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引起齒輪變形的主要原因是塑性變形，即齒輪在一定的條件下，在外力的作用下產生形變，而在外力消失后齒輪不能恢復原狀。塑性變形一般多發生在硬度低的齒輪上；但重載荷作用下，硬度高的齒輪也常發生。
根據起因和形貌不同，輪齒塑性變形可分為：碾擊塑變、鱗皺、起脊、壓痕、齒體塑變。
碾擊塑變
輪齒在相互滾碾和沖擊作用下，其表面及次表面材料出現明顯的金屬流動，產生齒面塑性變形的損傷，稱為碾擊塑變。其特征是：在齒頂棱和齒端面上出現飛邊；有時齒頂被嚴重滾圓，接觸齒面被壓陷；有的在主動輪的輪齒上沿相對滑動速度為零的節線被碾出溝槽，而從動輪的輪齒上被擠出脊棱。齒輪材料硬度過低，接觸應力過高，齒輪傳動嚙合不良，動載荷太大以及潤滑不良等原因都會引起碾擊塑變。
減小接觸應力和增加接觸表面及次表面材料的硬度，可以消除這種損傷。提高齒距精度、減小齒形誤差和改善工作情況，并降低動載荷；采用極壓添加劑和高粘度的潤滑油以及改善齒輪的潤滑情況，減小摩擦力。保證安裝精度，以避免載荷集中，這也是常用的措施。 鱗皺
齒面上垂直于滑動速度方向呈魚鱗狀波紋的齒面塑性損傷，稱為鱗皺。它一般發生在硬齒面上，但較軟的齒面有時也可能發生。它多發生在滲碳淬火的準雙曲面小齒輪上。輕度的鱗皺，只要不任其自由發展，對齒輪傳動正常工作沒有明顯的影響。但嚴重的鱗皺會使正確的齒廓形狀破壞，并引起其它形式的嚴重損傷。鱗皺是在齒輪運轉過程中，由于潤滑不良及高壓作用下，嚙合齒面間“粘”和“滑”兩種作用交替發生，工作齒面間產生“爬行” （粘附滑動現象）的結果。它往往與低速（或中速）條件下油膜厚度不足、振動等因素有關。
增加齒面硬度、減小接觸應力、改善潤滑狀況，都可以防止鱗皺的發生。采用極壓添加劑和高粘度的潤滑油、提高齒輪速度、控制齒輪振動等辦法，都可改善潤滑狀況，避免發生鱗皺損傷。 起脊
載荷大、潤滑不良時，嚙合齒面產生塑性變形，在滑動速度方向呈現壟起的箭頭形或魚尾形花紋的現象，稱為起脊。它是發生在表面淬火的準雙曲面小齒輪和青銅蝸輪齒面上塑性流動的一種特殊損傷形式。它是由于高的接觸應力、低的滑動速度和嚙合齒面間潤滑不良，使輪齒表面或次表面材料沿滑動速度方向發生塑性流動而產生的。
降低齒面接觸應力、增加材料的硬度和采用帶極壓添加劑的粘度較大的潤滑油能防止起脊發生。在沒有循環潤滑系統的傳動中，經常更換潤滑油并保證潤滑劑的清潔，也是有益的措施。 壓痕
齒面出現壓陷損傷，稱為壓痕。輕者壓痕淺而平；重者常伴有局部的輪齒變形，甚至影響正常嚙合。外界硬質異物或從輪齒上掉下的金屬碎片進入嚙合面是造成壓痕的直接原因。有時可能是極壓油在傳動系統內高效加熱器碳化的結果。
檢修設備時應特別注意防止硬質異物掉進齒輪傳動裝置中。徹底清洗傳動系統，檢查加熱器表面是否潔凈，必要時降低其表面溫度。 齒體塑變
輪齒齒體或其部分因嚴重塑性流動而引起的輪齒變形，稱為齒體塑變。輪齒呈現歪扭，齒形劇變。硬齒面輪齒發生塑性變形時還常伴有變色現象。通常由于潤滑失常而造成的劇烈溫升，使齒輪材料的屈服強度降低所引起的齒體塑性變形，稱為熱塑變形。強度較低的塑性材料，在過大載荷作用下產生的齒體塑性變形，稱為冷塑變形。
對于循環潤滑的齒輪裝置，應消除中斷供電的原因。設置報警裝置，一旦供油中斷，齒輪傳動裝置就能快速停車。對于油池潤滑的齒輪裝置，應注意油面位置。提高潤滑油的粘度，有時也可獲得一定效果。對冷塑變的齒輪，主要是提高齒輪材料的屈服極限。
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