齒輪的失效形式有哪些,產(chǎn)生問(wèn)題的原因是什么,以及可以采取什么措施、解決方法處理等等,很多人可能并不是很清楚,下面峰茂廠家為你一一解答。
一、齒面疲勞點(diǎn)蝕失效形式:
齒面疲勞點(diǎn)蝕:由于齒面接觸應(yīng)力是按脈動(dòng)循環(huán)變化的(其工作表面上任一點(diǎn)產(chǎn)生的接觸應(yīng)力系由增加到一最大值),應(yīng)力經(jīng)多次反復(fù)后,輪齒表層下一定深度產(chǎn)生裂紋,裂紋逐漸發(fā)展擴(kuò)導(dǎo)致輪齒表面出現(xiàn)疲勞裂紋,疲勞裂紋擴(kuò)展的結(jié)果是使齒面金屬脫落而形成麻點(diǎn)狀凹坑。
點(diǎn)蝕是潤(rùn)滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式,在開(kāi)式傳動(dòng)中,由于磨粒磨損比點(diǎn)蝕發(fā)展得快,因此不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕。
產(chǎn)生的原因:
發(fā)生點(diǎn)蝕后,齒廓形狀遭破壞,傳動(dòng)的平穩(wěn)性受影響并產(chǎn)生動(dòng)與噪聲,以至于齒輪不能正常工作而使傳動(dòng)失效。實(shí)踐表明,疲勞點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在齒面節(jié)線附近的齒根部分,這是因?yàn)楣?jié)線附近齒面相對(duì)滑動(dòng)速度小,油膜不宜形成,摩擦力較大,且節(jié)線處同時(shí)參與嚙合的輪齒對(duì)數(shù)少,接觸應(yīng)力大。
解決方法措施:
1、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算。
2、提髙齒面硬度和降低齒面粗糙度。
3、減小動(dòng)載荷。
4、潤(rùn)滑油黏度越低,越易滲入裂紋,點(diǎn)蝕擴(kuò)展越快,因此需合理選用潤(rùn)滑油粘度,采用黏度較高的潤(rùn)滑油。
5、采用正變位齒輪傳動(dòng),增大綜合曲率半徑。
二、齒面磨損失效形式:
產(chǎn)生的原因:
在齒輪傳動(dòng)中,隨著工作環(huán)境的不同,齒面間存在多種形式的磨損情況。當(dāng)齒面間落鐵屑、砂粒、非金屬物等磨粒性物質(zhì)或粗糙齒面的摩擦?xí)r,都會(huì)發(fā)生磨粒磨損。齒面磨損后引起齒廓變形,產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊和噪聲,磨損嚴(yán)重時(shí),由于齒厚過(guò)薄而可能發(fā)生輪齒折斷。
新的齒輪副,由于加工后表面具有一定的粗糙度,受載時(shí)實(shí)際上只有部分峰頂接觸。接觸處壓強(qiáng)很高,因而在開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)期間,磨損速度和磨損量都較大,磨損到一定程度后,摩擦面漸漸光潔,壓強(qiáng)減小、磨損速度緩和,這種磨損成為跑合。
人們有意的使新齒輪副在輕載下進(jìn)行跑合,為隨后的正常磨損創(chuàng)造條件。但應(yīng)注意,跑合結(jié)束后,必須清洗和更換潤(rùn)滑油。
磨粒磨損是開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。齒面磨損有磨粒磨損和跑合磨損兩種。
解決方法措施:
1、改善潤(rùn)滑條件、在潤(rùn)滑油中加入減摩添加劑、保持潤(rùn)滑油的清潔。
2、提高齒面硬度。
3、采用閉式傳動(dòng)代替開(kāi)式傳動(dòng)或加防護(hù)裝置等改善密封條件。
三、齒面塑性變形失效形式:
產(chǎn)生的原因:
當(dāng)輪齒材料較軟,載荷很大時(shí),輪齒在嚙合過(guò)程中齒面油膜被破壞,摩擦力増大,而塑性流動(dòng)方向和齒面所受摩擦力的方向一致,齒面表層的材料就會(huì)沿著摩擦力的方間產(chǎn)生塑性變形。
塑性變形屬于輪齒永久變形,是由于在過(guò)大的應(yīng)力作用下,輪齒材料處于屈服狀而產(chǎn)生的齒面或齒體塑性流動(dòng)所形成的。
主動(dòng)輪齒上所受摩擦力是背離節(jié)線分別朝向齒頂及齒根作用的,故產(chǎn)生塑性變形后,齒面沿節(jié)線處變成凹槽。從動(dòng)輪齒上所受的摩擦力方向則相反,塑性變形后,齒面沿節(jié)線處形成凸脊。
齒面塑性變形常發(fā)生在齒面材料較軟、低速重的傳動(dòng)中。常出現(xiàn)在低速重載、頻繁啟動(dòng)和過(guò)載傳動(dòng)中。
解決方法措施:
1、采用粘度高的潤(rùn)滑油。
2、適當(dāng)提高齒面硬度。
四、輪齒折斷失效形式:
產(chǎn)生的原因:
輪齒折斷有多種形式,在正常情況下,有以下兩種:
1、疲勞折斷:齒輪在工作過(guò)程中,齒根處產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大,再加上齒根過(guò)渡部分的截面突變及加工刀痕等引起的應(yīng)力集中作用,當(dāng)輪齒重復(fù)受載后,齒根處就會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋,并逐步擴(kuò)展,致使輪齒疲勞折斷輪齒。
斜齒輪和人字齒齒輪,由于接觸線傾斜,一般局部齒折斷。齒面較小的直齒輪常發(fā)生全齒折斷,齒面較大的直齒輪,因制造裝配誤差易產(chǎn)生載荷偏置一端,導(dǎo)致局部折斷。
2、過(guò)載折斷:因短時(shí)過(guò)載或仲擊載荷而產(chǎn)生的折斷。
過(guò)載折斷的斷口一般都在齒根部位。斷口比較平直,并且具有很粗糙的特征。
解決方法措施:
1、采用高強(qiáng)度鋼。
2、加大齒輪模數(shù)。
3、采用合適的熱處理方式增強(qiáng)輪齒齒芯的韌性。
4、增大齒根過(guò)度圓角半徑,消除齒根加工刀痕,齒根處強(qiáng)化處理。
5、采用正變位齒輪。
6、設(shè)計(jì)時(shí)滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。
五、齒面膠合失效形式:
產(chǎn)生的原因:
膠合:互相嚙合的輪齒齒面,在一定的溫度或壓力作用下,發(fā)生粘著,隨著齒面的相對(duì)運(yùn)動(dòng),粘焊金屬被撕脫后,齒面上沿滑動(dòng)方冋形成溝痕。
膠合發(fā)生在重載低速齒輪傳動(dòng)中,不易形成油膜,或由于局部偏載使油膜破壞,會(huì)造成冷膠合。齒面一旦出現(xiàn)膠合,不但齒面溫度升高,而且齒輪的振動(dòng)和噪音增大,導(dǎo)致失效。
發(fā)生在高速重載齒輪傳動(dòng)中,使嚙合點(diǎn)處瞬時(shí)溫度過(guò)高,潤(rùn)滑失效,致使相嚙合兩齒面金屬尖峰直接接觸并相互粘連在一起,造成熱膠合。
膠合是比較嚴(yán)重的黏著磨損,一般發(fā)生在齒面相對(duì)滑動(dòng)速度大的齒頂或齒根部位。
解決方法措施:
1、提高齒面硬度和降低齒面粗糙度。
2、減小模數(shù),降低齒高,降低滑動(dòng)系數(shù)。
3、材料相同時(shí),使大、小齒輪保持適當(dāng)硬度差。
4、釆用齒廓修形,提高傳動(dòng)平穩(wěn)性;采用抗膠合能力強(qiáng)的齒輪材料。
5、加入極壓添加劑的潤(rùn)滑油。
注:以上齒輪的5種失效形式、產(chǎn)生原因及解決方法措施相關(guān)說(shuō)明,僅供參考了解,如有更新恕不另行通知,不清楚的可向峰茂技術(shù)人員尋求幫助。