齿轮零件常见失效形式.docx

齿轮零件常见失效形式齿轮常见的失效形式有四种：齿面磨损、齿面疲劳、轮齿断裂、齿面 塑性变形。(1)齿面磨损齿轮传动中润滑不良、润滑油不洁等均可造成磨损或划痕。磨损可分 为磨粒磨损、划痕、腐蚀磨损和胶合等。磨粒磨损与划痕：当润滑油不洁，含有杂质颗粒，或在开式齿轮传 动中的外来砂粒，或在摩擦过程中产生的金属磨屑，都可以产生磨粒磨损 与划痕。这些外界的硬质微粒，开始先嵌入一个工作表面，然后以微量切 削的形式，从另一个工作表面挖去金属的细小微粒或在塑性流动下引起变 形。通常情况下齿顶、齿根部摩擦较节圆部严重，这是因为啮合过程中节 圆处为滚动接触，而齿顶、齿根处为滑动接触。腐蚀磨损：由于润滑油中的一些化学物质如酸、碱或水等污染物与 齿面发生化学反应造成金属腐蚀而导致齿面损伤。烧蚀：烧蚀是由于过载、超高速、润滑不当或不充分引起的齿面剧 烈磨损，由磨损引起局部高温，这种温度升高足以引起色变和过时效，或 使钢的几微米厚度表面层重新粹火，出现白层。齿面胶合：大功率软齿面或高速重载的齿轮传动，当润滑条件不良 时产生齿面胶合现象，一个齿面上的部分材料胶合到另一齿面上，因而在 此齿面上留下坑穴，在后续的啮合传动中，这部分胶合上的多余材料很容 易造成其他齿面的擦伤沟痕，形成恶性循环。(2)齿面疲劳所谓的齿面疲劳主要包括齿面点蚀与剥落，是由于材料的疲劳引起的。 当工作表面承受交变应力的作用时，会在齿面引起微观疲劳裂纹，润滑油 进入裂纹后，由于啮合过程可能先封闭入口然后挤压，微观疲劳裂纹内的 润滑油在高压下使裂纹扩展，结果小块金属从齿面上脱落留下一个小坑， 形成点蚀。如果表面的疲劳裂纹扩展较深、较远或一系列小坑由于坑间材 料失效时连接起来，造成大面积或大块金属脱落，这种现象则称为剥落。实验表明，在闭式齿轮传动中，点蚀是非常普遍的破坏形式，在开式 齿轮传动中，由于润滑不够充分以及进入污物的可能性增多，磨粒磨损总 是先于点蚀磨损。(3)轮齿断裂齿轮副在啮合传动时，主动轮的作用力和从动轮的反作用力都是通过 接触点分别作用在对方的轮齿上，危险的情况下是接触点某一瞬间位于轮 齿的齿顶部，此时轮齿如同一个悬臂梁，受载后齿根处产生的弯曲应力为 最大，若因突然过载或冲击过载，很容易在齿根部产生过负荷断裂，即使 不存在冲击过载的受力H况，当轮齿重复受载后，由于应力集中现象，也 易产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿在齿根处产生疲劳断裂。对于斜 齿轮或宽直齿齿轮，也常产生轮齿的局部断裂。另外，淬火裂纹、磨削裂 纹和严重磨损后齿厚过分减薄时在轮齿的任意部位都可能产生断裂。(4)齿面塑性变形软齿面齿轮传递载荷过大(或在大的冲击载荷作用下)时，易产生齿面 塑性变形。在齿面间过大的摩擦力作用下，齿面接触应力会超过材料的抗 剪屈服极限，齿面材料进入塑性状态，造成齿面金属的塑性流动。使主动 轮节圆附近齿面形成凹沟，从动轮节圆附近齿面形成凸棱，从而破坏了正 确的齿形。有时可在某些类型齿轮的从动轮齿面上出现“飞边”，严重时挤 出的金属充满顶隙，引起剧烈振动，甚至发生断裂。