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机械传动齿轮失效问题浅析汇报人：2024-01-14

齿轮失效概述机械传动齿轮失效分析齿轮失效影响因素齿轮失效预防措施齿轮失效案例分析总结与展望

齿轮失效概述01

齿轮失效：指齿轮在传动过程中，由于各种原因导致其不能正常工作或失去设计功能的现象。齿轮失效定义

齿面点蚀齿面在交变接触应力的作用下，产生疲劳裂纹并扩展，最终导致小块金属剥落，形成小坑。齿面磨损由于摩擦力的作用，齿面材料逐渐损失，导致齿厚减薄，齿形改变。齿面胶合在高速重载的传动中，由于齿面间的压力大、温度高，导致润滑油膜破裂，两齿面直接接触并熔焊在一起。断齿齿轮的轮齿在过载或交变应力作用下发生断裂。齿根裂纹齿轮根部在交变弯曲应力的作用下产生疲劳裂纹。齿轮失效类型

设计参数选择不当，如模数、齿数、压力角等，导致齿轮强度不足或啮合不良。设计因素操作不当或维护不及时，如超载运行、润滑不良等，导致齿轮加速磨损或损坏。使用因素材料选择不当或材料质量差，如硬度不足、韧性不够等，导致齿轮抗疲劳性能差。材料因素制造工艺不合理或加工精度低，如热处理变形、齿形误差等，导致齿轮质量不达标。制造因素安装精度低或安装调整不当，如轴线不平行、轴承间隙过大等，导致齿轮啮合不良或产生附加载荷。安装因素0201030405齿轮失效原因

机械传动齿轮失效分析02

由于齿轮间硬颗粒的存在，导致齿面材料被逐渐磨去。磨粒磨损腐蚀磨损疲劳磨损齿面在润滑不良或存在腐蚀性介质的情况下发生化学或电化学反应而导致的磨损。齿轮在交变应力作用下，齿面材料疲劳剥落而形成的磨损。030201齿轮磨损

齿轮承受超过其极限承载能力的载荷时发生的断裂。过载断裂齿轮在交变应力作用下，裂纹逐渐扩展至断裂的过程。疲劳断裂齿轮在腐蚀性介质和拉应力的共同作用下发生的断裂。应力腐蚀断裂齿轮断裂

齿面在交变应力作用下，表层材料产生疲劳裂纹并逐渐扩展的过程。齿面疲劳齿根处承受最大弯曲应力，裂纹在此处萌生并扩展的过程。齿根疲劳由于温度变化引起的热应力导致的齿轮疲劳。热疲劳齿轮疲劳

齿轮胶合冷胶合在重载或高速传动中，由于局部高温导致润滑油膜破裂，使得齿面金属直接接触并发生粘着的现象。热胶合在更高温度和压力下，齿面金属发生塑性变形和流动，导致更严重的粘着和胶合现象。抗胶合措施采用合适的润滑油和添加剂、降低齿面粗糙度、控制传动温度等。

齿轮失效影响因素03

齿轮材料应具有足够的强度、硬度、韧性和耐磨性。不同材料对齿轮性能和使用寿命有重要影响。材料选择原材料中的夹杂、气孔、裂纹等缺陷会降低齿轮的承载能力和抗疲劳性能，导致早期失效。材料缺陷材料因素

齿轮的模数、齿数、压力角等参数设计不合理，会导致齿轮啮合不良、载荷分布不均等问题，加速齿轮失效。齿轮轴的结构设计不合理，如轴径过小、轴承支撑不足等，会导致齿轮在传动过程中产生过大的弯曲应力和接触应力，引发失效。设计因素结构设计齿轮参数设计

齿轮的加工精度直接影响其啮合性能和载荷分布。加工精度不足会导致齿轮啮合不良、振动噪声增大，加速磨损和失效。加工精度齿轮的热处理工艺对其组织和性能有重要影响。不恰当的热处理工艺可能导致齿轮硬度不足、晶粒粗大等问题，降低其承载能力和使用寿命。热处理工艺制造因素

载荷与速度齿轮在实际使用中承受的载荷和速度波动会影响其应力分布和磨损情况。超载或速度过高可能导致齿轮过载失效或疲劳断裂。润滑条件良好的润滑条件能够减少齿轮表面的磨损和摩擦热，提高传动效率和使用寿命。润滑不足或润滑剂选择不当会加速齿轮失效。环境因素工作环境中的温度、湿度、腐蚀性介质等因素会对齿轮材料产生腐蚀和磨损作用，影响其使用寿命。使用因素

齿轮失效预防措施04

采用高强度钢、合金钢等材料，提高齿轮的承载能力和耐磨性。选择高强度材料确保齿轮材料与其他传动部件材料相容，避免因材料不匹配导致的失效。考虑材料相容性对于高速、重载等恶劣工况，选用具有优异耐磨性能的特种材料，如陶瓷、硬质合金等。选用耐磨材料合理选材

采用先进设计理念运用计算机辅助设计（CAD）和仿真技术，对齿轮传动系统进行精确建模和性能预测，实现设计优化。考虑动态特性在设计中充分考虑齿轮传动的动态特性，如振动、冲击等，确保齿轮在复杂工况下的稳定性。优化齿轮参数通过优化齿轮模数、齿数、压力角等参数，降低齿轮传动的应力集中和噪音，提高传动效率。优化设计

03强化质量检测运用先进的质量检测手段，如无损检测、硬度测试等，对齿轮进行全面检测，确保出厂产品合格。01选用高精度加工设备采用高精度数控机床、磨齿机等设备，确保齿轮加工精度达到设计要求。02严格控制制造过程对齿轮制造过程中的热处理、加工、检测等环节进行严格把控，确保产品质量。提高制造精度

遵守操作规程严格按照齿轮传动系统的操作规程进行操作，避免因误操作导致的失效。定期维护保养定期对齿轮传动系统进行维护保养，如清洗、