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齿轮齿条失效的原因有哪些?

编辑:kefu 发布时间:2024-6-18 点击:70

齿轮齿条失效的原因可以归纳为多个方面,以下是一些主要的原因及其详细解释:

1、表面接触疲劳损伤:

麻点疲劳剥落:在轮齿节圆附近,由表面产生裂纹,造成深浅不同的点状或豆状凹坑。这主要发生在承受较高接触应力的软齿面(如正火调质状态)和部分硬齿面齿轮上。

浅层疲劳剥落:同样在轮齿节圆附近,由内部或表面产生裂纹,造成深浅不同、面积大小不同的片状剥落。这主要发生在承受高接触应力的重载硬齿面(表面经强化处理)齿轮上。

硬化层剥落:经表面强化处理的齿轮在很大接触应力作用下,由于应力/强度比值大于0.55,在强化层过渡区产生平行于表面的疲劳裂纹,造成硬化层压碎,大块剥落。

2、齿轮弯曲断裂:

疲劳断齿:表面硬化的齿轮(如渗碳、碳氮共渗、感应淬火等),一般在轮齿承受最大交变弯曲应力的齿轮根部产生疲劳断裂。

过载断齿:一般发生在轮齿承受最大弯曲应力的齿根部位,由于材料脆性过大或突然受到过载和冲击,在齿根处产生脆性折断。

3、齿条折断:

由于齿轮和齿条相互啮合时受力过大,齿面被迫断裂,通常这种现象会出现在齿的根部。一些淬火钢或铸铁等脆性材料制成的齿条容易发生断齿的现象。

4、齿面磨损:

主要由外界影响造成,如介质的影响,如硬颗粒、灰尘等的进入而引起的磨损。

5、齿面点蚀:

齿的工作面表层产生的细微的疲劳裂纹,裂纹扩散后金属微粒脱落形成的凹坑。

6、齿面胶合:

齿条经过长时间的啮合,齿面升温,引起的润滑失效。在低速重载齿轮传动中,由于工作齿面间压力很大,易将润滑油膜挤破,使两齿面直接接触,产生瞬时高温,较软齿的表面金属会熔焊在与之相啮合的另一齿轮的齿面上。

7、制造和装配误差:

制造齿轮时可能产生的偏心、齿距偏差、齿形误差等,以及装配时可能造成的“一端接触”和齿轮轴的直线性偏差等,都会影响齿轮齿条的传动性能,增加失效的风险。

8、润滑不良:

对于高速重载齿轮,润滑不良会导致齿面局部过热,造成色变、胶合等故障。

9、超载和操作失误:

超载和长期超速等操作失误都会造成齿轮损伤、损坏。

以上都是齿轮齿条失效的常见原因,需要在设计、制造、使用和维护过程中予以充分考虑和防范。

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