齿轮传动的主要失效形式和防治措施

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齿轮传动的主要失效形式和防治措施

作者：庞永红

来源：《价值工程》2014年第17期

摘要：齿轮因制造误差，装配不良，润滑不良，超载，设计不佳等工作条件和应用范围

各不相同的原因，造成不同的失效形式，本文对此进行一一阐述，并就怎样防治齿轮失效提出预防措施。

Abstract： Different failure modes of gear are caused by work conditions and application scopes of manufacturing errors， adverse assembly， bad lubrication， overload， poor design. This article describes this one by one， and puts forward preventive measures for how to prevent gear failure.

关键词：齿轮；失效；防止措施

Key words： gear；failure；preventive measures

中图分类号：TH132.41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）17-0070-02

0 引言

齿轮传动主要依靠的就是主动轮轮齿的齿廓，推动从动轮轮齿的齿廓来实现的。由于齿轮的轮毂、齿圈、轮辐等部位的尺寸通常都是根据经验进行结构设计来确定的，它们的承载能力一般都较为充裕，极少发生失效。而齿轮传动的失效形式主要是指的齿轮的失效形式，而该形式是随着工作条件以及材料性能和热处理工艺的不同而变化的，在正常工作条件下，常见的失效形式有轮齿折断（疲劳折断、过载折断）和齿面损坏（点蚀、磨损、胶合、塑性变形等）。

1 轮齿折断

轮齿折断有过载折断和疲劳折断两种。前者主要是由于轮齿受短期过载或过大的冲击而产生，由脆性材料（铸铁、淬火钢）制成的齿轮，较易出现的齿轮突然过载折断；而后者则是由于齿轮承受多次重复弯矩作用，使齿轮根部产生变化的弯曲应力，随着应力循环次数的增加，弯曲应力超过材料的疲惫极限时，齿根圆角处会产生疲劳裂纹，当齿轮受拉力一侧的齿根圆角处，就会是裂纹扩展迅速，最终导致齿轮疲劳折断。

齿轮折断通常都是发生在齿轮的根部，这都是由于齿轮根部受力作用下，导致齿的根部弯曲应力且为疲劳变应力的时候，使得轮齿根部产生疲劳裂纹，甚至导致断裂。齿宽较小的直齿圆柱齿轮，齿根裂纹一般主要是从根部沿横向面逐步进行扩展的，最后全齿轮疲劳后就会产生折断，齿宽较大的直齿圆柱齿轮，一般都是因制造的误差使载荷集中在齿的一端，当裂纹扩展可能沿斜方向，最后发生齿的局部折断，斜齿圆柱齿轮和人字齿轮常常因接触线是倾斜的，其齿根裂纹从齿根斜向齿顶的方向扩展，最后发生齿的局部折断。