齒輪傳動中齒輪的失效形式和預防方法
 
  齒輪傳動是機械傳動中比較常用的一種傳動方式。齒輪傳動有很多不同的類型。今天三益精密就來和大家一起來了解一下齒輪傳動的主要類型、優勢,以及齒輪傳動中經常出現的齒輪失效形式和預防措施,這樣可以更好的讓我們了解關于齒輪的知識,在實際應用中可以更好的應用。
 
  齒輪傳動類型齒輪傳動主要分以下幾種類型:

 
  齒輪傳動特點
 
  (1) 可以傳動空間任意軸間的運動與動力。
  (2) 傳動準確、平穩、效率高。
  (3) 工作安全、可靠,使用壽命長。
  (4) 齒輪傳動機構應用于各行各業動力傳遞、運動分解、運動合成。
 
  齒輪失效形式及預防措施
 
  1)齒面疲勞(點蝕、剝落)
  產生原因及現象:造成點蝕的原因主要是由于工作表面的交變應力引起的微觀疲勞裂紋,潤滑油進入裂紋后,由于嚙合過程可能先封閉入口然后擠壓,微觀疲勞裂紋內的潤滑油在高壓下使裂紋擴展,結果小塊金屬從齒面上脫落,留下一個小坑,形成點蝕。如果表面的疲勞裂紋擴展得較深、較遠或一系列小坑由于坑間材料失效而連接起來,造成大面積或大塊金屬脫落,這種現象則稱為剝落。
  發生部位:靠近節線的齒根面處。
  發生場合:閉式傳動。預防措施:提高齒面硬度、降低表面粗糙度值、合理選擇潤滑油的粘度及采用正確度變位齒輪傳動。
 
  2)齒面磨損或劃痕
  現象及產生原因:
  ①粘著磨損。在低速、重載、高溫、齒面粗糙度差、供油不足或油黏度太低等情況下,油膜易被破壞而發生粘著磨損。潤滑油的黏度高,有利于防止粘著磨損的發生。
  ②磨粒磨損與劃痕。潤滑油中含有雜質顆粒以及在開式齒輪傳動中的外來砂粒或在摩擦過程中產生的金屬磨屑,都可以產生磨粒磨損與劃痕。一般齒頂、齒根的摩擦較節圓部嚴重,這是因為齒輪嚙合過程中節圓處為滾動接觸,而齒頂、齒根為滑動接觸。
  ③腐蝕磨損。由于潤滑油中的一些化學物質如酸、堿或水等污染物與齒面發生化學反應造成金屬的腐蝕而導致齒面損傷。
  ④燒傷。燒傷是由于過載、超速或不充分的潤滑引起的過分摩擦所產生的局部區域過熱,這種溫度升高足以引起變色和過時效,會使鋼的幾微米厚表面層重新淬火,出現白層。損傷的表面容易產生疲勞裂紋。發生場合:開式傳動。預防措施:采用閉式傳動,提高齒面硬度,減小接觸應力,降低表面粗糙度值,保持潤滑油的清潔。
 
  3)齒面膠合
  產生原因:大功率軟齒面或高速重載的齒輪傳動,當潤滑條件不良時易產生齒面膠合(咬焊)破壞,即一齒面上的部分材料膠合到另一齒面上而在此齒面上留下坑穴,在后續的嚙合傳動中,這部分膠合上的多余材料很容易造成其他齒面的擦傷溝痕,形成惡性循環。
  發生部位:靠近節線的齒頂面。發生場合:高速、低速重載齒輪。預防措施:適宜的潤滑油、提高硬度、減小表面粗糙度值、采用抗膠合能力強的齒輪材料。
 
  4)齒面塑性變形(飛邊)
  產生原因:較軟齒面的齒輪在頻繁啟動和嚴重過載,在齒面間過大的摩擦力作用下,齒面接觸應力會超過材料的抗剪強度,齒面材料進入塑性狀態,造成齒面金屬的塑性流動,使主動輪節圓附近齒面形成凹溝,從動輪節圓附近齒面形成凸棱,從而破壞了正確的齒形。有時可在某些類型的齒輪的從動齒面上出現“飛邊”,嚴重時擠出的金屬充滿頂隙,引起劇烈振動,甚至發生斷裂。發生部位:主動輪形成凹溝,從動輪齒面形成凸棱。預防措施:提高齒面硬度、選用較高粘度的潤滑油,避免頻繁啟動和嚴重過載。

 
  5)輪齒折斷
  主要原因:變載(疲勞、過載),若因突然過載或沖擊過載,很容易在齒根處產生過載荷斷裂。即使不存在沖擊過載的受力工況,當輪齒重復受載后,由于應力集中,也易產生疲勞裂紋,并逐步擴展,致使輪齒在齒根處產生疲勞斷裂。
  另外,淬火裂紋、磨削裂紋和嚴重磨損后齒厚過分減薄時在輪齒的任意部位都可能產生斷裂。輪齒的斷裂是齒輪最嚴重的故障,常因此造成設備停機。
  發生后果:不能正常傳動,甚至造成重大事故。發生場合:開始齒輪傳動和硬齒面閉式齒輪傳動中。預防措施:選擇適當的模數和齒寬,采用合適的材料及熱處理工藝,減小齒根處的應力集中。

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