渐开线齿轮失效形式.docVIP

年级 三系 科目 机械基础 课时 课题 渐开线齿轮失效形式 课堂类型 讲授 教法 重点 齿轮轮齿失效形式、产生原因及防止措施。 难点 齿轮轮齿失效产生原因及防止措施。 教 教 学 过 程 渐开线齿轮失效形式 失效——齿轮传动过程中，若发生折断、齿面损坏等现象，则齿轮会失去正常工作能力称为失效。详见表4－5. 一、齿面点蚀 组成高副的两构件（齿轮、凸轮及滚动轴承）的工作表面，在交变接触应力状态下，当应力超过材料的耐久极限时，将使表面层产生疲劳裂纹，进而扩展成小块金属剥落，称为点蚀。 润滑油对点蚀的影响见图3－34。 产生原因：当轮齿在靠近节线处啮合时，相对滑动速度较低，润滑油膜不易形成，而且当轮齿在节线附近啮合时，同时啮合齿对数也少，对直齿轮往往只有一对齿轮接触，因此接触应力也最大，则节线附近最易出现点蚀。另外轮齿间润滑油可以减小摩擦，但是当疲劳裂纹一旦发生，则润滑油就会浸入裂纹，粘度愈低的油愈易浸入，在轮齿啮合时，由于齿面的滚压使裂纹内的油压升高，对裂纹起挤胀作用，从而加快了裂纹的扩展。 点蚀使轮齿工作表面损坏，造成传动不平稳和产生噪声，轮齿啮合情况会逐渐恶化而报废。 二、齿面胶合 在重载传动中，齿轮副两齿轮工作齿面发生金属表面直接接触而形成“焊接”的现象，称为齿面胶合。 产生原因：（1）低速重载传动中，散热条件差，工作表面间的油膜不易形成或被破坏； （2）低速重载传动中，齿面之间压力过大，润滑油膜不易形成。 一般出现在靠近节线的齿顶表面处，其相对速度较大，易发生胶合现象。 防止措施：低速传动，采用粘度大的润滑油；高速传动，采用硫化润滑油，以提高其强度和附着能力；提高齿面硬度和 三、齿面磨损 教 教 学 过 程 如果硬质物质进入两齿轮的工作表面之间，或齿面加工粗糙，轮齿工作表面会引起磨损，使齿面失去正确的齿形，严重时导致轮齿过薄而折断。 产生原因：（1）传动过程中出现工作齿面间有相对滑动； （2）齿面间有杂质进入轮齿啮合区域，引起磨料磨损； （3）润滑不正常； 防止措施：采用润滑条件较好的闭式传动；提高齿面硬度；减小轮齿面表面粗糙度值。 四、齿面塑变 在较大的载荷和摩擦力作用，主动轮在齿面沿节线处形成凹坑；从动轮在齿面沿节线处形成凸棱。 防止措施：提高齿面硬度和采用黏度较高的润滑油。 五、轮齿折断 由于齿根处存在较大的应力集中、交变载荷或材料脆性较大，出现折断情况。 疲劳折断：在交变载荷的不断作用下，在齿轮根部所产生的疲劳裂纹，随之裂纹逐渐扩展，直到轮齿折断。 过载折断：脆性材料在短时过载或较大的冲击载荷时，引起轮齿的突然折断。 防止措施：（1）选择适当的模数和齿数，以增强轮齿的强度； （2）采用适合的材料和热处理方法； （3）减小齿根处的应力集中，如圆角过渡、表面粗糙度等。 对于润滑良好的闭式齿轮传动中轮齿失效的主要形式之一。开式齿轮磨损较快，当点蚀来不及出现或扩展就被磨损掉。 防止措施：提高齿面的硬度，减小齿面的表面粗糙度值；增大润滑油的粘度。 减小轮齿表面粗糙度，两啮合齿轮选用不同材料等。 小 结 渐开线齿轮失效形式：齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑变、轮齿折断。 作业 情况