齿轮失效的原因有哪些

2017-06-17

齿轮使用久之后会出现哪些问题?我们知道很多机械零件使用久之后就会失效,下面是小编精心为你整理的齿轮失效的原因,一起来看看。

齿轮失效的原因

1、齿面磨损

对于开式齿轮传动或含有不清洁的润滑油的闭式齿轮传动,由于啮合齿面间的相对滑动,使一些较硬的磨粒进入了摩擦表面,从而使齿廓改变,侧隙加大,以至于齿轮过度减薄导致齿断。一般情况下,只有在润滑油中夹杂磨粒时,才会在运行中引起齿面磨粒磨损。

2、齿面胶合

对于高速重载的齿轮传动中,因齿面间的摩擦力较大,相对速度大,致使啮合区温度过高,一旦润滑条件不良,齿面间的油膜便会消失,使得两轮齿的金属表面直接接触,从而发生相互粘结。当两齿面继续相对运动时,较硬的齿面将较软的齿面上的部分材料沿滑动方向撕下而形成沟纹。

3、疲劳点蚀

相互啮合的两轮齿接触时,齿面间的作用力和反作用力使两工作表面上产生接触应力,由于啮合点的位置是变化的,且齿轮做的是周期性的运动,所以接触应力是按脉动循环变化的。齿面长时间在这种交变接触应力作用下,在齿面的刀痕处会出现小的裂纹,随着时间的推移,这种裂纹逐渐在表层横向扩展,裂纹形成环状后,使轮齿的表面产生微小面积的剥落而形成一些疲劳浅坑。

4、轮齿折断

在运行工程中承受载荷的齿轮,如同悬臂梁,其根部受到脉冲的周期性应力超过齿轮材料的疲劳极限时,会在根部产生裂纹,并逐步扩展,当剩余部分无法承受传动载荷时就会发生断齿现象。齿轮由于工作中严重的冲击、偏载以及材质不均匀也可能引起断齿。

5、齿面塑性变形

在冲击载荷或重载下,齿面易产生局部的塑性变形,从而使渐开线齿廓的曲面发生变形。

齿轮失效怎么办

提高抗磨损能力的措施:

①改善密封条件采用闭式传动代替开式传动或加防护装置。

②提高齿面硬度。

③改善润滑条件、在润滑油中加入减摩添加剂、保持润滑油的清洁。

提高齿轮的接触疲劳强度的措施:

①提高齿面硬度和降低齿面粗糙度。

②合理选用润滑油粘度,采用黏度较高的润滑油(实践证明:润滑油黏度越低,越易渗入裂纹,点蚀扩展越快)。

③减小动载荷。

④采用正变位齿轮传动,增大综合曲率半径。

⑤设计时为避免齿面点蚀,应进行齿面接触疲劳强度计算。

提高抗齿面胶合的措施:

①减小模数,降低齿高,降低滑动系数。

②加入极压添加剂的润滑油。

③采用齿廓修形,提高传动平稳性,采用抗胶合能力强的齿轮材料。

④提高齿面硬度和降低齿面粗糙度。

⑤材料相同时,使大、小齿轮保持适当硬度差。

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