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齿轮传动中齿轮的5种失效形式及预防措施

jxsbwb
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楼主 发表于:2017-11-21 10:25:34
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齿轮传动是机械传动中比较常用的一种传动方式。齿轮传动有很多不同的类型。本文小编跟大家分享齿轮传动的主要类型、优势,以及齿轮传动经常出现的齿轮失效形式和预防措施



1.    齿轮传动类型

齿轮传动主要分以下几种类型:

2.齿轮传动特点

(1)可以传动空间任意轴间的运动与动力。

(2)传动准确、平稳、效率高。

(3)工作安全、可靠,使用寿命长。

(4)齿轮传动机构应用于各行各业动力传递、运动分解、运动合成。

3. 齿轮失效形式及预防措施

1)齿面疲劳(点蚀、剥落)

产生原因及现象:

造成点蚀的原因主要是由于工作表面的交变应力引起的微观疲劳裂纹,润滑油进入裂纹后,由于啮合过程可能先封闭入口然后挤压,微观疲劳裂纹内的润滑油在高压下使裂纹扩展,结果小块金属从齿面上脱落,留下一个小坑,形成点蚀。如果表面的疲劳裂纹扩展得较深、较远或一系列小坑由于坑间材料失效而连接起来,造成大面积或大块金属脱落,这种现象则称为剥落。

发生部位:靠近节线的齿根面处。

发生场合:闭式传动。

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确度变位齿轮传动。

2)齿面磨损或划痕

现象及产生原因:

(1)粘着磨损。

在低速、重载、高温、齿面粗糙度差、供油不足或油黏度太低等情况下,油膜易被破坏而发生粘着磨损。润滑油的黏度高,有利于防止粘着磨损的发生。

(2)磨粒磨损与划痕。

润滑油中含有杂质颗粒以及在开式齿轮传动中的外来砂粒或在摩擦过程中产生的金属磨屑,都可以产生磨粒磨损与划痕。一般齿顶、齿根的摩擦较节圆部严重,这是因为齿轮啮合过程中节圆处为滚动接触,而齿顶、齿根为滑动接触。

(3)腐蚀磨损。

由于润滑油中的一些化学物质如酸、碱或水等污染物与齿面发生化学反应造成金属的腐蚀而导致齿面损伤。

(4)烧伤。

烧伤是由于过载、超速或不充分的润滑引起的过分摩擦所产生的局部区域过热,这种温度升高足以引起变色和过时效,会使钢的几微米厚表面层重新淬火,出现白层。损伤的表面容易产生疲劳裂纹。

发生场合:开式传动。

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。

3)齿面胶合

产生原因:大功率软齿面或高速重载的齿轮传动,当润滑条件不良时易产生齿面胶合(咬焊)破坏,即一齿面上的部分材料胶合到另一齿面上而在此齿面上留下坑穴,在后续的啮合传动中,这部分胶合上的多余材料很容易造成其他齿面的擦伤沟痕,形成恶性循环。

发生部位:靠近节线的齿顶面。

发生场合:高速、低速重载齿轮。

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。

4)齿面塑性变形(飞边)

产生原因:较软齿面的齿轮在频繁启动和严重过载,在齿面间过大的摩擦力作用下,齿面接触应力会超过材料的抗剪强度,齿面材料进入塑性状态,造成齿面金属的塑性流动,使主动轮节圆附近齿面形成凹沟,从动轮节圆附近齿面形成凸棱,从而破坏了正确的齿形。有时可在某些类型的齿轮的从动齿面上出现飞边,严重时挤出的金属充满顶隙,引起剧烈振动,甚至发生断裂。

发生部位:主动轮形成凹沟,从动轮齿面形成凸棱。

预防措施:提高齿面硬度、选用较高粘度的润滑油,避免频繁启动和严重过载。

5)轮齿折断

原因:变载(疲劳、过载),若因突然过载或冲击过载,很容易在齿根处产生过载荷断裂。即使不存在冲击过载的受力工况,当轮齿重复受载后,由于应力集中,也易产生疲劳裂纹,并逐步扩展,致使轮齿在齿根处产生疲劳断裂。另外,淬火裂纹、磨削裂纹和严重磨损后齿厚过分减薄时在轮齿的任意部位都可能产生断裂。轮齿的断裂是齿轮最严重的故障,常因此造成设备停机。

发生后果:不能正常传动,甚至造成重大事故。

发生场合:开始齿轮传动和硬齿面闭式齿轮传动中。

预防措施:选择适当的魔术和齿宽,采用合适的材料及热处理工艺,减小齿根处的应力集中。

 

 

 

 

 

 


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