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標(biāo)題: 經(jīng)驗(yàn)之談：齒輪的常見故障 [打印本頁(yè)]

作者: 沈陽(yáng)華鵬鏈條 時(shí)間: 2016-9-29 16:57
標(biāo)題: 經(jīng)驗(yàn)之談：齒輪的常見故障
齒輪可以說(shuō)是機(jī)械設(shè)備當(dāng)中最為常用的傳動(dòng)零件，許多機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障也是由于齒輪引起的。在我們公司大致把齒輪故障分兩大類：第一類是軸承損傷、不平衡、不對(duì)中、齒輪偏心、軸彎曲等。第二類是齒輪本身（即輪齒）在傳動(dòng)過程中形成的故障。
齒輪本身形成的故障大致分為：
1.斷齒
斷齒是最常見的齒輪故障，輪齒的折斷一般發(fā)生在齒根，因?yàn)辇X根處的彎曲應(yīng)力最大，而且是應(yīng)力集中之源。
斷齒有三種情況：①疲勞斷齒  由于輪齒根部在載荷作用下所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)交變應(yīng)力，以及在齒根圓角、加工刀痕、材料缺陷等應(yīng)力集中源的復(fù)合作用下，會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋。裂紋逐步蔓延擴(kuò)展，最終導(dǎo)致輪齒發(fā)生疲勞斷齒。②過載斷齒  對(duì)于由鑄鐵或高硬度合金鋼等脆性材料制成的齒輪，由于嚴(yán)重過載或受到?jīng)_擊載荷作用，會(huì)使齒根危險(xiǎn)截面上的應(yīng)力超過極限值而發(fā)生突然斷齒。③局部斷齒  當(dāng)齒面加工精度較低、或齒輪檢修安裝質(zhì)量較差時(shí)，沿齒面接觸線會(huì)產(chǎn)生一端接觸、另一端不接觸的偏載現(xiàn)象。偏載使局部接觸的輪齒齒根處應(yīng)力明顯增大，超過極限值而發(fā)生局部斷齒。局部斷齒總是發(fā)生在輪齒的端部。
2.點(diǎn)蝕
點(diǎn)蝕是閉式齒輪傳動(dòng)常見的損壞形式，一般多出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根表面上，發(fā)生的原因是齒面脈動(dòng)循環(huán)接觸應(yīng)力超過了材料的極限應(yīng)力。  在齒面處的脈動(dòng)循環(huán)變化的接觸應(yīng)力超過了材料的極限應(yīng)力時(shí)，齒面上就會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋。裂紋在嚙合時(shí)閉合而促使裂紋縫隙中的油壓增高，從而又加速了裂紋的擴(kuò)展。如此循環(huán)變化，最終使齒面表層金屬一小塊一小塊地剝落下來(lái)而形成麻坑，即點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕有兩種情況：①初始點(diǎn)蝕（亦稱為收斂性點(diǎn)蝕）通常只發(fā)生在軟齒面（HB＜350）上，點(diǎn)蝕出現(xiàn)后，不再繼續(xù)發(fā)展，甚至反而消失。原因是微凸起處逐漸變平，從而擴(kuò)大了接觸區(qū)，接觸應(yīng)力隨之降低。②擴(kuò)展性點(diǎn)蝕  發(fā)生在硬齒面（HB＞350）上，點(diǎn)蝕出現(xiàn)后，因?yàn)辇X面脆性大，凹坑的邊緣不會(huì)被碾平，而是繼續(xù)碎裂下去，直到齒面完全損壞。  對(duì)開式齒輪，齒面的疲勞裂紋尚未形成或擴(kuò)展時(shí)就被磨去，因此不存在點(diǎn)蝕。
3. 磨損
齒面的磨損是由于金屬微粒、塵埃和沙粒等進(jìn)入齒的工作表面所引起的。齒面不平、潤(rùn)滑不良等也是造成齒面磨損的原因。此外，不對(duì)中、聯(lián)軸器磨損以及扭轉(zhuǎn)共振等，會(huì)在齒輪嚙合點(diǎn)引起較大的扭矩變化，或使沖擊加大，將加速磨損。  齒輪磨損后，齒的厚度變薄，齒廓變形，側(cè)隙變大，會(huì)造成齒輪動(dòng)載荷增大，不僅使振動(dòng)和噪音加大，而且很可能導(dǎo)致斷齒。
4. 膠合
齒面膠合（劃痕）是由于嚙合齒面在相對(duì)滑動(dòng)時(shí)油膜破裂，齒面直接接觸，在摩擦力和壓力的作用下接觸區(qū)產(chǎn)生瞬間高溫，金屬表面發(fā)生局部熔焊粘著并剝離的損傷。  膠合往往發(fā)生在潤(rùn)滑油粘度過低、運(yùn)行溫度過高、齒面上單位面積載荷過大、相對(duì)滑動(dòng)速度過高、接觸面積過小、轉(zhuǎn)速過低（油帶不起來(lái)）等條件下。齒面發(fā)生膠合后，將加速齒面的磨損，使齒輪傳動(dòng)很快地趨于失效。

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