失效形式

    GB/T3481-1997齒輪輪齒磨損和損傷術語

    硬齒面齒輪：齒輪工作面硬度>350HBS或38HRC

    軟齒面齒輪：齒輪工作面硬度≤350HBS或38HRC

    一般地說，齒輪傳動的失效主要是輪齒的失效，這里只簡單介紹常見的五種輪齒失效形式

    輪齒折斷

    折斷情況：

    正常工況下，齒根的循環彎曲應力超過其疲勞極限時，將在齒根處產生疲勞裂紋，裂紋逐步擴展致使輪齒疲勞折斷

    突加載荷作用下過載折斷

    嚴重磨損導致齒厚過分減薄，也會在名義載荷作用下發生折斷

    折斷擴展方式：

    齒寬較小的直齒圓柱齒輪——整齒折斷（從齒根沿著橫向擴展）

    齒寬較大的直齒圓柱齒輪——局部折斷（從齒根斜向齒頂的方向擴展）

    斜齒圓柱齒輪、人字齒圓柱齒輪——局部折斷（從齒根斜向齒頂的方向擴展）

    措施：

    采用正變位齒輪，增加齒根的強度

    使齒根過渡曲線變化更為平緩及消除加工刀痕，減小齒根應力集中

    增大軸及支承的剛性，使輪齒接觸線上的受載較為均勻

    采用合適的熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性

    采用噴丸、滾壓等工藝措施對齒根表層進行強化處理

    齒面磨損

    開式齒輪傳動的主要失效形式之一

    磨損引起齒廓變形和齒厚減薄，產生振動和噪聲，甚至因輪齒過薄而斷裂

    措施：

    采用閉式齒輪傳動

    提高齒面硬度

    降低齒面粗糙度值

    注意保持潤滑油清潔

    齒面點蝕

    疲勞點蝕：

    齒輪工作時，在循環應力、齒面摩擦力及潤滑劑的反復作用下，在齒面或其表層內會產生微小的裂紋。這些裂紋繼續擴展，相互連接，形成小片并脫落，在齒面上出現細碎的凹坑或麻點，從而造成齒面損傷，稱為疲勞點蝕。潤滑油是接觸疲勞磨損的媒介

    收斂性點蝕：新齒輪在短期工作后出現的點蝕痕跡，繼續工作不再發展或反而消失。只發生在軟齒面上

    擴展性點蝕：隨著工作時間的延長而繼續擴展的點蝕

    點蝕往往首先出現在靠近節線的齒根面上，然后再向其他部位擴展，靠近節線處的齒根面抵抗點蝕破壞的能力最弱

    措施：

    提高齒輪材料的硬度

    降低表面粗糙度值

    加注（合理限度內）高黏度的潤滑油

    減小動載荷

    齒面膠合

    由于齒面間未能有效地形成潤滑油膜，導致齒面金屬直接接觸，并在隨后的相對滑動中，相互粘連的金屬沿著相對滑動方向相互撕扯而出現一條條劃痕

    齒面膠合會引起振動和噪聲，導致齒輪傳動性能下降，甚至失效

    齒面熱膠合：因摩擦導致局部溫度上升、油膜破裂，造成齒面金屬直接接觸并相互黏著（高速重載齒輪）

    齒面冷膠合：齒面間壓力很高，導致油膜破裂而使金屬黏著（低速重載

    v

    v<4m/s）

    措施：

    采用正變位齒輪

    減小模數

    降低齒高以減小滑動速度

    提高齒面硬度

    降低齒面粗糙度值

    采用抗膠合能力強的齒輪材料

    在潤滑油中加入抗膠合能力強的極壓添加劑

    塑性變形

    輪齒材料過軟，輪齒上的載荷所產生的應力超過材料的屈服極限，則輪齒出現塑性變形

    沿摩擦力作用方向發生金屬塑形流動：主動輪的輪齒上，齒面金屬的流動導致節線處下凹；從動輪輪齒上，齒面金屬的流動導致節線處凸起

    措施：

    提高輪齒齒面硬度

    采用高黏度的或加油極壓添加劑的潤滑油

    其他措施

    選配主、從動齒輪的材料及硬度、適當的磨合（跑合）、選用合適的潤滑劑及潤滑方法等

    設計準則

    通常只按保證齒根彎曲疲勞強度及保證齒面接觸疲勞強度兩準則進行設計

    對高速大功率的齒輪傳動，還要保證按齒面抗膠合能力的準則進行設計（GB/T3480-1997漸開線圓柱齒輪承載能力計算方法）