齿轮传动失效形式及其对策
第4期 山西焦煤科技 N o.4
2006年4月 Shanx i Coking Coal Science&Technolog y A pr.2006 ?问题探讨?
齿轮传动失效形式及其对策
孙兆森 李建胜
(西山煤电集团公司东曲矿)
摘 要 介绍了齿轮失效的5种基本形式及其原因,并针对失效原因提出解决的办法,对如何提高齿轮的寿命提出建议。
关键词 齿轮;失效;对策
齿轮的失效是齿轮破坏的主要形式。为了改善和提高齿轮的质量及使用寿命,必须深入研究齿轮的失效形式并认识齿轮失效的危害性。影响齿轮损害的因数很多,如选材、设计计算、毛坯加工工艺、以及安装调整,润滑和维护使用环节的某种失误均可导致齿轮失效。
以下讨论齿轮损伤的基本类型和特征,以及齿轮损伤同润滑的关系。
1 齿轮磨损的过程
齿轮磨损是指啮合过程中齿轮表面材料不断摩擦和消耗的过程。按磨损损伤机理可以将磨损划分为黏着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损等;而按磨损程度可以将磨损划分为轻微磨损、中等磨损和过度磨损。以磨粒磨损为例,磨粒主要源于两个方面,其一为外界进入磨粒,如沙石金属铁屑及外界其他物资等;其二为齿轮箱内部损伤而产生颗粒,氧化皮及其他金属或非金属物质。进入啮合区的磨粒在齿轮副啮合挤压作用下沿齿轮运动方向移动,因此磨痕走向平行于运动方向,整个齿轮磨损均匀,沿滑动方向磨痕呈重叠特征。后者导致的磨损相对较为缓和,但在长期运转过程中会严重降低齿轮精度,进而影响齿轮的正常运转。因此,为了减轻齿轮的磨粒磨损,应当尽可能采用闭式齿轮传动,并在经运转初期跑合后换油和清洗齿轮箱;同时应当优先采用循环系统供油,并配置良好的过滤和报警装置。对开式齿轮转动,应尽量设置防尘罩以防止磨粒进入,同时应尽可能选用硬度高,强度好的齿轮材料。避免齿轮磨粒磨损的传统方法是冲洗齿轮箱,并采用硬齿面和高黏度齿轮油。新近相关研究表明,采用具有优良极压抗磨性能的齿轮油可以有效地减轻齿轮的磨粒磨损。此外,腐蚀磨损即是导致齿轮失效的主要磨损形式,主要包括气蚀及特殊介质腐蚀磨损。腐蚀磨损以化学腐蚀为主,并伴随机械磨损,齿面形成均匀分布的腐蚀坑。通常,润滑剂中的活性成分,如酸和水等可同齿轮材料发生化学反应,从而导致齿面腐蚀;虽然极压添加剂的腐蚀作用是避免齿轮齿面胶合破坏的决定性因素,但在高温条件下,极压添加剂可分解成具有很强腐蚀作用的活性元素,从而导致金属齿面腐蚀。
影响齿轮腐蚀的因素众多,主要包括腐蚀介质的性质、温度、湿度、齿轮材料中合金元素的含量等。钢材中的Ni、Cr、W、Mo等能起到较好的抗腐蚀作用。Ni、Cr两种元素在特殊介质作用下可同齿面基体金属形成结合力较强的致密钝化膜,从而减轻磨损和腐蚀。为了控制和减轻齿轮的腐蚀磨损,应重点控制腐蚀介质,如腐蚀性强的添加剂的用量,同时应注意避免水、酸和其他有害物质对齿面的腐蚀作用。2 齿面疲劳剥落的基本形式
齿面疲劳可以划分为点蚀和剥落两种基本形式。在过大的当量接触剪应力作用下,表面层发生塑性变形,塑性变形逐渐积累,导致微观晶裂并形成原始裂纹,裂纹向齿面方向按疲劳裂纹扩展规律扩展,最后材料从齿面脱落或形成点蚀,这就是齿面疲劳。齿面产生点蚀的首要条件是存在微裂纹。裂纹可以
作者简介:孙兆森 男 1968年出生 1990年毕业于沈阳工业学院 工程师 古交 030200
因机械加工而产生于表面;也可以因材料组织不均匀(存在夹渣、气孔和硬质颗粒等)以及局部剪切应力过大而产生于表层或次表层。在齿轮运转过程中,裂纹在反复受载下不断扩展而导致点蚀,并可延伸到表面而引起脱落。与此同时,齿轮的传动特点也是诱发齿轮点蚀的主要原因。齿轮转动时,为了保持啮合的连续性,当一对齿轮的齿顶进入啮合状态时,另一对齿轮则逐渐退出啮合。一方面当轮齿靠近节线附近啮合时,由于同时啮合的齿对数少,因此当量最大剪应力出现在节线附近的齿面次表层处,即节线附近的接触强度最薄弱;另一方面,当轮齿在节线附近啮合时,相对滑动速度方向发生变化。在节线处,齿面滑动速度为零,润滑油流速低,不易形成油膜,因此在节线附近最容易发生点蚀。齿轮在运转过程中,在接触压力作用下产生的高压油波以极高的速度进入裂纹,对裂纹壁产生强大的流体冲击作用;因此提高润滑油的黏度可以减缓冲击并延缓裂纹的扩展;与此同时某一齿轮表面可以将另一齿轮表面的裂纹口封闭,从而使裂纹内的油压进一步升高并迫使裂纹向纵深扩展。此外,部分研究者认为,具有腐蚀性的极压添加剂可使刚刚产生的裂纹尖端立即受到腐蚀,从而堵死部分新生裂纹重新被压焊连通的路线,加速裂纹的扩展,以硫烯极压添加剂为例,其极压性能优异,可以保证齿轮在高温高负荷下不发生胶合,但其抗磨性能不佳,并具有相当强的腐蚀作用,因此在运转过程中可导致齿轮磨损加剧并降低齿轮的抗疲劳能力。相反,采用兼具优良极压,抗磨及减磨性能抗磨添加剂可以更有效地改善齿轮润滑状态,从而显著提高齿轮的疲劳寿命。事实上,齿面点蚀并不会无限期发展,可以将齿面点蚀划分早期点蚀和扩展性点蚀,在齿轮运转初期,由于接触条件不佳,齿面接触应力较大甚至超过许用接触应力,初期润滑条件不佳,齿轮表面容易发生早期点蚀,随着运转的进行,表面接触条件改善接触应力降低,多数早期点蚀可以自愈,如果随着齿的运转其表面接触条件得不到改善,则早期点蚀将发展成破坏性点蚀。因此,应该加强齿轮的跑合,通过跑合可以降低齿面接触应力,降低粗糙度,提高齿轮寿命。
3 齿面胶合
胶合是互相啮合的齿面发生的严重黏着磨损损伤。齿面在一定压力作用下发生直接接触,导致表面膜破坏和齿面黏着;随着齿面的相对运动,部分黏着的金属被撕裂,这就是齿轮胶合。根据表面破坏程度不同和一定工作条件下两啮合齿面金属黏着机理不同,可以将齿轮胶合划分为轻微胶合、中等胶合及破坏性胶合。胶合导致齿面磨损加剧,功率损耗增大,传动不平稳,且在远离节线处胶合更加严重。一般高速传动,特别是在高速重载或较高的滑动速度条件下,两齿面实际接触区的金属易因熔焊而黏着,黏着的金属随齿面相对运动而撕落。这实际上可以是视作齿面在瞬时高温下产生的黏着磨损。而在一般低速重载的齿轮传动中,在极高的局部压力作用下两啮合齿面间的表面膜被破坏,金属发生直接接触,虽然此时表面微突通过塑性变形而使接触应力有所降低,但接触应力仍高于齿轮材料的塑变应力,从而导致两齿面发生黏着并随齿面相对运动而沿滑动方向撕伤。此外,局部负荷严重集中也容易造成胶合。通过提高齿轮制造精度,优化齿轮参数。进行修形处理,选择抗胶合性能良好的材料,降低齿面粗糙度,进行跑合等可以有效地提高齿面的抗胶合能力。目前,采用新型润滑油添加剂完全可以避免普通齿轮在各种工况下的胶合,而适当高温往往有利于发挥极压抗磨添加剂的作用,这是因为啮合区局部的适当高温有利于促进剂极压抗磨添加剂在接触表面发生摩擦化学反应并形成表面保护膜。超级齿轮油的烧结负荷高达8000N以上,完全可以避免齿面胶合。
4 齿轮折断的过程
齿轮折断按机理可分为疲劳折断、过载折断,有时还分成随机折断等3种。过载折断指因意外严重过载而引起的断齿,大多由于齿轮的应力超过其极限应力所致。其影响因素往往较为特殊,如传动系统中轴衬失效引起轴偏斜,造成齿轮局部偏载,使冲击负荷过大,异物进入啮合;加工精度不高,过度磨损和严重点蚀等齿面损伤也会导致齿面局部过载与动载。为了控制过载折断,应该选用高性能材料、提高齿轮的弯曲强度,并采用齿轮箱避免异物进入;对于因过度磨损而发生的轮齿局部过载折断,应从防止磨损入手,解决磨损问题。疲劳折断指起源于最大过应力区的疲劳裂纹不断扩展的断齿,(下转第27页)
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2006年第4期孙兆森等:齿轮传动失效形式及其对策
撑,将无法适应经济市场化、知识化和全球化的要求。因此,我们应当强化人才意识,比以往更加重视培养人才,并积极发挥人才的作用,以缓解人才紧缺之急,从而提高企业的国际竞争力。我们应重视以人为本的人力资源管理,企业人力资源的管理决不仅仅是简单地加强对人员的培训,而是要致力于开发和完善独特的人才培养机制,实施终身学习、不断成
长的激励机制,要着力于塑造吸引人才、留住人才的企业文化氛围,造就能令人心情舒畅、有助于激发和释放创新能力的宽松环境,增强员工对企业的归属感、使命感和成就感,努力塑造团队合作精神,建立起企业与员工之间的命运共同体。
收稿日期 2006-02-23
Think on Enterprise Human Resources Management
Wang Shongyi
Abstract Expounds the difference betw een hum an resour ces manag em ent and traditional personnel management and the necessity of hum an reso urces m anagement .Analy zes influence o f technolog ical devel-opm ent on human resources management .Puts forw ard some sug gestions on reducing personnel to add benefit,personality -unity manag em ent and happy w ork.
Key words Enterpr ise ;Hum an resources ;M anagement ;Innovation
(上接第7页)
是常见的断齿形式。疲劳裂纹的起源区一般是齿轮疲劳折断的发源地,该发源地为齿轮受载最重且齿轮局部或齿轮内部存在损伤之处。齿轮疲劳裂纹的扩展随材料、应力幅、环境条件的不同而不同。在裂纹扩展早期,裂纹沿剪切力最大的方向扩展,即滑移面同正应力大致成45°角;随着裂纹逐渐向内部扩展,裂纹方向逐渐改变,并在正应力作用下沿正应力垂直方向扩展,随后从母体脱落。齿轮疲劳折断同其承受的负荷,齿轮材质、组织、成分、环境以及力学性能和制造工艺等因素密切相关。轮齿发生疲劳折断的根本原因在于轮齿在过高的交变应力作用下从危险萌生裂纹并不断扩展,从而使轮齿剩余截面上应
力超过其极限应力,发生折断。因此防止疲劳折断的实质和关键在于防止齿轮的疲劳破坏。5 齿面塑性变形
当齿面的工作应力超过材料的屈服极限时,齿面产生塑性流动,从而引发齿面塑性变形。可以将齿面塑性变形划分为塑变、鳞变、起脊、压痕、齿体塑变等类型。齿面塑性变形主要是由于材料工作应力超过其屈服极限所致,并同齿面润滑条件有关。因此,通过提高齿面硬度和改善润滑条件可以避免或减轻齿面塑性变形。
收稿日期 2006-02-21
Forms and Countermeasures in Frustration of Gear Transmission
Sun Zhaosen Li Jiansheng
Abstract This text intro duces five kinds of basic forms of gear fr ustration and each reason of gear fr ustration ,puts for ward methods to solve problems to lay stress on according to frustrate r easo n ,g ives sugg estion on how to raise the g ear life span.
Key words Gear ;Frustration ;Co unter measures
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27?2006年第4期王松义:关于企业人力资源管理的思考
齿轮传动习题3答案
第15章齿轮传动(第三次作业) 1.齿轮传动的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合和齿面磨损等。 2. Y fs是复合齿形系数，其值只与齿形有关，与模数无关。 3.在齿轮传动中，主动轮所受的切向力（圆周力）与其转向相反，而从动轮所受的切向力（圆周力）与其转向相同。 4.齿轮的结构型式有：齿轮轴，实心式，腹板式，轮辐式等。一般小齿轮的宽度与大齿轮相比要宽5mm左右，原因是保证齿轮在全齿宽啮合。 5.在强度计算时，齿宽系数是大齿轮的齿宽与小齿轮的分度圆直径之比，且按大齿轮的齿宽计算。 6.在齿轮传动中，大小齿轮互相对应的齿面点的接触应力是相等的，大小齿轮的齿根最大弯曲应力是不等的。 是指作用在小齿轮上的转矩。 7. 齿轮传动强度计算公式中的转矩T 1 8.模数m、齿数z与分度圆直径三者的关系式为d＝ mz 。当d一定时，模数m越大，齿数z就越少，轮齿就越大，因此轮齿的抗弯承载能力也越高。 9.对于齿面硬度≤350HBS的齿轮传动，当采用同样钢材来制造时，一般为 C 处理。 A.小齿轮淬火，大齿轮调质 B.小齿轮淬火，大齿轮正火 C.小齿轮调质，大齿轮正火 D.小齿轮正火，大齿轮调质 10. 对于齿面硬度≤350HBS的闭式齿轮传动，设计时一般 A 。 A.先按接触疲劳强度计算 B.先按弯曲疲劳强度计算 C.先按磨损条件计算 D.先按胶合条件计算 11. 齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀损坏，通常首先发生在 D 。 A.靠近齿顶处 B.靠近齿根处 C.靠近节线的齿顶部分 D.靠近节线的齿根部分 12. 开式齿轮传动主要失效形式是 C 。 A.轮齿折断 B.齿面点蚀 C.齿面磨损 D.齿面胶合 13.当齿轮的齿面硬度>350HBS且齿心强度较低时，常按 A 进行设计。 A.齿根弯曲疲劳强度 B.齿面接触疲劳强度 C.齿面接触静强度 D.齿根弯曲静强度 14. 圆柱齿轮传动中，当齿轮材料、齿宽和齿数相同时， A 越大，弯曲强度越高。 A.模数 B.材料弹性模量 C.齿高 D.弯曲疲劳次数 15. 若齿轮传动的传动比、中心距及齿宽不变，增加两轮的齿数和，则轮齿弯曲强度 C ，接触强度 B 。 A.提高 B.不变 C.降低 D.先提高后降低，有一极大值 16. 以下哪种做法不能提高轮齿接触承载能力 A 。
(完整版)齿轮传动习题(含答案)
齿轮传动 一、选择题 7-1．对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-2．一般开式齿轮传动的主要失效形式是________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-3．高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-4．齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在________。 A ．靠近齿顶处 B ．靠近齿根处 C ．节线附近的齿顶一侧 D ．节线附近的齿根一侧 7-5．一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用________的齿轮代替。 A ．40Cr 调质 B ．适当增大模数m C ．45钢齿面高频淬火 D ．铸钢ZG310-570 7-6．设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使________。 A ．大、小齿轮的硬度相等 B ．小齿轮硬度高于大齿轮硬度 C ．大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D ．小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面 7-7．一对齿轮传动，小轮材为40Cr ；大轮材料为45钢，则它们的接触应力________。 A ．1H σ=2H σ B. 1H σ＜2H σ C ．1H σ＞2H σ D ．1H σ≤2H σ 7-8．其他条件不变，将齿轮传动的载荷增为原来的4倍，其齿面接触应力________。 A ．不变 B ．增为原应力的2倍 C ．增为原应力的4倍 D ．增为原应力的16倍 7-9．一对标准直齿圆柱齿轮，z l = 21，z 2 = 63，则这对齿轮的弯曲应力________。 A. 1F σ＞2F σ B. 1F σ＜2F σ C. 1F σ =2F σ D. 1F σ≤2F σ 7-10．对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般________。 A ．先按接触强度设计，再校核弯曲强度 B ．只需按接触强度设计 C ．先按弯曲强度设计，再校核接触强度 D ．只需按弯曲强度设计。 7-7．设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择小齿轮齿数z 1的原则是________。
常见齿轮失效形式
FAILURE PROBABILITY OF GEAR TEETH WEAR Milosav Ognjanovic University of Belgrade Faculty of Mechanical Engineering ABSTRACT In extreme gear service conditions some of the tooth damages such as pitting are not the main type of teeth flank failure any more. The hypothesis concerning infinite fatigue endurance of teeth flanks is without support now. Abrasive wear and squeeze at local points of contact eliminate and/or stop pitting from developing. Three types of surface damages (abrasive wear, squeezing and pitting) occur simultaneously and contribute to each other. In that way, teeth flank failure accelerates and gets more intensive and progressive. Infinite flank endurance does not exist. Besides this, the process of simultaneous (progressive) teeth flank damage is stochastic. Statistical approach to failure intensity evaluation is the only possibility. For certain wear limits of teeth flanks, experimental results are presented by statistical parameters. Those statistical models and statistical parameters are suitable for the development of reliability models of gear and gear drives. Introduction Intensive research in the area of the gear damage resistance is resulted with standard DIN 3990 part 5. This standard defines gear testing procedure and endurance limits for different kinds of materials and gear heat and mechanical treatments. Research in this direction is continued [1], [4], but many questions in that very complex area are still without answer. Gear calculation according to the mentioned standard is based on teeth pitting resistance. Fatigue of surface layer (pitting) is the most suitable for the load capacity calculation. In the service conditions and in the testing using FZG gear tester (DIN 51 354), it is not possible to extract fatigue (pitting) damages separately from the others surface damages (sliding wear, surface squeezing, etc.). Besides this, the processes like sliding wear (scoring and scuffing) and surface squeezing obstruct a pitting process. In these conditions, the gear teeth failure process can be slowed down (weakened) or accelerated. For this interaction, it is necessary to research and separately test a pitting process, for example, by using the ZF roller test rig [5] or perform especially those tests which can extract separate (not mixed) types of teeth failure [6]. Detailed research of teeth sliding wear is presented in the paper [2]. The wear depth of the teeth flanks is calculated by using a developed mathematical model. Complex teeth surface failure is not possible to be defined in a deterministic way. Interaction of individual damage processes is not the same for different stress levels, for different materials, heat and mechanical treatment or lubrication. This interaction is stochastic and can be presented by statistical models and parameters. In this paper, a suggestion in that sense is presented. It is not possible to define complex teeth surface failure in a deterministic way. Types of Teeth Wear and Wear Components Separation The gear load capacity is limited by different kinds of teeth flanks wear: pitting, abrasive and adhesive wear (scoring and scuffing) and squeezing. These flank damages are parallel or complementary. For pitting development, it is necessary to start the crack and grow it up along with increrased high stress cycles number. In the meantime, by sliding or squeezing it is possible to eliminate cracks in the very initial period and slow down the pitting process (especially micro pitting). Each of the mentioned damages can be disturbed or supported by some of the others. Pitting is the damage which corresponds to the gears with surface hardened teeth, at surface stress close to surface endurance limit. Sliding wear (scoring) is characteristic for the gears with non-hardened teeth and with high surface stress. The process of sliding wear is not limited by surface endurance limit. There is no stress level which cannot make surface damage along unlimited stress cycles number (teeth mesh revolution). Scuffing is damage characteristic for highly loaded gears with a very high speed of rotation. Squeezing of gear teeth flanks can arise with not hardened materials caused by a very high flank stress level, especially at a low speed of rotation. More details for each of the mentioned types of teeth flank wear are as follows. The mentioned types of teeth flank wear will be considered in detail.
齿轮的失效形式有哪些
齿轮的失效形式有哪些 1. 齿轮的失效形式有哪些, a齿面点蚀 b齿面磨损c齿面折断d齿面胶合e塑形变型 2. 齿面胶合的失效机理如何,避免齿面胶合的措施有哪些, 齿面胶合是由于齿面未能有效地形成润滑油膜，导致齿面金属直接接触，并在随后的相对滑动中，相互粘连的金属沿着相对滑动方向相互撕扯而出现一条条划痕。措施:采用正变位齿轮，减小模数，降低齿高以减小滑动速度，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，采用抗胶合能力强的齿轮材料，在润滑油中加入抗胶合能力强的极压添加剂等 3. 齿面点蚀的机理如何, 齿轮工作时，在循环接触应力，齿面摩擦力及润滑的反复作用下，在齿面或其他表层内会产生微小的裂纹。这些微裂纹继续扩展，相互连接，形成小片并脱落，在齿面上出现细碎的凹坑或麻点，从而造成痴齿面损伤，称为疲劳点蚀。 4. 减小齿面磨损的措施有哪些, 采用闭式齿轮传动，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，注意保持润滑油清洁等。 5. 如何提高齿轮的抗折断能力, a采用正变位齿轮，增大齿根的强度 b使齿根过渡曲线更为平缓及消除加工刀痕,减小齿根应力集中 c增大轴及支承的刚件，使齿轮接触线的受载较为均匀 d采用合适的热处理方法，使齿芯材料具有足够的韧性 e采用喷丸，滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。 6. 齿轮常用的材料及热处理方法有哪些, 锻钢，铸铁，非金属材料。调制，淬火，渗碳，渗氮 7. 软齿面闭式齿轮传动的设计模式如何, 通常保证接齿面触疲劳强度为主。
8硬齿面闭式齿轮传动的设计模式如何, 通常保证齿根弯曲疲劳强度为主。 9.开式齿轮传动的设计模式如何, 根据保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则进行计算 10.对齿轮性能的基本要求是什么, 齿面要硬，齿芯要韧 11.为了降低载荷沿接触线分布不均匀得程度，可以用怎么样的办法, 可以采用增大轴，轴承及支座的刚度，对称地配置轴承，以及适当地 限制齿轮的宽度，同时应尽可能避免齿轮作悬臂布置。 12.斜齿轮的螺旋角通常取多少, 8?-20? 13.人字齿的螺旋角一般是多少, 15?-40 蜗杆 1. 蜗杆传动的优缺点, 优点:传动比大，结构紧凑，传动平稳，噪声小。 缺点:传动效率低，蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。 2. 蜗杆传动的正确啮合条件如何, 蜗杆的轴面模数，压力角应与蜗轮的端面模数，压力角相等。 3. 闭式蜗杆为什么要进行热平衡计算,有哪些措施, 蜗杆的传动效率低，所以工作时发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以，必须根据单位时间内的发热量等于同时间内的散热量进行热平衡计算，以保证油温稳定地处于规定的范围内。加散热片以增大散热面积，在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通。在传动箱内装循环冷却管路。文案编辑词条
第六章齿轮传动_题目及答案
第六章 齿轮传动 一、简答题： （1） 齿轮传动的失效形式有哪几种？闭式软齿面齿轮传动一般针对哪种失效 形式进行计算？ （2） 齿轮传动中，载荷分布不均匀系数βK 与哪些因素有关？如减小βK 值可 采取哪些措施？ （3） 设计软齿面齿轮传动，为什么要使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高 一些？ （4） 为什么斜齿圆柱齿轮传动的承载能力要比直齿圆柱齿轮传动的承载能力 高？ （5） 在软齿面闭式圆柱齿轮传动设计中，若齿数比u 、中心距a 、齿宽b 及许 用应力不变，减小模数m ，并相应增加齿数，则对齿面接触强度、齿根弯曲强度、传动的平稳性和齿轮加工等各有何影响？ （6） 齿轮传动中的内部附加动载荷产生的主要原因是什么？为减小内部附加 动载荷可采取哪些措施？ （7） 一对标准直齿圆柱齿轮传动，传动比为2，问： a 哪一个齿轮的齿根弯曲应力大，为什么？ b 若大、小齿轮的材料、热处理硬度均相同，小齿轮的应力循环次数06110N N <=，则它们的许用弯曲应力是否相等，为什么？ （8） 与带传动、链传动比较，齿轮传动有哪些主要优、缺点？ （9） 载荷系数K 由哪几部分组成？各考虑什么因素的影响？ （10）一对直齿圆柱齿轮的齿面接触应力的大小与齿轮的哪几个几何参数有 关？在哪一点啮合的接触应力最大？通常接触强度计算时算的是哪一点的接触应力？为什么？ （11）为什么把Fa Y 叫做齿形系数？有哪些参数影响它的数值？为什么与模数 m 无关？ （12）设计齿轮传动中的下列参数：斜齿圆柱齿轮的法向模数与端面模数、圆 锥齿轮的大端模数与平均模数、齿数与当量齿数、螺旋角、分度圆直径、
齿顶圆直径与齿根直径、齿宽、中心距，哪些应取标准值；哪些应圆整；哪些既没有标准值，也不应圆整，而应算得很准确？哪些应在装配图和零件图上标注，哪些可以不标注？哪几个尺寸有公差？ 二、填空题： （1） 齿轮传动时，如大、小齿轮的材料不同，则大、小齿轮的齿面接触应力 1H σ 2H σ，齿根弯曲应力1F σ 2F σ，许用接触应力1H σ 2H σ，许用弯曲应力1F σ 2F σ。 （2） 在圆柱齿轮传动中，齿轮直径不变而减小模数m ，对齿轮的弯曲强度、 接触强度及传动的工作平稳性的影响分别为 、 、 。 （3） 闭式齿轮传动中，当齿轮的齿面硬度350
齿轮失效常见的几种形式及预防措施
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/7812724900.html, 齿轮失效常见的几种形式及预防措施 作者：邓德飞郭恺何通 来源：《中国科技博览》2016年第01期 [摘要]齿轮是现代机械传动中的重要组成部分，在各种机械设备中应用极为广泛。据统计，在各种机械故障中，齿轮失效引起的约占10.3%，下面就齿轮常见失效形式、相应的防止或延缓失效措施作一介绍。 [关键词]齿轮机械形式措施 中图分类号：TU324.9 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）01-0049-01 1、齿轮失效形式 齿轮的类型很多，用途各异，在实际生产应用过程中，齿轮的失效形式也是各种各样的。 齿轮失效一般发生在齿面，很少发生在其他部位。按照齿轮在工作中发生故障的原因，可分析出齿轮常见失效形式有轮齿折断、齿面胶合、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、塑性变形等等。 1.1 轮齿折断 轮齿折断是危险性很大的一种最终失效形式，根据形成的不同原因可分为过载折断、疲劳折断和随机折断。 1.1.1 过载折断 齿面受到过大冲击载荷时，致使轮齿应力超过其极限应力，发生过载断裂。一般为短期过载。轮齿发生过载折断时，其断面有呈放射状或人字级花样的放射区，放射方向与裂纹扩展方向大致平行，放射中心即为断裂源，断口现壳纹疲劳线。铸铁齿轮易发生过载断裂。 1.1.2 疲劳断裂 在循环载荷作用下，齿根处弯曲应力最大且应力集中，当超过疲劳极限时，齿根圆角处易产生疲劳裂纹。随着工作时间和循环次数的增加，多次重复作用，裂纹逐渐扩展加深，最终导致轮齿疲劳断裂。导致轮齿发生疲劳折断的因素很多，如：齿轮材料不当、加工精度低、齿根过渡圆角小、设计时对实际载荷估计不足等等。 1.1.3 随机折断
齿轮传动失效形式及其对策
第4期 山西焦煤科技 N o.4 2006年4月 Shanx i Coking Coal Science&Technolog y A pr.2006 ?问题探讨? 齿轮传动失效形式及其对策 孙兆森 李建胜 (西山煤电集团公司东曲矿) 摘 要 介绍了齿轮失效的5种基本形式及其原因,并针对失效原因提出解决的办法,对如何提高齿轮的寿命提出建议。 关键词 齿轮;失效;对策 齿轮的失效是齿轮破坏的主要形式。为了改善和提高齿轮的质量及使用寿命,必须深入研究齿轮的失效形式并认识齿轮失效的危害性。影响齿轮损害的因数很多,如选材、设计计算、毛坯加工工艺、以及安装调整,润滑和维护使用环节的某种失误均可导致齿轮失效。 以下讨论齿轮损伤的基本类型和特征,以及齿轮损伤同润滑的关系。 1 齿轮磨损的过程 齿轮磨损是指啮合过程中齿轮表面材料不断摩擦和消耗的过程。按磨损损伤机理可以将磨损划分为黏着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损等;而按磨损程度可以将磨损划分为轻微磨损、中等磨损和过度磨损。以磨粒磨损为例,磨粒主要源于两个方面,其一为外界进入磨粒,如沙石金属铁屑及外界其他物资等;其二为齿轮箱内部损伤而产生颗粒,氧化皮及其他金属或非金属物质。进入啮合区的磨粒在齿轮副啮合挤压作用下沿齿轮运动方向移动,因此磨痕走向平行于运动方向,整个齿轮磨损均匀,沿滑动方向磨痕呈重叠特征。后者导致的磨损相对较为缓和,但在长期运转过程中会严重降低齿轮精度,进而影响齿轮的正常运转。因此,为了减轻齿轮的磨粒磨损,应当尽可能采用闭式齿轮传动,并在经运转初期跑合后换油和清洗齿轮箱;同时应当优先采用循环系统供油,并配置良好的过滤和报警装置。对开式齿轮转动,应尽量设置防尘罩以防止磨粒进入,同时应尽可能选用硬度高,强度好的齿轮材料。避免齿轮磨粒磨损的传统方法是冲洗齿轮箱,并采用硬齿面和高黏度齿轮油。新近相关研究表明,采用具有优良极压抗磨性能的齿轮油可以有效地减轻齿轮的磨粒磨损。此外,腐蚀磨损即是导致齿轮失效的主要磨损形式,主要包括气蚀及特殊介质腐蚀磨损。腐蚀磨损以化学腐蚀为主,并伴随机械磨损,齿面形成均匀分布的腐蚀坑。通常,润滑剂中的活性成分,如酸和水等可同齿轮材料发生化学反应,从而导致齿面腐蚀;虽然极压添加剂的腐蚀作用是避免齿轮齿面胶合破坏的决定性因素,但在高温条件下,极压添加剂可分解成具有很强腐蚀作用的活性元素,从而导致金属齿面腐蚀。 影响齿轮腐蚀的因素众多,主要包括腐蚀介质的性质、温度、湿度、齿轮材料中合金元素的含量等。钢材中的Ni、Cr、W、Mo等能起到较好的抗腐蚀作用。Ni、Cr两种元素在特殊介质作用下可同齿面基体金属形成结合力较强的致密钝化膜,从而减轻磨损和腐蚀。为了控制和减轻齿轮的腐蚀磨损,应重点控制腐蚀介质,如腐蚀性强的添加剂的用量,同时应注意避免水、酸和其他有害物质对齿面的腐蚀作用。2 齿面疲劳剥落的基本形式 齿面疲劳可以划分为点蚀和剥落两种基本形式。在过大的当量接触剪应力作用下,表面层发生塑性变形,塑性变形逐渐积累,导致微观晶裂并形成原始裂纹,裂纹向齿面方向按疲劳裂纹扩展规律扩展,最后材料从齿面脱落或形成点蚀,这就是齿面疲劳。齿面产生点蚀的首要条件是存在微裂纹。裂纹可以 作者简介:孙兆森 男 1968年出生 1990年毕业于沈阳工业学院 工程师 古交 030200
齿轮传动的失效形式及设计准则
齿轮传动的失效形式及设计准则 作者Liyue浏览692发布时间13/09/03（一）失效形式 齿轮传动就装置形式来说，有开式、半开式及闭式之分；就使用情况来说有低速、高速及轻载、重载之别；就齿轮材料的性能及热处理工艺的不同，轮齿有较脆（如经整体淬火、齿面硬度较高的钢齿轮或铸铁齿轮）或较韧（如经调质、常化的优质钢材及合金钢齿轮），齿面有较硬（轮齿工作面的硬度大于350HBS或38HRC，并称为硬齿面齿轮）或较软（轮齿工作面的硬度小于或等于350HBS或38HRC，并称为软齿面齿轮）的差别等。由于上述条件的不同，齿轮传动也就出现了不同的失效形式。一般地说，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，而轮齿的失效形式又是多种多样的，这里只就较为常见的轮齿折断和工作面磨损、点蚀,胶合及塑性变形等略作介绍，其余的轮齿失效形式请参看有关标准。至于齿轮的其它部分（如齿圈、轮辐、轮毂等），除了对齿轮的质量大小需加严格限制外，通常只需按经验设计，所定的尺寸对强度及刚度均较富裕，实践中也极少失效。 1.轮齿折断 轮齿折断有多种形式，在正常情况下，主要是齿根弯曲疲劳折断，因为在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断（见图1 图2 图3）。此外，在轮齿受到突然过载时，也可能出现过载折断或剪断；在轮齿受到严重磨损后齿厚过分减薄时，也会在正常载荷作用下发生折断。在斜齿圆柱齿轮（简称斜齿轮）传动中，轮齿工作面上的接触线为一斜线（参看），轮齿受载后，如有载荷集中时，就会发生局部折断。 图1
齿轮常见失效形式及其解决方法
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齿轮失效分析与解决方法 摘要通过对齿轮失效形式的分析，找出相应解决方法，提高机械传动齿轮质量,延长机械设备的使用寿命。分析研究失效形式有助于建立齿轮设计的准则，提出防止和减轻失效的措施。 关键词失效；轮齿折断；齿面点蚀；齿面胶合；齿面磨损；齿面塑性变形齿轮是现代机械中应用最广泛的重要基础零件之一。齿轮类型很多，有直齿轮、斜齿轮、人字齿等，齿面硬度有软齿面和硬齿面，齿轮转速有高有低，传动装置有开式装置和闭式装置，载荷有轻重之分，因此影响因素很多，所以实际应用中会出现各种不同的失效形式。齿轮的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形五种。 1 轮齿折断 轮齿折断有多种形式，在正常情况下，有以下两种：1）过载折断。因短时过载或冲击载荷而产生的折断。过载折断的断口一般都在齿根部位。断口比较平直，并且具有很粗糙的特征。 2）疲劳折断。齿轮在工作过程中，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断轮齿。齿面较小的直齿轮常发生全齿折断，齿面较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断；斜齿轮和人字齿齿轮，由于接触线倾斜，一般是局部齿折断。 为了提高齿轮的抗折断能力，除设计时满足强度条件外，还可采取下列措施：①采用高强度钢；②采用合适的热处理方式增强轮齿齿芯的韧性；③增大齿根过度圆角半径，消除齿根加工刀痕，齿根处强化处理；④加大齿轮模数； ⑤采用正变位齿轮。 为避免轮齿折断，设计时要进行轮齿弯曲疲劳强度计算和静弯曲强度计算。 齿面磨损有磨粒磨损和跑合磨损两种。 在齿轮传动中，随着工作环境的不同，齿面间存在多种形式的磨损情况。当齿面间落入铁屑、砂粒、非金属物等磨粒性物质或粗糙齿面的摩擦时，都会发生磨粒磨损。齿面磨损后，引起齿廓变形，产生振动、冲击和噪声，磨损严重时，由于齿厚过薄而可能发生轮齿折断。磨粒磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。 新的齿轮副，由于加工后表面具有一定的粗糙度，受载时实际上只有部分峰顶接触。接触处压强很高，因而在开始运转期间，磨损速度和磨损量都较大，磨损到一定程度后，摩擦面渐渐光洁，压强减小、磨损速度缓和，这种磨损成为跑合。人们有意的使新齿轮副在轻载下进行跑合，为随后的正常磨损创造条件。但应注意，跑合结束后，必须清洗和更换润滑油。
齿轮传动的失效形式及设计准则
齿轮传动设计准则及失效形式 齿轮传动设计准则 齿轮传动针对齿轮五种失效形式，应分别确立相应的设计准则。但是对于齿面磨损、塑性变形等，由于尚未建立起广为工程实际使用而且行之有效的计算方法及设计数据，所以目前设计齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。对于高速大功率的齿轮传动（如航空发动机主传动、汽轮发电机组传动等），还要按保证齿面抗胶合能力的准则进行计算。至于抵抗其它失效能力，目前虽然一般不进行计算，但应采取的措施，以增强轮齿抵抗这些失效的能力。 1、闭式齿轮传动 由实践得知，在闭式齿轮传动中，通常以保证齿面接触疲劳强度为主。但对于齿面硬度很高、齿芯强度又低的齿轮（如用20、20Cr钢经渗碳后淬火的齿轮）或材质较脆的齿轮，通常则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。如果两齿轮均为硬齿面且齿面硬度一样高时，则视具体情况而定。功率较大的传动，例如输入功率超过75kW的闭式齿轮传动，发热量大，易于导致润滑不良及轮齿胶合损伤等，为了控制温升，还应作散热能力计算。 2、开式齿轮传动齿轮传动开式（半开式）齿轮传动，按理应根据保 证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则进行计算，但如前所述，对齿面抗磨损能力的计算方法迄今尚不够完善，故对开式（半开式）齿轮传动，目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。为了延长开式（半开式）齿轮传动的寿命，可视具体需要而将所求得的模数适当增大。 前已述之，对于齿轮的轮圈、轮辐、轮毂等部位的尺寸，通常仅作结构设计，不进行强度计算。 关键 一、失效形式： 齿轮传动失效主要是轮齿失效。由于齿轮传动工作条件，工况、材料及热处理的差异有不同的失效形式。 1．轮齿折断：齿轮上的每一个轮齿就象一个悬臂梁。
齿轮的失效形式
齿轮的失效形式 齿轮传动是机械设备中最常见的传动方式，现代机械对齿轮传动的要求日益提高，即要求齿轮能在高速、重载、特殊介质等恶劣环境条件下工作，又要求齿轮装置具有较高的平稳性、高可靠性和结构紧凑等良好的工作性能，由此使得齿轮发生故障的因素越来越多，而齿轮异常又是诱发机器故障的重要因素。因此，齿轮故障诊断技术的应用研究是非常重要的。 齿轮由于制造、操作、维护以及齿轮材料、热处理、运行状态等因素不同，产生异常的形式也不同，齿轮常见的故障形式有如下几种： 1、齿的断裂 齿的断裂分疲劳断裂和过负荷断裂。疲劳断裂是齿轮重复受载后由于应力集中产生的。当齿轮副进入啮合状态时，最危险的瞬间是接触点位于齿轮的顶部，此时在齿根部产生的弯曲应力为最大，存在较严重的应力集中，当载荷超过设计值，或者齿轮在周期性交变载荷作用下，经过一定的载荷循环后，齿的根部有可能产生裂纹。齿轮继续工作，裂纹向根部纵深发展，当裂纹削弱的根部不能承受弯曲应力时，齿就发生断裂。 过负荷断裂是由于机械系统速度的急剧变化，轴系共振，轴承破损，轴的弯曲等原因，使齿轮产生不正常的一端接触，载荷集中到齿面的一端而引起的，其原因主要是由于装配不良，机器运转时存在其他故障问题。 齿的断裂是齿轮最严重的故障，常因此造成设备停机，或者引起机器其他零部件的故障。 2、齿的磨损 磨损是指金属的整个齿面上连续不断地损耗，从而在齿面上产生金属的研磨状。齿轮在啮合过程中，往往在轮齿接触表面上出现材料摩擦损伤的现象。如果磨损量不影响齿轮在其寿命内应具备的功能的磨损，我们称之为正常磨损，其特征是齿面光滑，没有宏观擦伤，各项公差在允许范围内。如果由于齿轮用材不当，或在接触面间存在硬质颗粒，以及润滑油供应不足或不清洁，往往以其齿轮的早期磨损，有微小的颗粒分离出来，接触表面发生尺寸变化，严重损失，并使齿形改变，齿厚边薄，甚至出现“刀片”状齿尖；啮合间隙增大；噪声增大；严重磨损的结果将导致齿轮失效。齿的磨损情况有下列几类： 1）粘着磨损 粘着磨损是油膜被破坏而发生齿面金属的直接接触形成的。产生粘着磨损的原因可能是齿轮工作在低速、重载、高温、润滑油黏度太低、供油不足和齿面粗糙等情况。
齿轮的失效形式有哪些
1.齿轮的失效形式有哪些 a齿面点蚀 b齿面磨损c齿面折断d齿面胶合e塑形变型 2.齿面胶合的失效机理如何避免齿面胶合的措施有哪些 齿面胶合是由于齿面未能有效地形成润滑油膜，导致齿面金属直接接触，并在随后的相对滑动中，相互粘连的金属沿着相对滑动方向相互撕扯而出现一条条划痕。措施：采用正变位齿轮，减小模数，降低齿高以减小滑动速度，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，采用抗胶合能力强的齿轮材料，在润滑油中加入抗胶合能力强的极压添加剂等3.齿面点蚀的机理如何 齿轮工作时，在循环接触应力，齿面摩擦力及润滑的反复作用下，在齿面或其他表层内会产生微小的裂纹。这些微裂纹继续扩展，相互连接，形成小片并脱落，在齿面上出现细碎的凹坑或麻点，从而造成痴齿面损伤，称为疲劳点蚀。 4.减小齿面磨损的措施有哪些 采用闭式齿轮传动，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，注意保持润滑油清洁等。 5.如何提高齿轮的抗折断能力 a采用正变位齿轮，增大齿根的强度 b使齿根过渡曲线更为平缓及消除加工刀痕,减小齿根应力集中 c增大轴及支承的刚件，使齿轮接触线的受载较为均匀 d采用合适的热处理方法，使齿芯材料具有足够的韧性 e采用喷丸，滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。
6.齿轮常用的材料及热处理方法有哪些 锻钢，铸铁，非金属材料。调制，淬火，渗碳，渗氮 7.软齿面闭式齿轮传动的设计模式如何 通常保证接齿面触疲劳强度为主。 8硬齿面闭式齿轮传动的设计模式如何 通常保证齿根弯曲疲劳强度为主。 9.开式齿轮传动的设计模式如何 根据保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则进行计算 10.对齿轮性能的基本要求是什么 齿面要硬，齿芯要韧 11.为了降低载荷沿接触线分布不均匀得程度，可以用怎么样的办法可以采用增大轴，轴承及支座的刚度，对称地配置轴承，以及适当地限制齿轮的宽度，同时应尽可能避免齿轮作悬臂布置。 12.斜齿轮的螺旋角通常取多少 8°-20° 13.人字齿的螺旋角一般是多少 15°-40 蜗杆 1.蜗杆传动的优缺点 优点：传动比大，结构紧凑，传动平稳，噪声小。 缺点：传动效率低，蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。
齿轮的失效形式有哪些
1.齿轮的失效形式有哪些？ a齿面点蚀b齿面磨损c齿面折断d齿面胶合e塑形变型 2.齿面胶合的失效机理如何？避免齿面胶合的措施有哪些？ 齿面胶合是由于齿面未能有效地形成润滑油膜，导致齿面金属直接接触，并在随后的相对滑动中，相互粘连的金属沿着相对滑动方向相互撕扯而出现一条条划痕。措施：采用正变位齿轮，减小模数，降低齿高以减小滑动速度，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，采用抗胶合能力强的齿轮材料，在润滑油中加入抗胶合能力强的极压添加剂等3.齿面点蚀的机理如何？ 齿轮工作时，在循环接触应力，齿面摩擦力及润滑的反复作用下，在齿面或其他表层内会产生微小的裂纹。这些微裂纹继续扩展，相互连接，形成小片并脱落，在齿面上出现细碎的凹坑或麻点，从而造成痴齿面损伤，称为疲劳点蚀。 4.减小齿面磨损的措施有哪些？ 采用闭式齿轮传动，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，注意保持润滑油清洁等。 5.如何提高齿轮的抗折断能力？ a采用正变位齿轮，增大齿根的强度 b使齿根过渡曲线更为平缓及消除加工刀痕,减小齿根应力集中 c增大轴及支承的刚件，使齿轮接触线的受载较为均匀 d采用合适的热处理方法，使齿芯材料具有足够的韧性 e采用喷丸，滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。
6.齿轮常用的材料及热处理方法有哪些？ 锻钢，铸铁，非金属材料。调制，淬火，渗碳，渗氮 7.软齿面闭式齿轮传动的设计模式如何？ 通常保证接齿面触疲劳强度为主。 8硬齿面闭式齿轮传动的设计模式如何？ 通常保证齿根弯曲疲劳强度为主。 9.开式齿轮传动的设计模式如何？ 根据保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则进行计算 10.对齿轮性能的基本要求是什么？ 齿面要硬，齿芯要韧 11.为了降低载荷沿接触线分布不均匀得程度，可以用怎么样的办法？ 可以采用增大轴，轴承及支座的刚度，对称地配置轴承，以及适当地限制齿轮的宽度，同时应尽可能避免齿轮作悬臂布置。 12.斜齿轮的螺旋角通常取多少？ 8°-20° 13.人字齿的螺旋角一般是多少？ 15°-40 蜗杆 1.蜗杆传动的优缺点？ 优点：传动比大，结构紧凑，传动平稳，噪声小。
齿轮基础题库和答案
叮叮小文库 1 习题与参考答案 、单项选择题（从给出的 A 、B 、C D 中选一个答案） 般开式齿轮传动的主要失效形式是 B. 齿面疲劳点蚀 A. 齿坯加工T 淬火T 磨齿T 滚齿 B. 齿坯加工T 淬火T 滚齿T 磨齿 C. 齿坯加工T 滚齿T 渗碳淬火T 磨齿 D. 齿坯加工T 滚齿T 磨齿T 淬火 A. (T H1 >b H2 B. T H1 VT H2 C. T H1 = T H2 D. T H1 W T H2 对于硬度w 350HBS 的闭式齿轮传动，设计时一般 A 。 A. 先按接触强度计算 B.先按弯曲强度计算 C.齿面磨损或轮齿疲劳折断 D.轮齿塑性变形 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是 A.齿面胶合 B.齿面疲劳点蚀 C.齿面磨损 D.轮齿疲劳折断 45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 A. 45 ?50 HRC C. 160 ?180 HBS B. 220 ?270 HBS D. 320 ?350 HBS 齿面硬度为56?62HRC 的合金钢齿轮的加工工艺过程为 齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是 A. 45 钢 B. ZG340-640 10 C. 20Cr D. 20CrM nTi 齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 A ?跑合阶段 C.剧烈磨损阶段 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 只需按接触强度设计 D.只需按弯曲强度设 A. B. C. B.稳定性磨损阶段 D.齿面磨料磨损阶段 一对标准直齿圆柱齿轮，若 Z 1=18 , Z 2=72，则这对齿轮的弯曲应力 A 。 C. T F1= T F2 D. T F1
齿轮常见失效形式及其解决方法
齿轮失效分析与解决方法 摘要通过对齿轮失效形式的分析，找出相应解决方法，提高机械传动齿轮质量,延长机械设备的使用寿命。分析研究失效形式有助于建立齿轮设计的准则，提出防止和减轻失效的措施。 关键词失效；轮齿折断；齿面点蚀；齿面胶合；齿面磨损；齿面塑性变形 齿轮是现代机械中应用最广泛的重要基础零件之一。齿轮类型很多，有直齿轮、斜齿轮、人字齿等，齿面硬度有软齿面和硬齿面，齿轮转速有高有低，传动装置有开式装置和闭式装置，载荷有轻重之分，因此影响因素很多，所以实际应用中会出现各种不同的失效形式。齿轮的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形五种。 1 轮齿折断 轮齿折断有多种形式，在正常情况下，有以下两种：1）过载折断。因短时过载或冲击载荷而产生的折断。过载折断的断口一般都在齿根部位。断口比较平直，并且具有很粗糙的特征。 2）疲劳折断。齿轮在工作过程中，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断轮齿。齿面较小的直齿轮常发生全齿折断，齿面较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断；斜齿轮和人字齿齿轮，由于接触线倾斜，一般是局部齿折断。 为了提高齿轮的抗折断能力，除设计时满足强度条件外，还可采取下列措施：①采用高强度钢；②采用合适的热处理方式增强轮齿齿芯的韧性；③增大齿根过度圆角半径，消除齿根加工刀痕，齿根处强化处理；④加大齿轮模数；⑤采用正变位齿轮。 为避免轮齿折断，设计时要进行轮齿弯曲疲劳强度计算和静弯曲强度计算。 齿面磨损有磨粒磨损和跑合磨损两种。 在齿轮传动中，随着工作环境的不同，齿面间存在多种形式的磨损情况。当齿面间落入铁屑、砂粒、非金属物等磨粒性物质或粗糙齿面的摩擦时，都会发生磨粒磨损。齿面磨损后，引起齿廓变形，产生振动、冲击和噪声，磨损严重时，由于齿厚过薄而可能发生轮齿折断。磨粒磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。 新的齿轮副，由于加工后表面具有一定的粗糙度，受载时实际上只有部分峰顶接触。接触处压强很高，因而在开始运转期间，磨损速度和磨损量都较大，磨损到一定程度后，摩擦面渐渐光洁，压强减小、磨损速度缓和，这种磨损成为跑合。人们有意的使新齿轮副在轻载下进行跑合，为随后的正常磨损创造条件。但应注意，跑合结束后，必须清洗和更换润滑油。 提高抗磨粒磨损能力的措施：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。 3 齿面点蚀 由于齿面接触应力是按脉动循环变化的（其工作表面上任一点产生的接触应力系由零增加到一最大值），应力经多次反复后，轮齿表层下一定深度产生裂纹，裂纹逐渐发展扩大导致轮齿表面出现疲劳裂纹，疲劳裂纹扩展的结果是使齿面金属脱落而形成麻点状凹坑，这种现象就称为齿面疲劳点蚀。发生点蚀后，齿廓形状遭破坏，传动的平稳性受影响并产生振动与噪声，以至于齿轮不能正常工作而使传动失效。实践表明，疲劳点蚀首先出现在齿面节线附近的齿根部分，这是因为节线附近齿面相对滑动速度小，油膜不宜形成，摩擦力较大，