齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

時(shí)間：2025-09-17 作者：來(lái)源：瀏覽：分類：

一般地說(shuō)，齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒的失效，這里只簡(jiǎn)單介紹常見(jiàn)的五種輪齒失效形式

失效形式

GB/T3481-1997齒輪輪齒磨損和損傷術(shù)語(yǔ)

硬齒面齒輪：齒輪工作面硬度>350HBS或38HRC

軟齒面齒輪：齒輪工作面硬度≤350HBS或38HRC

一般地說(shuō)，齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒的失效，這里只簡(jiǎn)單介紹常見(jiàn)的五種輪齒失效形式

輪齒折斷

折斷情況：

正常工況下，齒根的循環(huán)彎曲應(yīng)力超過(guò)其疲勞極限時(shí)，將在齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋逐步擴(kuò)展致使輪齒疲勞折斷

突加載荷作用下過(guò)載折斷

嚴(yán)重磨損導(dǎo)致齒厚過(guò)分減薄，也會(huì)在名義載荷作用下發(fā)生折斷

折斷擴(kuò)展方式：

齒寬較小的直齒圓柱齒輪——整齒折斷（從齒根沿著橫向擴(kuò)展）

齒寬較大的直齒圓柱齒輪——局部折斷（從齒根斜向齒頂?shù)姆较驍U(kuò)展）

斜齒圓柱齒輪、人字齒圓柱齒輪——局部折斷（從齒根斜向齒頂?shù)姆较驍U(kuò)展）

措施：

采用正變位齒輪，增加齒根的強(qiáng)度

使齒根過(guò)渡曲線變化更為平緩及消除加工刀痕，減小齒根應(yīng)力集中

增大軸及支承的剛性，使輪齒接觸線上的受載較為均勻

采用合適的熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性

采用噴丸、滾壓等工藝措施對(duì)齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理

齒面磨損

開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式之一

磨損引起齒廓變形和齒厚減薄，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，甚至因輪齒過(guò)薄而斷裂

措施：

采用閉式齒輪傳動(dòng)

提高齒面硬度

降低齒面粗糙度值

注意保持潤(rùn)滑油清潔

齒面點(diǎn)蝕

疲勞點(diǎn)蝕：

齒輪工作時(shí)，在循環(huán)應(yīng)力、齒面摩擦力及潤(rùn)滑劑的反復(fù)作用下，在齒面或其表層內(nèi)會(huì)產(chǎn)生微小的裂紋。這些裂紋繼續(xù)擴(kuò)展，相互連接，形成小片并脫落，在齒面上出現(xiàn)細(xì)碎的凹坑或麻點(diǎn)，從而造成齒面損傷，稱為疲勞點(diǎn)蝕。潤(rùn)滑油是接觸疲勞磨損的媒介

收斂性點(diǎn)蝕：新齒輪在短期工作后出現(xiàn)的點(diǎn)蝕痕跡，繼續(xù)工作不再發(fā)展或反而消失。只發(fā)生在軟齒面上

擴(kuò)展性點(diǎn)蝕：隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)而繼續(xù)擴(kuò)展的點(diǎn)蝕

點(diǎn)蝕往往首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上，然后再向其他部位擴(kuò)展，靠近節(jié)線處的齒根面抵抗點(diǎn)蝕破壞的能力最弱

措施：

提高齒輪材料的硬度

降低表面粗糙度值

加注（合理限度內(nèi)）高黏度的潤(rùn)滑油

減小動(dòng)載荷

齒面膠合

由于齒面間未能有效地形成潤(rùn)滑油膜，導(dǎo)致齒面金屬直接接觸，并在隨后的相對(duì)滑動(dòng)中，相互粘連的金屬沿著相對(duì)滑動(dòng)方向相互撕扯而出現(xiàn)一條條劃痕

齒面膠合會(huì)引起振動(dòng)和噪聲，導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)性能下降，甚至失效

齒面熱膠合：因摩擦導(dǎo)致局部溫度上升、油膜破裂，造成齒面金屬直接接觸并相互黏著（高速重載齒輪）