齿轮失效形式解析

齿轮的常见失效形式有哪些

一、失效类型: 1、轮齿失效:一般来说,轮齿失效是由于重复弯曲应力和应力集中而导致的疲劳失效,另一种是由于过载而发生的失效。

2、齿面配合:轮齿运转时,前啮合受到交变接触应力的反复作用,在靠近节线的齿面上出现数条细小的裂纹。
随着裂纹的扩展,小片金属被剥落,称为齿面点蚀。
如果齿面点蚀继续扩大,就会影响空心管传动的平稳性,产生振动和噪声,导致齿轮发生故障。
3、齿面磨损:轮齿啮合时,会发生相对滑移,特别是外部硬质颗粒进入啮合工作面之间时。
随着齿面逐渐磨损,齿面失去正确的齿形,严重时轮齿可能变得太薄而断裂。
为了减少磨损,关键齿轮传动装置必须关闭,并需要仔细润滑。
4、齿面粘连:在高速、高负荷的齿轮传动中,齿面间压力大,温度升高,润滑效果差。
如果瞬时温度过高,就会损坏两个齿面。
部分熔化导致金属粘合在一起。
当两个牙面相对移动时,粘合部位被撕裂,沿滑动方向在牙面上形成带状或大面积的疤痕。
低速和高负载变速器中可能会形成油膜。
摩擦热不大,但由于负荷高,可能会出现冷粘。
5、齿面塑性变形:对于硬度较低的软齿面齿轮,由于低速、高载荷时齿压过大,金属受到摩擦作用撞击时会产生塑性流动,失去原来的齿形。

增加齿面硬度和使用高粘度润滑剂有助于防止或减少齿面塑性变形。
2、设计标准: 1、对于封闭软表面(硬度≤350HBW)、润滑条件良好的齿轮传动,齿点腐蚀成为主要失效模式,一般设计齿接触疲劳强度。
然后校正齿根弯曲疲劳强度。
2、对于硬齿面闭合(硬度>350HBW)的齿轮传动,抗点蚀能力强,断齿概率高。
设计和计算通常基于根部弯曲疲劳强度。
,根据齿面接触确定疲劳强度。
3.在开式齿轮变速器中,主要的失效模式是齿面磨损。
但由于磨损机理复杂,尚无成熟的设计计算方法,只能根据齿根的弯曲疲劳强度进行计算,并可通过增加模数10来增加齿厚。
% 至 20%,以延长使用寿命(考虑磨损影响)。
扩展信息:齿轮传动故障可能由以下原因引起: 1、工作环境和润滑条件:由于工作条件限制,球磨机齿轮副传动的工作环境比较恶劣,空气中灰尘颗粒较多,较差。
密封条件。
在润滑方面,采用手动定期润滑,容易出现齿轮副注油不足、齿轮副密封不良、金属表面易因干摩擦而过度磨损等问题。
2、巧合:在变速器中,齿轮副单个齿的承载时间显着延长,这是齿轮快速磨损的重要原因。
随着配合程度的降低,齿轮的侧隙不可避免地增大,这样就容易使空气中的一些杂质、漂浮物和灰尘等进入齿轮副的啮合面之间,造成磨损。
3、齿接触疲劳强度:齿轮内存在应力集中。
当轮齿进入啮合状态时,在过大的等效接触剪应力的作用下,表层形成原始裂纹。
齿轮运转时,接触压力产生的高压油波能以极高的速度进入裂纹,对裂纹壁产生强烈的流体冲击,同时密封齿轮副表面。
当裂纹张开时,裂纹的水压力进一步增大,使裂纹向深度方向和齿面方向扩展,导致材料从齿面脱落,形成点蚀。
4、根部弯曲疲劳强度:齿轮运转一段时间后,小齿轮轴线与球磨机滚筒轴线可能会变得不平行,齿轮啮合会出现部分接触。
齿轮在齿宽上受力不均匀,齿轮轴容易断裂。
发生弯曲和扭转变形,导致材料结构不均匀,导致沿齿宽方向载荷分布不均匀,存在均匀的残留物、气孔和硬质颗粒。

齿轮传动中常见的失效形式有哪些

1.齿轮断齿。
当齿轮齿承受过载或疲劳载荷时,它们可能会破裂并最终断裂。
此类失效通常发生在齿根处,因为该区域承受最大的弯曲应力,并且在加工过程中可能包含应力集中点,例如过渡圆角和刀痕。
2、齿面点蚀:齿面点蚀是指齿面在接触应力作用下,局部润滑不足而引起的微观磨粒磨损。
这种磨损会在齿表面产生小凹坑,降低传动效率和齿轮寿命。
3、粘接齿面。
齿面的粘合发生在高速和重载荷的条件下。
齿面摩擦产生的高温导致润滑油膜破裂,金属直接接触出现粘连现象。
粘结会对齿面造成严重损伤,影响齿轮的正常运转。
4、齿面磨损。
随着时间的推移和反复的应力,齿面磨损,逐渐减小齿的高度和宽度,最终导致传动装置失准。
5、齿面塑性变形。
在恒定的重载荷作用下,齿面可能发生塑性变形,引起齿形畸变,影响齿轮的传动精度。
安装和使用齿轮时,应确保孔与轴准确对准,避免偏心或不对中。
另外,必须保证中心距和齿侧间隙的精度,防止侧隙不当引起齿轮问题。
如果间隙太小,齿轮可能会因热膨胀而卡住; 如果间隙太大,会引起振动和冲击,从而损坏齿面。