齿轮产品、加强品质控制、提高制造技术水平等手段来降低失效率，确保机械传动系统的高效稳定运行。
齿轮传动中轮齿的失效分析及对策
齿轮传动中轮齿的失效分析及对策1. 前言齿轮传动是一种常见的传动方式，应用广泛。
然而，在齿轮传动过程中，由于各种原因导致的轮齿失效问题屡见不鲜，严重影响到了齿轮传动的正常运转和寿命。
因此，在深入分析齿轮传动失效原因及对策的基础上，对齿轮传动的稳定性和可靠性提高具有重要的意义。
2. 齿轮传动中轮齿失效的原因2.1. 疲劳失效疲劳失效是齿轮传动中轮齿失效的主要原因之一。
由于轮齿在正向和反向转动的过程中，承受不断的变频载荷作用，因此轮齿表面会出现间歇性应力集中，使传动装置在寿命一定时期后，出现断裂疲劳破坏，从而导致轮齿失效。
2.2. 磨损失效磨损失效是齿轮传动中轮齿失效的常见原因之一。
在传动装置长期运行的过程中，由于齿轮之间的磨擦和沉积，使轮齿表面出现磨损、腐蚀、锋利度降低等变化，从而导致轮齿失效。
2.3. 强度失效轮齿成型及热处理质量不好，致使硬度或韧性不足，内部夹杂、裂纹等缺陷，或轮毂、轮齿接触应力过高，在强的冲击载荷作用下，形成裂纹并发展成疲劳断裂，从而导致轮齿强度失效。
2.4. 设计失误齿轮传动中轮齿失效还有可能与设计失误有关。
例如，齿数过少、齿形设计不佳、材料选型不当等问题都会导致轮齿失效。
3. 对策在齿轮传动的设计、制造和使用过程中可采取以下对策以降低轮齿失效率。
3.1. 加强设计和制造质量控制在齿轮传动的设计和制造过程中，应加强品质控制，尽量减少轮齿的缺陷产生的机会，确保轮齿承受较高的载荷时不致于出现失效现象。
3.2. 改进润滑方式改善润滑方式是降低齿轮传动中轮齿磨损的有效手段。
可以采用油、油雾、油膜等不同的润滑方式，以补充齿轮之间的润滑缺陷，减少轮齿表面的磨损和腐蚀现象。
3.3. 优化热处理工艺热处理质量对于轮齿传动的寿命有着重要的影响。
在齿轮传动的制造过程中，应采用恰当的热处理工艺，以提高齿轮的韧性和强度。
3.4. 采用高效的材料和齿形设计采用合适的高效材料和齿形设计，以提高轮齿的耐疲劳和强度，这是齿轮传动中降低轮齿失效的重要措施之一。
齿轮失效形式
一.齿轮失效原因及解决措施各种齿轮传动因其润滑方式不同，材料及热处理方式不同，齿轮传动的载荷和速度范围不同，所表现出的主要失效形式也不同。
这里所讨论的齿轮失效形式是指轮齿部分（轮缘）的失效（不是键等部分）。
齿轮传动的优缺点：优点：首先齿轮传动具有较高的传动效率，这对于大功率传动是很重要的特点，使机械传动减少大量的能量损失。
齿轮传动承载能力大，与其他传动形式相比，在传递同样载荷的前提下，具有较小的体积，具有较高的使用寿命，甚至无限寿命。
齿轮传动的瞬时传动比（链传动相比）和平均传动比（带传动相比）都较稳定，具有较高的传动精度。
缺点：齿轮传动的主要缺点是对传动零件及相关的零件提出较高的制造，安装，调整的要求，另外齿轮传动不适合于远距离传动（与带传动和链传动相比）。
按工作条件齿轮传动分两种形式开式传动：齿轮外露，易进入灰尘、杂质，磨损严重，润滑差，对安全操作不利，适用低速场合。
例水泥搅拌等设备。
闭式传动：封闭在刚性的箱体内，润滑良好，精度高，防护条件好。
例机床、减速器等。
1.1 轮齿的失效形式1.轮齿折断一般发生在轮齿根部原因：齿根弯曲应力大；齿根应力集中解决措施：增大齿根圆角半径；正变位，增大模数；增大压力角；强化处理：喷丸、滚压处理；材料选用低碳合金钢，渗碳淬火。
断裂的两种形式a.过载折断b.疲劳断裂（轮齿弯曲应力为脉动循环变应力，r＝0）直齿轮：整体折断；斜齿轮：局部折断。
2.齿面点蚀原因：轮齿在节圆附近一对齿受力，载荷大；滑动速度低形成油膜条件差；产生了接触疲劳。
现象：小裂纹-扩展-脱落-凹坑。
点蚀是在交变的接触应力作用下，齿面接触应力超出材料的接触疲劳极限，在载荷的多次重复作用下，齿面表层就会产生细致的疲劳裂纹，裂纹蔓延扩展，在齿面上出现局部材料脱落，形成麻点的失效形式，特别是在齿面硬度低于350HBS的闭式软齿面齿轮，更表现为主要的失效形式。
这种麻点出现后，齿面上的局部接触应力加大，更加剧了点蚀的发生和扩展，引起传动噪声加大，传动精度降低。
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略齿轮传动系统是重要的机械传动方式之一，在机械设备中得到了广泛应用。
然而，由于操作条件的不同和使用时间的累积，齿轮传动系统可能产生失效问题。
本文将从齿轮传动系统失效的原因、影响、检测方法和应对策略四个方面进行分析。
一、齿轮传动系统失效的原因1. 齿轮制造质量不合格。
制造过程中存在缺陷，导致齿轮表面不光滑，齿形不规则等问题，从而降低了齿轮传动的精度和效率。
2. 油膜破坏。
传动系统运转过程中，油膜能够减少齿轮表面之间的摩擦，减少齿轮的磨损。
若油膜破坏，齿轮会过热，表面硬度降低，导致失效。
3. 轴承磨损和松动。
轴承支撑齿轮，若轴承磨损或松动，会导致齿轮在运动中产生振动和变形，增加齿轮表面疲劳，进而引发齿轮失效。
4. 转速过高或负载过重。
齿轮传动系统工作在超出其设计转速或承载能力的条件下，会导致齿面磨损和变形，导致齿轮失效。
1. 降低机械传动效率。
失效后的齿轮传动系统会引起能量损失，降低传动效率，从而影响机械设备的运行效率。
2. 增加机械设备维护和更换成本。
失效后的齿轮传动系统需要更换或维护，这将增加机械设备的运行成本和停机时间。
3. 影响机械设备的安全性。
齿轮传动系统失效会引起机械设备的振动和噪声增加，影响机械设备的安全性和稳定性，甚至可能引发事故。
1. 精度检测。
通过检测齿轮的齿形精度、齿距、齿廓形状等参数，发现齿轮制造过程中的缺陷和磨损程度，以便及时采取措施。
2. 摩擦学检测。
通过检测齿轮表面的摩擦系数、油膜厚度和磨损机理，判断齿轮表面摩擦情况和运行状态，以确保齿轮表面油膜的正常生成和运行。
3. 振动和噪声检测。
通过振动和噪声检测，确定齿轮的振动和噪声情况，尤其是失效齿轮的振动会频繁出现在其工作频率之上。
四、应对策略1. 选择合适的齿轮制造商并注意齿轮的制造质量。
2. 营造合适的传动条件，如避免转速过高、过载等。
3. 定期检测齿轮传动系统的运行情况，及时发现问题。
4. 在齿轮失效时，及时更换齿轮并进行维护，以保证机械设备的正常运行。
浅谈齿轮传动失效形式以及预防措施
浅谈齿轮传动失效形式以及预防措施作者：严福勇，贺秋冬来源：《内蒙古科技与经济》 2015年第13期严福勇，贺秋冬(湖北工程学院机械工程系，湖北孝感432000)摘要：齿轮传动常见的失效形式有轮齿折断和齿面损伤，文章主要针对齿轮传动的失效形式进行了分析，根据分析的结果提出了相应的预防齿轮传动失效的措施。
关键词：齿轮传动；失效形式；预防措施中图分类号：TH132. 41 文献标识码：A 文章编号：1007 6921(2015)13 00SS 02收稿日期：2015-05-23基金项目：湖北工程学院教学研究项目（项目编号：湖工教字[2013]6号）。
作者简介：严福勇(1994-)，男，汉族，主要从事机械设计及产品开发工作。
齿轮传动是一种利用两齿轮的轮齿相互啮合进行传递运动和动力的机械传动，它具有传动效率高、工作可靠、寿命长、传动比准确、结构紧凑等优点，被广泛应用于现代机械设备中。
在齿轮工作过程中，常常由于工作环境和人为操作不当等原因造成了齿轮传动的失效。
如在传动过程中，齿轮受到短时过载或冲击载荷时，易引起轮齿过载折断；润滑不当则易引起齿面点蚀、胶合；齿面间落入砂粒、铁屑等磨料性物质时，则会引起齿面磨粒磨损等等，进而导致整个设备都不能正常运转。
针对上述情况，笔者对齿轮传动的失效形式进行了总结分析，并且根据不同失效形式提出了相应的预防措施，希望能够有效的预防齿轮传动的失效。
1 常见齿轮传动失效分析1.1轮齿折断轮齿折断是开式齿轮传动和闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式，根据折断原因不同，主要分为以下2种形式：疲劳折断。
齿轮在传递动力时，轮齿就好似是一根悬梁臂，在轮齿的齿根处受到的弯曲应力最大并且有应力集中。
齿轮在传递载荷时，轮齿从啮合开始到啮合结束，随着啮合点位置的变化，齿根处的应力从零增加到某一最大值，然后又逐渐减小为零。
轮齿在这种交变载荷的不断作用下，轮齿的拉伸侧将产生疲劳裂纹，随着循环次数的增加，裂纹会不断扩展，最终造成轮齿的折断。
齿轮常见失效形式及其解决方法
齿轮失效分析与解决方法摘要通过对齿轮失效形式的分析，找出相应解决方法，提高机械传动齿轮质量,延长机械设备的使用寿命。
分析研究失效形式有助于建立齿轮设计的准则，提出防止和减轻失效的措施。
关键词失效；轮齿折断；齿面点蚀；齿面胶合；齿面磨损；齿面塑性变形齿轮是现代机械中应用最广泛的重要基础零件之一。
齿轮类型很多，有直齿轮、斜齿轮、人字齿等，齿面硬度有软齿面和硬齿面，齿轮转速有高有低，传动装置有开式装置和闭式装置，载荷有轻重之分，因此影响因素很多，所以实际应用中会出现各种不同的失效形式。
齿轮的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形五种。
1 轮齿折断轮齿折断有多种形式，在正常情况下，有以下两种：1）过载折断。
因短时过载或冲击载荷而产生的折断。
过载折断的断口一般都在齿根部位。
断口比较平直，并且具有很粗糙的特征。
2）疲劳折断。
齿轮在工作过程中，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断轮齿。
齿面较小的直齿轮常发生全齿折断，齿面较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断；斜齿轮和人字齿齿轮，由于接触线倾斜，一般是局部齿折断。
为了提高齿轮的抗折断能力，除设计时满足强度条件外，还可采取下列措施：①采用高强度钢；②采用合适的热处理方式增强轮齿齿芯的韧性；③增大齿根过度圆角半径，消除齿根加工刀痕，齿根处强化处理；④加大齿轮模数；⑤采用正变位齿轮。
为避免轮齿折断，设计时要进行轮齿弯曲疲劳强度计算和静弯曲强度计算。
齿面磨损有磨粒磨损和跑合磨损两种。
在齿轮传动中，随着工作环境的不同，齿面间存在多种形式的磨损情况。
当齿面间落入铁屑、砂粒、非金属物等磨粒性物质或粗糙齿面的摩擦时，都会发生磨粒磨损。
齿面磨损后，引起齿廓变形，产生振动、冲击和噪声，磨损严重时，由于齿厚过薄而可能发生轮齿折断。
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略机械传动是工业中常用的运动变换机构，而齿轮传动则是其中一种重要的方式。
齿轮传动由于具有传动效率高、传动精度高等优点而被广泛应用。
但是，齿轮传动在使用中也存在一些问题，其中之一就是齿轮失效问题。
本文将分析机械传动齿轮失效的原因及应对策略。
一、齿轮疲劳失效齿轮疲劳失效是一种常见的齿轮失效形式，其原因是长期使用齿轮过程中，齿轮接触面上的应力远超过齿轮材料的循环极限，导致齿轮出现裂纹、开裂、脱落等失效现象。
齿轮疲劳失效主要与以下几个方面有关：1.材料的选择和质量问题。
齿轮的材料应具有高的强度、韧性和疲劳极限，材料的强度不能低于齿轮所受载荷和工作条件的要求。
2.齿轮设计问题。
齿轮设计应合理，齿轮轴心与轴承轴心的异心、齿轮轴向间隙、齿轮齿面间隙等都会影响齿轮的工作性能。
应对策略：1.选择材料质量好的齿轮材料，采用有生命力的齿轮材料，同时对材料进行质量检查。
2.齿轮的设计应根据使用条件，考虑加载方式，设计合理的齿形和齿数分布，减小齿轮接触应力集中，将接触应力分散在齿根上。
齿轮强度失效指齿轮在受到较大的载荷作用下，由于齿轮强度不足而导致齿轮失效。
齿轮强度失效一般是由于以下几个方面引起：1.齿轮材料强度不够。
3.齿轮使用过程中受到过载。
三、齿轮几何形状失效齿轮几何形状失效是指齿轮齿形形状、齿数分布等导致齿轮失效的情况。
这种失效往往是由于齿轮制造过程中的设计、工艺、检验等环节出现差错造成的。
1.齿轮制造过程应严格遵循设计要求，及时发现并纠正制造过程中的差错。
2.对齿轮进行质量检测，保证齿轮几何形状符合要求。
综上所述，机械传动中齿轮失效可能会导致生产过程中出现严重故障，因此，在齿轮设计、制造、运行等各个环节中应注意以上提到的问题，并采取相应的措施，以减少齿轮失效的风险。
齿轮传动失效形式及预防方法
齿轮传动失效形式及预防方法
齿轮传动是一种常见的机械传动方式，广泛应用于各种机械设备中。
然而，齿轮传动也存在着多种失效形式，下面进行简要介绍。
1. 疲劳断裂：齿轮传动在长期使用过程中，由于受到周期性的载荷和温度变化的影响，齿轮的齿面会产生疲劳断裂。
疲劳断裂通常发生在齿轮的齿面接触处，这是由于齿面接触时产生的高温和高压造成的。
2. 磨损：齿轮传动中，齿轮之间的接触会导致磨损，从而影响齿轮传动的效率和质量。
磨损通常是由于齿轮之间的摩擦和接触造成的，可能是由于齿轮的材料疲劳、润滑不足或接触压力过高等原因引起的。
3. 热失效：齿轮传动过程中，由于齿轮之间的摩擦和传动效率的影响，齿轮传动会产生热量，从而导致齿轮的温度升高。
如果热量积累过多，可能会导致齿轮的过热失效。
4. 腐蚀：齿轮传动过程中，如果齿轮的材料受到腐蚀，可能会导致齿轮的齿面磨损和断裂。
腐蚀可能是由于润滑油的质量不良、环境条件恶劣或齿轮的材料质量问题引起的。
5. 结构失效：齿轮传动的结构失效也是一种常见的失效形式。
这可能是由于齿轮的结构设计不合理、材料选择不当或制造质量不良等原因引起的。
为了避免齿轮传动中的失效形式，需要采取一系列措施。
例如，可以选择适当的齿轮材料，合理选择齿轮的结构和尺寸，加强齿轮的润滑和保养，以及提高齿轮的制作质量和结构设计等。
这些措施可以有效地延长齿轮传动的使用寿命，提高机械设备的工作效率和质量。
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略齿轮是一种常见的机械传动元件，其结构简单，传动能力强，在机械传动中应用广泛。
但是，在使用过程中，齿轮也会出现失效问题，如齿面磨损、断齿、开裂、疲劳裂纹等，这些问题不仅会导致传动效率降低，还会造成设备损坏甚至危及人身安全。
因此，对齿轮失效问题进行分析并提出应对策略具有重要的实际意义。
一、齿轮失效原因分析1. 材料问题：齿轮制造材料不合适或合金成分不稳定，容易引发材料脆化、疲劳等问题，导致齿轮失效。
2. 制造质量问题：齿轮的制造精度、表面处理质量、热处理效果等都会影响其性能和寿命，如果制造不当，就容易导致齿面磨损、断齿等问题。
3. 配合间隙问题：齿轮传动时，配合间隙过大或过小都会影响传动效率和齿轮的寿命。
如果配合过紧，会导致齿面接触应力过大，易出现裂纹；如果配合过松，会导致齿面磨损加剧。
4. 传动负荷问题：齿轮传动时，受到外界负荷的影响，导致齿面接触应力增加，容易出现疲劳裂纹，甚至导致齿面剥落。
5. 使用环境问题：齿轮的使用环境对其寿命也会产生很大影响。
如果环境温度过高或过低、湿度过大或过小等因素都会使齿轮材料变质、疲劳寿命下降。
二、齿轮失效应对策略1. 选择合适的材料：选用合适的材料制造齿轮，根据应用环境和外界负荷情况，选择合适的材料和合金成分，提高齿轮的强度和耐磨性。
2. 提高制造质量：在制造过程中，严格控制制造工艺，提高齿轮的精度和表面质量，在热处理时保持温度和时间的精准控制，确保齿轮的质量达到要求。
3. 确定合适的配合间隙：根据传动负荷和工作条件等因素，确立合适的配合间隙，控制其在允许的范围内，避免齿面接触应力过大或过小。
4. 降低传动负荷：通过设计齿轮的结构和传动比等方式，降低齿轮的传动负荷，减少外界负荷对齿轮的影响，提高其寿命。
5. 确保适宜使用环境：对于应用于不同环境场合的齿轮，应根据其要求合适的加入防锈油及润滑油等，降低摩擦和磨损，延长其使用寿命。
综上所述，齿轮作为机械传动的重要元件，其性能和寿命对设备的运行和工业生产起着至关重要的作用。
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略在机械传动系统中，齿轮是一种常见的传动元件。
由于长时间使用、设计不合理、制造工艺不良等因素，齿轮可能会出现失效问题。
本文将从失效问题的分类和原因分析两个方面，探讨机械传动齿轮失效的问题，并提出相应的应对策略。
一、失效问题的分类齿轮失效问题主要可以分为以下几类：胶合失效、齿面磨损、断裂、胶合损伤以及齿轮表面损伤。
1. 胶合失效胶合失效是指齿轮齿面由于工作负荷过大或工况恶劣导致胶合层的破裂和脱落。
胶合层起到承受工作负荷的作用，一旦胶合层失效，会导致齿轮无法正常传动。
胶合失效的主要原因是齿轮的工作负荷超过了设计要求或使用条件恶劣。
2. 齿面磨损齿面磨损是指齿轮齿面上的磨损现象，常见的磨损形式有磨损、剥落、腐蚀等。
齿面磨损的主要原因是齿轮的工作负荷过大、摩擦副材料不良、润滑条件差等。
3. 断裂断裂是指齿轮在工作过程中突然发生不可修复的破裂。
断裂一般表现为齿轮轴的断裂、齿面断裂、胶合层断裂等。
断裂的主要原因是齿轮的疲劳寿命到达或受到冲击载荷。
4. 胶合损伤胶合损伤是指在齿轮的齿面和胶合层之间产生的损伤现象，主要表现为胶合层剥离、胶合层疲劳裂纹等。
胶合损伤的主要原因是胶合层制造工艺不良、粘结剂质量差等。
5. 齿轮表面损伤齿轮表面损伤是指齿轮表面因工作负荷过大或工况恶劣导致的表面破损现象，主要表现为磨损、剥落、腐蚀等。
齿轮表面损伤的主要原因是工作负荷超过设计要求、使用条件恶劣等。
二、原因分析与应对策略机械传动齿轮失效的原因复杂多样，需要通过分析具体情况来制定相应的应对策略。
以下是常见问题的原因分析和相应的应对策略：1. 胶合失效原因分析：胶合失效主要是由于齿轮的工作负荷过大或工况恶劣所致。
应对策略：调整工作负荷，确保其在设计要求范围内；改善工况条件，避免高温、高湿等恶劣环境。
2. 齿面磨损原因分析：齿面磨损主要是由于齿轮的工作负荷过大、摩擦副材料不良、润滑条件差等引起的。
应对策略：优化齿轮轴承设计，减小工作负荷；选择合适的摩擦副材料，并改善润滑条件。
第十节齿轮传动的失效形式和设计准则
进行校核。
设计准则
2、开式传动
齿面磨损为其主要失效形式，故 通常只按弯曲疲劳强度进行设计，再 将计算确定的模数m增大10%的办法， 来考虑磨粒磨损对轮齿强度削弱的影 响,而无需校核接触强度。
措施
主要措施：提高齿面硬度； 降低齿面粗糙度；增大润 滑油粘度；采用合理变位。
失效形式
3、齿面胶合 齿面间压力大，润滑油膜不易建立，齿面金属直接接触，出 现粘焊现象。
重载齿轮传动中，由于齿面间压力很大，润滑油膜不容易 建立或容易破坏，造成齿面金属直接接触，出现粘焊现象，随 着齿面间的相对滑动，较软的齿面被撕出与滑动方向一致的沟 痕，即为胶合。胶合处产生局部瞬时高温，加剧粘焊程度，引 起齿廓破坏。
第十节 齿轮传动的失效形式和设计准则
一、失效形式
1、轮齿折断 2、齿面点蚀 3、齿面胶合 4、齿面磨损 5、塑性变形
失效形式
1、轮齿折断
弯曲疲劳折断 过载折断
常见的是弯曲疲劳折断， 轮齿像一个悬臂梁，受载后齿 根处产生的弯曲应力最大，而 且有应力集中，轮齿在啮合时 受力、脱开时不受力，轮齿受 变应力的反复作用，齿根处产 生疲劳裂纹，并逐渐扩大，导 致轮齿疲劳折断。
失效形式
5.塑性变形
从动轮
主动轮
当轮齿材料较软，载荷及摩擦力很大，轮齿在啮合过程中齿面表层的材料 就会沿着摩擦力方向产生塑性变形。由于主动轮上所受的摩擦力是背节线分别 朝向齿顶及齿根作用的，故产生塑性变形后，齿面沿节线处形成凹沟。
主动齿轮齿面所受摩擦力背离节线，齿面在节线附近下凹；从动齿轮齿面 所受摩擦力指向节线，齿面在节线附近上凸。
疲劳裂纹
措施
提高轮齿抗折断能力的措施：增大齿根 圆角半径，消除加工刀痕以降低齿根应力 集中；增大轴及支承物的刚度以减轻局部 过载的程度；对轮齿进行表面处理以提高 触应力产生的点状疲劳脱落现象 振动和噪声加剧
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略在机械传动系统中，齿轮是一种常见的传动元件，常用于传递动力和转速。
由于齿轮长期工作在高负荷和高转速的环境下，可能会发生齿轮失效的问题。
齿轮失效会导致传动系统的故障和停机，造成生产停工以及维修和更换齿轮的成本。
对齿轮失效问题进行分析并采取相应的应对策略，对确保机械传动系统的可靠运行至关重要。
齿轮失效通常可以分为以下几种类型：齿面磨损、齿面疲劳断裂、裂纹和齿面损坏。
齿面磨损是一种比较普遍的齿轮失效现象。
齿轮工作时，由于摩擦和载荷作用，齿面可能会逐渐磨损。
齿面磨损不仅会影响齿轮的传动效率，还会增加噪音和振动，并缩短齿轮的使用寿命。
分析齿面磨损的原因，主要有以下几点：润滑不良、载荷过大、工作温度过高等。
需要按时进行润滑、控制载荷以及保持适当的工作温度，以减少齿面磨损。
还可以通过齿面硬化和涂层来提高齿轮的耐磨性。
齿面疲劳断裂是一种齿轮常见的失效模式。
疲劳断裂通常发生在齿距逐渐产生裂纹并最终导致断裂的部位。
齿面疲劳断裂的原因一般有以下几点：载荷过大、应力集中、材料质量不良、几何尺寸设计不合理等。
为了减少齿面疲劳断裂的可能性，可以通过优化齿轮的几何尺寸和材料选择，改善工作条件，控制载荷，增加载荷分布均匀性，以及进行表面强化处理等。
裂纹是另一种可能导致齿轮失效的重要因素。
裂纹通常由于材料缺陷、应力集中和载荷过大等原因引起。
如果裂纹在工作过程中持续扩展，最终可能导致齿轮失效。
检测和修复裂纹是防止齿轮失效的重要手段。
常用的检测手段有超声波检测、磁粉探伤和光学检测等。
对于发现的裂纹，可以通过磨削、焊接或更换齿轮来进行修复。
齿面损坏是一种可能导致齿轮失效的另一原因。
齿面损坏通常是由于齿面载荷不均匀、设计不合理或制造缺陷等原因引起的。
齿面损坏可能会导致齿轮传动效果不佳、噪音增大以及齿面疲劳断裂等问题。
为了减少齿面损坏的发生，可以加强齿轮的硬度、改善齿轮的强度和刚度，优化齿面几何形状，提高加工质量和润滑条件等。
闭式硬齿轮传动的主要失效形式
闭式硬齿轮传动的主要失效形式
以闭式硬齿轮传动的主要失效形式为题，我们来探讨一下这些失效形式的原因和解决方法。
1. 齿面磨损
齿面磨损是闭式硬齿轮传动中最常见的失效形式之一。
这是由于齿轮在传动过程中摩擦和磨损所导致的。
齿面磨损会导致齿轮传动效率下降，噪音增加，甚至会导致齿轮断裂。
为了避免齿面磨损，我们可以采用更高质量的材料制造齿轮，或者采用更好的润滑方式。
2. 齿面断裂
齿面断裂是闭式硬齿轮传动中比较严重的失效形式之一。
这是由于齿轮在传动过程中承受的载荷过大，导致齿面断裂。
为了避免齿面断裂，我们可以采用更高强度的材料制造齿轮，或者采用更合理的齿轮设计。
3. 齿轮变形
齿轮变形是闭式硬齿轮传动中比较常见的失效形式之一。
这是由于齿轮在传动过程中承受的载荷过大，导致齿轮变形。
齿轮变形会导致齿轮传动效率下降，噪音增加，甚至会导致齿轮断裂。
为了避免齿轮变形，我们可以采用更高强度的材料制造齿轮，或者采用更合理的齿轮设计。
4. 齿轮间隙过大
齿轮间隙过大是闭式硬齿轮传动中比较常见的失效形式之一。
这是由于齿轮在传动过程中间隙过大，导致齿轮传动效率下降，噪音增加，甚至会导致齿轮断裂。
为了避免齿轮间隙过大，我们可以采用更合理的齿轮设计，或者采用更好的装配方式。
闭式硬齿轮传动的失效形式有很多种，但是我们可以通过采用更好的材料、更合理的设计和更好的装配方式来避免这些失效形式的发生。
齿轮传动的失效分析及改善措施
滚 动 的 ，其 它 齿 面 各 接 触 点 都 是 连 滚 带 滑 ，而 齿 顶 部分 的运 行速 度要 远远 大 于齿 根部 分 。
通 常 点 蚀会 先 发 生 于 靠近 节 线 的 齿 根 处 。在 滚 滑 过 程 中 ，互 相 滚 滑 的接 触 表 面 在 滑 动 时 会 由于 摩
不 固定 的 ，并 且 断面 相对 粗糙 。如 图 ｌ 示 ： 所
发 生 一 定 的 塑 性 流 动 ，这 种 现 象就 是齿 面 塑性 变 形 。它 的变 形 方 向 与 滑 动 方 向相 平 行 ， 因为 滑 动 摩 擦 力 以 入 主 动 轮 齿 的 滑 动 方 向 与节 线 是相 背 而
轮 在 工 作 时 受 到 了 严 重 的冲 击 载 荷 或 过 载 作 用 ，
２３ 齿 面磨粒 磨 损 ．
当润 滑 不充分 或 者处于 开式 传动 时 ，会 有外界
灰 尘 杂质 进 入 啮合 区 ，从 而 引起 齿 面 材料 的 损失 ， 这种 现 象就是 齿面 磨粒 磨损 。 当出现齿 面磨 粒磨损 时 ，会在 滑动 速度 方 向产 生平 行的 线道滑痕 。
成 飞 边 ，在 节 线 附近 处 产 生 沟 谷 ，而 从 动 轮 则 与
其相反。
节 线 附近 的 应 力 以及 摩 擦 系 数 都 相 对 较 大 ，因 此
收稿日翔：２ １－１－０ ００ １ ５ 作者简介：陈苗青 （９ ８ １７ 一），女 ，浙江义乌人 ，本科 ，中教一级 ，研究方 向为机械传动。
先 ， 由于 齿 轮 的 传 动 过 程 是 依 靠 齿 面 推 压 来 实 现
的 ，所 以轮 齿 中 总是 齿 面 受 力 ；其 次 ，轮 齿 中齿
齿轮传动失效形式及其对策
第4期 山西焦煤科技 N o.4 2006年4月 Shanx i Coking Coal Science&Technolog y A pr.2006 ・问题探讨・齿轮传动失效形式及其对策孙兆森 李建胜(西山煤电集团公司东曲矿) 摘 要 介绍了齿轮失效的5种基本形式及其原因,并针对失效原因提出解决的办法,对如何提高齿轮的寿命提出建议。
关键词 齿轮;失效;对策 齿轮的失效是齿轮破坏的主要形式。
为了改善和提高齿轮的质量及使用寿命,必须深入研究齿轮的失效形式并认识齿轮失效的危害性。
影响齿轮损害的因数很多,如选材、设计计算、毛坯加工工艺、以及安装调整,润滑和维护使用环节的某种失误均可导致齿轮失效。
以下讨论齿轮损伤的基本类型和特征,以及齿轮损伤同润滑的关系。
1 齿轮磨损的过程齿轮磨损是指啮合过程中齿轮表面材料不断摩擦和消耗的过程。
按磨损损伤机理可以将磨损划分为黏着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损等;而按磨损程度可以将磨损划分为轻微磨损、中等磨损和过度磨损。
以磨粒磨损为例,磨粒主要源于两个方面,其一为外界进入磨粒,如沙石金属铁屑及外界其他物资等;其二为齿轮箱内部损伤而产生颗粒,氧化皮及其他金属或非金属物质。
进入啮合区的磨粒在齿轮副啮合挤压作用下沿齿轮运动方向移动,因此磨痕走向平行于运动方向,整个齿轮磨损均匀,沿滑动方向磨痕呈重叠特征。
后者导致的磨损相对较为缓和,但在长期运转过程中会严重降低齿轮精度,进而影响齿轮的正常运转。
因此,为了减轻齿轮的磨粒磨损,应当尽可能采用闭式齿轮传动,并在经运转初期跑合后换油和清洗齿轮箱;同时应当优先采用循环系统供油,并配置良好的过滤和报警装置。
对开式齿轮转动,应尽量设置防尘罩以防止磨粒进入,同时应尽可能选用硬度高,强度好的齿轮材料。
避免齿轮磨粒磨损的传统方法是冲洗齿轮箱,并采用硬齿面和高黏度齿轮油。
新近相关研究表明,采用具有优良极压抗磨性能的齿轮油可以有效地减轻齿轮的磨粒磨损。
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第4期 山西焦煤科技 N o.4 2006年4月 Shanx i Coking Coal Science&Technolog y A pr.2006 ・问题探讨・齿轮传动失效形式及其对策孙兆森 李建胜(西山煤电集团公司东曲矿) 摘 要 介绍了齿轮失效的5种基本形式及其原因,并针对失效原因提出解决的办法,对如何提高齿轮的寿命提出建议。
关键词 齿轮;失效;对策 齿轮的失效是齿轮破坏的主要形式。
为了改善和提高齿轮的质量及使用寿命,必须深入研究齿轮的失效形式并认识齿轮失效的危害性。
影响齿轮损害的因数很多,如选材、设计计算、毛坯加工工艺、以及安装调整,润滑和维护使用环节的某种失误均可导致齿轮失效。
以下讨论齿轮损伤的基本类型和特征,以及齿轮损伤同润滑的关系。
1 齿轮磨损的过程齿轮磨损是指啮合过程中齿轮表面材料不断摩擦和消耗的过程。
按磨损损伤机理可以将磨损划分为黏着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损等;而按磨损程度可以将磨损划分为轻微磨损、中等磨损和过度磨损。
以磨粒磨损为例,磨粒主要源于两个方面,其一为外界进入磨粒,如沙石金属铁屑及外界其他物资等;其二为齿轮箱内部损伤而产生颗粒,氧化皮及其他金属或非金属物质。
进入啮合区的磨粒在齿轮副啮合挤压作用下沿齿轮运动方向移动,因此磨痕走向平行于运动方向,整个齿轮磨损均匀,沿滑动方向磨痕呈重叠特征。
后者导致的磨损相对较为缓和,但在长期运转过程中会严重降低齿轮精度,进而影响齿轮的正常运转。
因此,为了减轻齿轮的磨粒磨损,应当尽可能采用闭式齿轮传动,并在经运转初期跑合后换油和清洗齿轮箱;同时应当优先采用循环系统供油,并配置良好的过滤和报警装置。
对开式齿轮转动,应尽量设置防尘罩以防止磨粒进入,同时应尽可能选用硬度高,强度好的齿轮材料。
避免齿轮磨粒磨损的传统方法是冲洗齿轮箱,并采用硬齿面和高黏度齿轮油。
新近相关研究表明,采用具有优良极压抗磨性能的齿轮油可以有效地减轻齿轮的磨粒磨损。
此外,腐蚀磨损即是导致齿轮失效的主要磨损形式,主要包括气蚀及特殊介质腐蚀磨损。
腐蚀磨损以化学腐蚀为主,并伴随机械磨损,齿面形成均匀分布的腐蚀坑。
通常,润滑剂中的活性成分,如酸和水等可同齿轮材料发生化学反应,从而导致齿面腐蚀;虽然极压添加剂的腐蚀作用是避免齿轮齿面胶合破坏的决定性因素,但在高温条件下,极压添加剂可分解成具有很强腐蚀作用的活性元素,从而导致金属齿面腐蚀。
影响齿轮腐蚀的因素众多,主要包括腐蚀介质的性质、温度、湿度、齿轮材料中合金元素的含量等。
钢材中的Ni、Cr、W、Mo等能起到较好的抗腐蚀作用。
Ni、Cr两种元素在特殊介质作用下可同齿面基体金属形成结合力较强的致密钝化膜,从而减轻磨损和腐蚀。
为了控制和减轻齿轮的腐蚀磨损,应重点控制腐蚀介质,如腐蚀性强的添加剂的用量,同时应注意避免水、酸和其他有害物质对齿面的腐蚀作用。
2 齿面疲劳剥落的基本形式齿面疲劳可以划分为点蚀和剥落两种基本形式。
在过大的当量接触剪应力作用下,表面层发生塑性变形,塑性变形逐渐积累,导致微观晶裂并形成原始裂纹,裂纹向齿面方向按疲劳裂纹扩展规律扩展,最后材料从齿面脱落或形成点蚀,这就是齿面疲劳。
齿面产生点蚀的首要条件是存在微裂纹。
裂纹可以作者简介:孙兆森 男 1968年出生 1990年毕业于沈阳工业学院 工程师 古交 030200因机械加工而产生于表面;也可以因材料组织不均匀(存在夹渣、气孔和硬质颗粒等)以及局部剪切应力过大而产生于表层或次表层。
在齿轮运转过程中,裂纹在反复受载下不断扩展而导致点蚀,并可延伸到表面而引起脱落。
与此同时,齿轮的传动特点也是诱发齿轮点蚀的主要原因。
齿轮转动时,为了保持啮合的连续性,当一对齿轮的齿顶进入啮合状态时,另一对齿轮则逐渐退出啮合。
一方面当轮齿靠近节线附近啮合时,由于同时啮合的齿对数少,因此当量最大剪应力出现在节线附近的齿面次表层处,即节线附近的接触强度最薄弱;另一方面,当轮齿在节线附近啮合时,相对滑动速度方向发生变化。
在节线处,齿面滑动速度为零,润滑油流速低,不易形成油膜,因此在节线附近最容易发生点蚀。
齿轮在运转过程中,在接触压力作用下产生的高压油波以极高的速度进入裂纹,对裂纹壁产生强大的流体冲击作用;因此提高润滑油的黏度可以减缓冲击并延缓裂纹的扩展;与此同时某一齿轮表面可以将另一齿轮表面的裂纹口封闭,从而使裂纹内的油压进一步升高并迫使裂纹向纵深扩展。
此外,部分研究者认为,具有腐蚀性的极压添加剂可使刚刚产生的裂纹尖端立即受到腐蚀,从而堵死部分新生裂纹重新被压焊连通的路线,加速裂纹的扩展,以硫烯极压添加剂为例,其极压性能优异,可以保证齿轮在高温高负荷下不发生胶合,但其抗磨性能不佳,并具有相当强的腐蚀作用,因此在运转过程中可导致齿轮磨损加剧并降低齿轮的抗疲劳能力。
相反,采用兼具优良极压,抗磨及减磨性能抗磨添加剂可以更有效地改善齿轮润滑状态,从而显著提高齿轮的疲劳寿命。
事实上,齿面点蚀并不会无限期发展,可以将齿面点蚀划分早期点蚀和扩展性点蚀,在齿轮运转初期,由于接触条件不佳,齿面接触应力较大甚至超过许用接触应力,初期润滑条件不佳,齿轮表面容易发生早期点蚀,随着运转的进行,表面接触条件改善接触应力降低,多数早期点蚀可以自愈,如果随着齿的运转其表面接触条件得不到改善,则早期点蚀将发展成破坏性点蚀。
因此,应该加强齿轮的跑合,通过跑合可以降低齿面接触应力,降低粗糙度,提高齿轮寿命。
3 齿面胶合胶合是互相啮合的齿面发生的严重黏着磨损损伤。
齿面在一定压力作用下发生直接接触,导致表面膜破坏和齿面黏着;随着齿面的相对运动,部分黏着的金属被撕裂,这就是齿轮胶合。
根据表面破坏程度不同和一定工作条件下两啮合齿面金属黏着机理不同,可以将齿轮胶合划分为轻微胶合、中等胶合及破坏性胶合。
胶合导致齿面磨损加剧,功率损耗增大,传动不平稳,且在远离节线处胶合更加严重。
一般高速传动,特别是在高速重载或较高的滑动速度条件下,两齿面实际接触区的金属易因熔焊而黏着,黏着的金属随齿面相对运动而撕落。
这实际上可以是视作齿面在瞬时高温下产生的黏着磨损。
而在一般低速重载的齿轮传动中,在极高的局部压力作用下两啮合齿面间的表面膜被破坏,金属发生直接接触,虽然此时表面微突通过塑性变形而使接触应力有所降低,但接触应力仍高于齿轮材料的塑变应力,从而导致两齿面发生黏着并随齿面相对运动而沿滑动方向撕伤。
此外,局部负荷严重集中也容易造成胶合。
通过提高齿轮制造精度,优化齿轮参数。
进行修形处理,选择抗胶合性能良好的材料,降低齿面粗糙度,进行跑合等可以有效地提高齿面的抗胶合能力。
目前,采用新型润滑油添加剂完全可以避免普通齿轮在各种工况下的胶合,而适当高温往往有利于发挥极压抗磨添加剂的作用,这是因为啮合区局部的适当高温有利于促进剂极压抗磨添加剂在接触表面发生摩擦化学反应并形成表面保护膜。
超级齿轮油的烧结负荷高达8000N以上,完全可以避免齿面胶合。
4 齿轮折断的过程齿轮折断按机理可分为疲劳折断、过载折断,有时还分成随机折断等3种。
过载折断指因意外严重过载而引起的断齿,大多由于齿轮的应力超过其极限应力所致。
其影响因素往往较为特殊,如传动系统中轴衬失效引起轴偏斜,造成齿轮局部偏载,使冲击负荷过大,异物进入啮合;加工精度不高,过度磨损和严重点蚀等齿面损伤也会导致齿面局部过载与动载。
为了控制过载折断,应该选用高性能材料、提高齿轮的弯曲强度,并采用齿轮箱避免异物进入;对于因过度磨损而发生的轮齿局部过载折断,应从防止磨损入手,解决磨损问题。
疲劳折断指起源于最大过应力区的疲劳裂纹不断扩展的断齿,(下转第27页)・7・2006年第4期孙兆森等:齿轮传动失效形式及其对策撑,将无法适应经济市场化、知识化和全球化的要求。
因此,我们应当强化人才意识,比以往更加重视培养人才,并积极发挥人才的作用,以缓解人才紧缺之急,从而提高企业的国际竞争力。
我们应重视以人为本的人力资源管理,企业人力资源的管理决不仅仅是简单地加强对人员的培训,而是要致力于开发和完善独特的人才培养机制,实施终身学习、不断成长的激励机制,要着力于塑造吸引人才、留住人才的企业文化氛围,造就能令人心情舒畅、有助于激发和释放创新能力的宽松环境,增强员工对企业的归属感、使命感和成就感,努力塑造团队合作精神,建立起企业与员工之间的命运共同体。
收稿日期 2006-02-23Think on Enterprise Human Resources ManagementWang ShongyiAbstract Expounds the difference betw een hum an resour ces manag em ent and traditional personnel management and the necessity of hum an reso urces m anagement .Analy zes influence o f technolog ical devel-opm ent on human resources management .Puts forw ard some sug gestions on reducing personnel to add benefit,personality -unity manag em ent and happy w ork.Key words Enterpr ise ;Hum an resources ;M anagement ;Innovation(上接第7页)是常见的断齿形式。
疲劳裂纹的起源区一般是齿轮疲劳折断的发源地,该发源地为齿轮受载最重且齿轮局部或齿轮内部存在损伤之处。
齿轮疲劳裂纹的扩展随材料、应力幅、环境条件的不同而不同。
在裂纹扩展早期,裂纹沿剪切力最大的方向扩展,即滑移面同正应力大致成45°角;随着裂纹逐渐向内部扩展,裂纹方向逐渐改变,并在正应力作用下沿正应力垂直方向扩展,随后从母体脱落。
齿轮疲劳折断同其承受的负荷,齿轮材质、组织、成分、环境以及力学性能和制造工艺等因素密切相关。
轮齿发生疲劳折断的根本原因在于轮齿在过高的交变应力作用下从危险萌生裂纹并不断扩展,从而使轮齿剩余截面上应力超过其极限应力,发生折断。
因此防止疲劳折断的实质和关键在于防止齿轮的疲劳破坏。
5 齿面塑性变形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,从而引发齿面塑性变形。
可以将齿面塑性变形划分为塑变、鳞变、起脊、压痕、齿体塑变等类型。
齿面塑性变形主要是由于材料工作应力超过其屈服极限所致,并同齿面润滑条件有关。
因此,通过提高齿面硬度和改善润滑条件可以避免或减轻齿面塑性变形。
收稿日期 2006-02-21Forms and Countermeasures in Frustration of Gear TransmissionSun Zhaosen Li JianshengAbstract This text intro duces five kinds of basic forms of gear fr ustration and each reason of gear fr ustration ,puts for ward methods to solve problems to lay stress on according to frustrate r easo n ,g ives sugg estion on how to raise the g ear life span.Key words Gear ;Frustration ;Co unter measures・27・2006年第4期王松义:关于企业人力资源管理的思考。