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齒輪傳動的主要失效形式

行業(yè)新聞|2022-03-11| 深圳維動自動化

分析齒輪傳動的失效形式目的是為了找出齒輪傳動失效的原因,制定強(qiáng)度的計算方法,或提出防止失效的措施,提高其承載能力和使用壽命。齒輪的傳動失效主要發(fā)生在輪齒。

齒輪的失效形式.jpg

下面是齒輪常見的幾種失效形式。
1、輪齒斷裂
在載荷作用下齒輪齒根部產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大,而且有應(yīng)力集中。在傳動過程中輪齒重復(fù)受載,齒根彎曲應(yīng)力為交變應(yīng)力。在這種交變的彎曲應(yīng)力作用下,齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋,裂紋擴(kuò)展,導(dǎo)致輪齒彎曲疲勞折斷。
齒輪短時過載或受沖擊載荷,或輪齒磨損減薄后,均易發(fā)生輪齒的突然折斷稱為過載折斷。用淬火鋼或鑄鐵制造的齒輪,容易發(fā)生這種形式的斷齒。
直齒輪容易發(fā)生全齒斷裂,而斜齒輪由于接觸線為一斜線,而易發(fā)生輪齒局部傾斜折斷,輪齒折斷是齒輪傳動最危險的失效形式之一,它不僅使齒輪傳動完全失效,而且掉下來的齒塊往往會導(dǎo)致其他零部件損壞,以至于發(fā)生更大的故障。
改善材料的性能,適當(dāng)增大模數(shù),增大齒根過度圓角,提高齒輪制造精度,降低齒根表面的粗糙度,消除齒根加工刀痕,對齒根部位進(jìn)行噴丸、碾壓強(qiáng)化處理等,均可提高輪齒的抗折斷能力。
2、齒面點蝕
  輪齒受載時,工作面上的嚙合處產(chǎn)生接觸應(yīng)力。運轉(zhuǎn)過程中齒面接觸應(yīng)力是按脈動循環(huán)變化的。在接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下,齒輪的表面會出現(xiàn)一些微小的裂紋,經(jīng)過后面裂紋面積不斷變大,從齒面脫落下來材料后形成麻點狀小坑,即是齒面點蝕。
齒面出現(xiàn)點蝕后,齒廓遭到破壞,使傳動性能惡化,震動和噪聲增大。點蝕多出現(xiàn)在靠近節(jié)線附近的齒根表面上。其原因是:輪齒在節(jié)線附近嚙合時,同時嚙合的齒對數(shù)少,對于直齒輪只有一對齒接觸,齒面接觸應(yīng)力較大,而且輪齒在靠近節(jié)線處嚙合時,齒面滑動速度較小且速度方向有變化,齒面間不易形成油膜。嚴(yán)重的安裝不良或齒輪軸變形較大時,點蝕也可能出現(xiàn)在齒頂部位。

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