齿轮轮齿的失效形式.ppt

第1页，共22页，星期日，2025年，2月5日第2页，共22页，星期日，2025年，2月5日失效的定义：齿轮在传动过程中，发生轮齿折断、齿面磨损等现象，从而失去其正常工作的能力，这种现象称为齿轮轮齿的失效形式。第3页，共22页，星期日，2025年，2月5日齿轮轮齿失效的原因：由于齿轮的工作条件和应用范围各不相同，影响失效的原因很多。1、就其工作条件来说，有闭式、开式之分；2、就其使用情况来说，有低速、高速及轻载和重载之分。3、齿轮的材料性能、热处理工艺的不同，以及齿轮结构的尺寸大小和加工精度等级的差别，均会使齿轮传动出现多种不同的失效形式。第4页，共22页，星期日，2025年，2月5日常见的轮齿失效形式有五种：一、齿面点蚀轮齿工作时，当齿面接触应力超过材料的接触疲劳极限时，在载荷的多次重复作用下，齿面的表层会产生细微的疲劳裂纹。如果裂缝内渗入了润滑油，在另一齿轮的挤压下，封闭在裂缝内的油压会急剧升高，加速裂纹的扩展，最终导致表面上小金属的剥落，形成小坑。这种现象称为疲劳点蚀（简称点蚀）。第5页，共22页，星期日，2025年，2月5日实践表明，点蚀多发生在靠近节线的齿根表面处，如图1所示：图1齿面点蚀第6页，共22页，星期日，2025年，2月5日出现点蚀的场合：齿面点蚀是在润滑良好的闭式齿轮传动中轮齿失效的主要形式之一。在开式齿轮传动中，由于齿轮磨损较快，点蚀还来不及出现或扩展，即被磨掉，所以一般看不到点蚀现象。第7页，共22页，星期日，2025年，2月5日出现点蚀的后果：

点蚀使轮齿工作表面损坏，造成传动不平稳和产生噪音，轮齿啮合情况会逐渐恶化而报废。防止点蚀发生的方法：齿面抗点蚀的能力主要与齿面硬度有关，提高齿面硬度、减小齿面的表面粗糙度值和增大润滑油的黏度有利于防止点蚀。第8页，共22页，星期日，2025年，2月5日二、齿面磨损

齿轮在传动过程中，轮齿不仅受到载荷的作用，而且接触的两齿面间有相对滑动，使齿面发生磨损，如图2。图2齿面磨损第9页，共22页，星期日，2025年，2月5日齿面磨损的速度符合预定的设计期限，则视为正常磨损。正常磨损的表面很光亮，没有明显的痕迹，在规定的磨损量内，并不影响齿轮的正常工作。但齿面磨损严重时，渐开线齿廓被损坏，使齿侧间隙增大而引起传动不平稳，产生冲击和噪声，甚至会因齿厚过度磨薄发生轮齿折断。第10页，共22页，星期日，2025年，2月5日产生齿面磨损的主要原因：1、齿轮在传动过程中，工作齿面间有相对滑动。2、齿面不干净，有金属微粒、尘埃、污物等进入轮齿啮合区域，引起磨料性磨损。3、润滑不好。齿面磨损是润滑条件不好、易受灰尘及有害物质侵袭的开式齿轮传动的主要失效形式之一。第11页，共22页，星期日，2025年，2月5日减少齿面磨损的措施：1、尽可能采用润滑条件良好的闭式传动。2、同时提高齿面硬度3、减小齿轮表面粗糙度值第12页，共22页，星期日，2025年，2月5日三、齿面胶合

定义：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）高速重载的闭式齿轮传动中，由于散热不好，导致润滑油油温升高，黏度降低，易于从两齿面接触处被挤出来，使工作齿面间的润滑油膜破坏。（2）低速重载的齿轮传动中，由于工作齿面之间压力很大，润滑油膜不易形成。第13页，共22页，星期日，2025年，2月5日传动中，由于靠近节线的齿顶表面处相对速度大，因此胶合常发生在该部位。图3齿面胶合第14页，共22页，星期日，2025年，2月5日防止胶合产生的方法：（1）对于低速传动，可采用黏度大的润滑油。（2）对于高速传动，则可采用硫化润滑油，使其较牢固地吸附在齿面上而不易被挤掉。（3）提高齿面的硬度和减小齿轮表面的粗糙度，以及两齿轮选择不同材料均可减少胶合的发生。第15页，共22页，星期日，2025年，2月5日四、轮齿折断

齿轮轮齿在传递动力时，相当于一根悬臂梁。在齿根处受到的弯曲应力最大，且在齿根的过渡圆角处具有较大的应力集中，传递载荷时，轮齿在交变载荷的不断作用下，在轮齿根部的应力集中便会产生疲劳裂