煤矿机械的传动齿轮失效解析-煤矿机械论文-工业论文
煤矿机械的传动齿轮失效解析-煤矿机械论文-工业论文
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摘要：针对煤矿机械中齿轮失效形式中出现的表面疲劳、磨损、胶合等问题，分析齿轮失效原因中的设计问题、制造加工缺陷、安装使用不合理等因素，希望通过对煤矿机械传动齿轮失效处理方法分析研究，最终得出相应的维修方案改进，并提出有效的管理策略。
关键词：煤矿机械;传动齿轮;对策
引言
现阶段，我国煤矿开采大多为井工开采，露天开采所占比重不超
过10%。相对于普通工农业，煤矿生产对机械设备的需求更大，而这些设备在非常恶劣的环境中运行，常常会受到粉尘、有害气体等物质的影响而出现故障。并且煤矿生产机械设备的工作条件也非常严苛，一般情况下机械设备运行都处于高负荷、高强度、强振动以及介质腐蚀严重的高速状态。再者，煤矿机械设备往往需要长时间保持运转，很多机器的工作连续性很强，甚至不分昼夜。此外，各方面因素的影响下，煤矿机械设备的维护与保养往往存在严重缺陷。近年来，煤矿机械中广泛应用到传动齿轮，然而齿轮的使用会随着运行时间的延长，在短时间内失效，造成设备难以充分发挥其作用，对煤矿企业的生产造成了十分不利的影响。为此，针对煤矿机械传动齿轮的研究与探讨具有重要意义。
1煤矿机械齿轮失效形式
1.1表面疲劳
表面疲劳指的是由于有裂纹生核存在于齿轮表面或表面下，导致金属移动以及凹坑的形成，进而造成凹坑合并或尺寸增加。关于表面疲劳，具体分析如下：第一，齿面点蚀。在齿轮运转过程中，在高副接触之下，齿轮表面之间的接触应力会非常大。如果这一应力超出了超出了允许应力的范围，并且受到多级载荷的影响，那么齿轮表面开裂的概率就很高。一般情况下，这些齿轮节线是最早出现这些裂纹的部分。在持续的接触应力的作用下，齿轮表面上的麻点的应力就会不断加大，齿轮表面就会开始有片状金属的剥落，进而破坏齿廊，导致齿轮失效。第二，疲劳剥损。疲劳剥损在机械设备中属于潜在的疲劳破坏。疲劳剥损的具体表现为有较大的颗粒或屑片沿着齿顶或顶棱从齿面上脱落。一般表面淬火的齿轮或者硬齿面比较容易发生疲劳剥损。这种损伤是由于齿面下缺陷造成的，或者受到热处理内应力过高的影响，也会发疲劳剥损[2]。
1.2磨损
煤矿机械设备的磨损形式分为很多种，主要包括正常磨损、中度磨损、破坏性磨损、擦伤、腐蚀性磨损、干涉磨损、点蚀、烧伤、胶
合等等。关于煤矿机械设备齿轮磨损，下文对比较常见的几种磨损形式进行阐述。第一，正常磨损。齿面上金属相互之间会以一定的速率发生损耗，这就是正常磨损。正常磨损往往比较慢，其对于齿轮寿命的损耗属于正常情况，一般不会对设备的正常使用造成影响。然而，当磨损量超过了维修标准时，就会导致齿轮失效。第二，破坏性磨损。这种磨损的出现代表齿面已经严重损伤，齿廓也发生较大的变化。一旦发生破坏性磨损，就会严重破坏设备的稳定运行，并且大幅度降低齿轮的使用寿命。第三，干涉磨损。在设备投入使用之初，如果没有正确安装，或者轮齿不合理以及提前接触，那么就有可能造成干涉磨损。具体表现为主齿轮上集中了大部分应力。在设备运行过程中，齿轮逐渐受到破坏，一旦达到严重程度，就会掘起主动齿轮的齿根，相配齿轮的齿顶也会出现严重的卷起现象，最终导致齿轮副遭受完全破坏。
1.3胶合
胶合是指在齿轮负荷过大，或者没有正确使用润滑油的情况下，导致啮合区不断升温，一旦受到重载作用，就会挤破齿轮接触面的油
膜，导致两齿轮的金属面直接接触并熔焊到一起，进而使软齿部分接触面顺着滑动的方向被撕下而起沟。
2齿轮失效的原因
目前，尽管煤矿机械行业的发展取得了重大突破，然而我国煤矿机械设备的故障率依然非常高，对于煤矿安全生产构成了严重的威胁，不利于煤矿行业的健康发展。在齿轮运转承载之后，其接触应力会变得很大，并且在齿轮啮合时，其产生的弯曲应力也很高。在曲率半径与根部形状的影响下，这一部分会集量应力，并且还会增加齿面剪应力，随着齿面的滑动，会存在前压后拉的现象。通常情况下，如果没有润滑不良、化学腐蚀以及三体磨损的影响，当齿轮材料的疲劳极限或强度极限应力已经难以适应承受的交变应力，那么上述齿轮失效形式就会发生。而关于造成齿轮失效的原因，具体可以从以下几个方面得到反映[3]。
2.1存在设计问题
在煤矿机械设备运行中，齿轮失效往往是由于其在设计过程中相关参数与技术要去没有紧密结合设备的实际工况与使用情况，设计缺乏针对性，相关的研究与实验并不到位，并且没有采用先进、统一的标准、规范以及测试、计算方法。在材质设计方面，并没有选择合适的材料，在性能方面无法满足实际需求。因此必须考虑对齿轮失效产生影响的因素，并对齿轮设计进行合理优化。
2.2制造加工存在缺陷
有的齿轮在制造加工上存在一定的缺陷，其质量相对低劣，难以符合标准和技术要求。在热处理上，由于质量不达标，难以保证淬火处理齿面均匀的硬度，进而导致淬火裂纹的产生，在内应力大量积存的情况下，造成齿轮失效。在加工处理中，由于缺乏足够高的精度，对于模数较大的齿轮加工往往会有齿圈径向跳动与齿形超差问题的
出现，齿面过于粗糙，降低了齿轮的接触精度。这些问题对于齿轮的承载能力与使用寿命而言，都会产生严重的影响。
2.3安装使用不合理
大部分煤矿企业在安装使用上都存在不合理现象。例如缺乏完善的安装技术规范，在安装齿轮时，很多工人的施工作业都以经验为主，缺乏可靠依据，并且没有配备相关测量仪器，齿轮安装难以符合技术与质量要求。情况严重时还会有违章操作现象，导致机械设备运转负荷超限，对齿轮的使用寿命造成严重的损害。
3结语
传动齿轮对于煤矿机械设备正常运转发挥着关键作用，因此必须
对此予以重视。现阶段我国煤矿机械设备在应对事故方面依然存在诸多不足，其中传动齿轮失效就是其中之一。这一问题导致煤矿正常生产受到了极大的影响，因此应针对煤矿机械传动齿轮展开深入研究，结合实际，提出有效的改进方法，提高齿轮的可靠性与使用寿命。
参考文献
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[2]孙小可，刘玮.煤矿齿轮传动机械设备失效机理及应对策略研究[J].机电工程技术，2012（9）：90-92.
[3]刘宇航.采煤机传动齿轮接触疲劳性能及其磨损状态监测研究
[D].徐州：中国矿业大学，2015.
齿轮失效分析论文
毕业论文题目：齿轮的失效分析 姓名：杨新源 学号：2010053105 专业：矿山机电 班级：10-03 指导教师：刘霞 2011年9月20日
目录 目录 (2) 引言 (3) 一、齿轮传动的特点、类型 (3) 二、齿轮传动的基本要求 (4) 三、齿轮的失效形式以及解决措施 (4) （一）轮齿断齿 (4) （二）齿面磨损 (5) （三）齿面点蚀 (6) （四）齿面胶合 (7) （五）齿面塑性变形 (7) 四、常规齿轮损伤和失效的主要原因探究 (7) 五、齿轮的常用材料的基本要求 (8) 六、齿轮的常用材料及热处理 (9) 七、小结 (10) 致谢 (11) 参考文献 (12)
摘要：在现代社会工业发展中，齿轮是传动件中应用最广的重要工具，齿轮的类型很多，工况条件较为复杂。因此失效形式及影响因素也较多。尽管如此,从齿轮的基本特征特征产生原因和对策等方面都有其基本规律。并且齿轮失效常发生在轮齿部分，因此运用基本规律对具体齿轮的损伤作用具体分析，便不难查。这对机械传动齿轮质量,延长机械设备的使用寿命,具有非常重要的参考价值. 关键词：磨损失效分析齿轮损伤材料热处理
引言 在机械工程中，齿轮传动应用甚为广泛，齿轮传动是机械传动中一种重要的传动方式，并且往往处于极为重要的部位，因此齿轮的损伤和失效倍受人们的关注。齿轮的失效可分为轮体失效和轮齿失效两大类。由于轮体失效在一般情况下很少出现，因此齿轮的失效通常是指轮齿失效。所谓轮齿失效，就是齿轮在运转过程中，由于某种原因，使轮齿在尺寸、形状或材料性能上发生改变而导致整体设备不能正常工作。 要知道齿轮的失效形式，我们就应该先了解齿轮的传动类型、齿轮的特点、工作环境、只有清楚的知道了它的工作原理，才能更好的分析出它的失效形式 一、齿轮传动的特点、类型 齿轮的传动是目前最重要也是应用最广泛的一种传动形式。与其他机械传动相比。齿轮传动具有以下特点 优点：效率高，传动比稳定，工作可靠，寿命长，结构紧凑；适用的功率和速度范围广；可实现空间任意两轴间的传动。 缺点：制造成本高，安装精度要求高，当齿轮精度低，且速度较大时噪声大；不宜用于中心距较大的传动。 齿轮的传动类型： （一）按照齿轮的传动比是否恒定，可将齿轮传动分为 1.非圆齿轮传动，（传动比变化） 2.圆形齿轮传动（传动比恒定）两大类，
齿轮失效分析研究
齿轮失效分析研究 系统地分析齿轮失效的各种因素，结合故障树，以轮齿折断为例，找出故障的原因，对设备管理、现场分析及设计方案不完善而引起的故障分析有很大的意义。 标签：齿轮失效故障树故障分析 1 概述 圆柱齿轮传动由于具有传动比精确、结构紧凑、效率高及寿命长的优点，被广泛应用于各种工业部门，因而圆柱齿轮传动也成为各类机械中重要的零件之一。然而齿轮的失效却是造成机器故障的重要因素之一，会直接影响到整个机器的工作状态。 2 齿轮的失效分析 齿轮的失效形式由多种因素综合造成，且随着齿轮材料、热处理、运转状况等因素的不同而不同，其失效的主要形式有：①齿面耗损，包括磨料磨损、腐蚀磨损、胶合等；②齿面疲劳，包括点蚀、初期点蚀、剥落、表层压碎等；③齿面塑性变形，包括压痕、轮齿锤击塑变、呈波纹折皱等；④轮齿折断及裂纹等。 引起齿轮的失效的因素有许多种，可以从以下几个方面来分析： 设计因素：设计品质对产品的品质有着决定性的作 用。某雷达产品的天线俯仰机构中，小齿轮与轴通过键联结，由电机带动与大齿轮啮合，从而完成丝杆的伸缩运动。由于设计时小齿轮键槽开在齿根方向，齿根部强度薄弱，在受到短时过载的冲载荷作用时，轮齿承受的应力超过其极限应力，从而导致轮齿过载折断。找出原因后，经过重新设计计算，用轴齿轮代替原来的小齿轮，取消键联结方式，保证了齿根部的结构强度要求。 材质因素：齿轮的材料应根据其用途及工作条件来选择：速度较高的齿轮传动，齿面易产生点蚀，应选用高硬度材料；有冲击载荷的齿轮传动，轮齿易折断，应选用韧性较好的材料；低速重载的齿轮传动，轮齿既易折断又易磨损，应选用机械强度大，经热处理后齿面硬度高的材料。 制造工艺因素：在齿轮加工过程中，由于机床、刀具、夹具和齿坯在制造、安装和调整时不可避免地存在一些误差，从而形成了齿轮的运动误差、平稳性误差和齿面误差，使齿轮的传动精确度降低。一对齿轮在相互滚碾冲击作用下，接触应力过高，传动啮合不良，易造成齿面塑性变形。根据齿轮材料，制定合理的加工、淬火等工艺规程，并严格控制工艺过程，可以有效地避免淬火裂纹及磨削裂纹的出现。
齿轮失效分析
《零件失效分析》课程应用研究进展报告 题目：齿轮失效分析—齿面点蚀 姓名: 魏亚雄学号：0903014113 学院(系):材料科学与工程学院 专业: 金属材料工程 叶云 指导教师： 评阅人： 2012年11月28日
齿轮失效分析——齿面点蚀 材料科学与工程学院金属材料工程09030141班 指导教师：叶云 一、目录 1.前言 (3) 2.齿轮传动的失效形式 (3) 3.齿面点蚀机理分析 (3) 4.影响齿面点蚀的因素 (4) 5.预防 (5) 6.结语 (5) 二、摘要 本文首先对中国现在齿轮的应用现状做了简要叙述，通过对齿轮失效形式的分类，简要对齿面磨粒磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形和轮齿折断进行了定义。通过对齿轮齿面点蚀机理和齿面点蚀影响因素做了详细分析，并对齿轮失效的预防做了简述，对现实具有很重要的指导意义。
三、正文 1.前言 齿轮传动是现代机械传动中广泛采用的主要运动形式之一。做为最常见的机械传动零件，它优点很多应用广泛。但是，齿轮传动也存在其固有的缺点：不能缓和冲击作用。[1]当制造、安装和使用过程中出现不当情况往往会引起较大的振动、噪声，甚至发生断裂等失效故障，据统计，在各种机械故障中，齿轮失效占总数的60％以上。[2]因此，为了保证机器安全正常地运转，有必要详细分析齿轮失效原因。采取相应的措施。保证齿轮在预定寿命内正常工作。 2.齿轮传动失效形式 影响齿轮失效的原因很多。如设计选材、材料添加剂、毛坯加工工艺及齿轮的安装、调整、润滑和故障诊断、维护使用环节的各种失误都有可能导致齿轮失效。以下是齿轮失效的基本类别和特征。 齿轮失效一般发生在齿面，很少发生在其它部位。按照齿轮在工作中发生的故障的基本形式可以把齿轮失效划分为齿面磨损和轮齿折断两大类。齿面磨损是指齿轮在啮合工程中由于表面材料不断摩擦而消耗的过程，按照损伤的机理可以把齿轮损伤划分为齿面磨粒磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形。[3] 2.1齿面磨粒磨损 齿面磨粒磨损常发生于开式齿轮齿轮传动中，由于如沙石、金属铁屑及外界其它物质进入啮合区并在齿轮副的啮合挤压作用下沿齿轮运动方向移动，因此磨痕走向一般并行于运动方向，整个齿面均匀磨损，沿滑动方向，磨痕呈重叠特征。 2.2齿面点蚀 齿面点蚀常出现在润滑比较良好的闭式软齿面传动中，一般在靠近齿根部位出现点状小坑。 2.3齿面胶合 胶合是互相啮合的齿面发生严重的粘着磨损损伤。 2.4 塑性变形 齿面塑性变形主要出现在低速重载，频繁启动和过载的场合。当齿面的工作应力超过材料的屈服极限时，齿面产生塑性流动，从而引起主动轮齿面节线处产生凹槽，从动轮出现凸脊。 2.5轮齿折断 由于齿面受到冲击载荷或者短时间过载。突然折断，尤其见于脆性材料齿轮。轮齿折断会造成传动失效。 3. 齿面点蚀机理分析 3.1 裂纹的形成机理[4] 柔性传动装置大齿轮齿面产生点蚀的部位在节圆附近的下齿面上，这是因为在齿轮节圆附近啮合时，基本上只有一对齿轮在啮合，齿面接触应力较大；而且此时接触点之间相对速度很小，油膜也不易形成，润滑情况不好。所以齿轮齿面处于过高的交变接触应力多次反复
齿轮疲劳点蚀的特征及案例分析
齿轮疲劳点蚀的特征及相应案例分析 1 疲劳点蚀的定义及特征 点蚀又称接触疲劳磨损，是润滑良好的闭式传动的常见失效形式之一。齿轮在啮合过程中，相互接触的齿面受到周期性变化的接触应力的作用。若齿面接触应力超出材料的接触疲劳极限时，在载荷的多次重复作用下，齿面会产生细微的疲劳裂纹；封闭在裂纹中的润滑油的挤压作用使裂纹扩大，最后导致表层小片状剥落而形成麻点，这种疲劳磨损现象，齿轮传动中称为点蚀。节线靠近齿根的部位最先产生点蚀。润滑油的粘度对点蚀的扩展影响很大，点蚀将影响传动的平稳性并产生冲击、振动和噪音，引起传动失效。 点蚀又分为收敛性点蚀和扩展性点蚀。收敛性点蚀指新齿轮在短期工作后出现点蚀痕迹，继续工作后不再发展或反而消失的点蚀现象。收敛性点蚀只发生在软齿面上，一般对齿轮工作影响不大。扩展性点蚀指随着工作时间的延长而继续扩展的点蚀现象，常在软齿面轮齿经跑合后，接触应力高于接触疲劳极限时发生。硬齿面齿轮由于材料的脆性，凹坑边缘不易被碾平，而是继续碎裂成为大凹坑，所以只发生扩展性点蚀。严重的扩展性点蚀能使齿轮在很短的时间内报废[1]。 2 疲劳点蚀的实例 某重型车辆侧减速器主动齿轮发生了早期失效，失效齿轮与行星转向机相连，将全车动力传递到行动部分，是全车受载最大的齿轮，始终在大载荷、高转速、多冲击的复杂苛刻环境下工作。齿设计上采用整编为齿轮，传动比为5.9，润滑方式为油池飞溅润滑。实效齿轮材料为18Cr2Ni4W A钢。采用渗碳+淬火+低温回火热处理工艺。 失效齿轮发生严重的接触疲劳失效，使用寿命未达到规定时间。采用断口分析、金相分析、硬度测试及有限元接触应力分析等方法对齿轮进行失效分析，查找该齿轮实效的原因（由于篇幅有限以及结合自身知识面，仅列举出端口分析和金相分析两项结果）。 2.1 断口分析 通过对失效齿轮宏观观察发现．在啮合受力齿面的节线附近靠近齿根一侧，沿齿宽方向分布许多
齿轮传动的失效分析)
一般来说，齿轮传动的失效主要发生在轮齿上。轮齿部分的失效形式分为两大类：轮齿折断，齿面失效。 1. 轮齿折断 折断失效通常有轮齿的弯曲疲劳折断、过载折断和随机折断。 ?疲劳折断：工作时轮齿反复受载，使得齿根处产生疲劳裂纹，并逐步扩展以至轮齿折断的失效。疲劳裂纹多起源于齿根受拉的一侧。 ?过载折断：齿轮受到突然过载，或经严重磨损后齿厚减薄时，轮齿会发生过载折断。 ?随机折断：通常是指由于轮齿缺陷、点蚀或其它应力集中源在轮齿某部位形成过高应力集中而引起轮齿折断。断裂部位随缺陷或过高有害残余应力的位置而定，与齿根圆角半径无关。 ?轮齿折断的形式有整体折断和局部折断。整体折断多发生于直齿轮，局部折断多发生于斜齿和人字齿轮，齿宽较大的直齿轮和由于安装、制造因素使得局部受载过大的直齿轮，也可能发生局部折断。疲劳折断的断口较光滑，过载折断的断口则较粗糙。 ?增大齿根过渡圆角半径，减小齿面粗糙度，对齿根进行喷丸或碾压强化处理消除该处的加工刀痕，选用韧性较好的材料，采用合理的变位等，均有助于提高轮齿的抗折断能力。 ?通常，轮齿疲劳折断是闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式。 2. 齿面失效齿面失效常见的失效形式有：点蚀、胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。 (1) 点蚀
齿轮在啮合过程中，相互接触的齿面受到周期性变化的接触应力的作用。若齿面接触应力超出材料的接触疲劳极限时，在载荷的多次重复作用下，齿面会产生细微的疲劳裂纹；封闭在裂纹中的润滑油的挤压作用使裂纹扩大，最后导致表层小片状剥落而形成麻点，这种疲劳磨损现象，齿轮传动中称为点蚀（图9.3-13）。节线靠近齿根的部位最先产生点蚀。润滑油的粘度对点蚀的扩展影响很大，点蚀将影响传动的平稳性并产生冲击、振动和噪音，引起传动失效。 ?点蚀又分为收敛性点蚀和扩展性点蚀。收敛性点蚀指新齿轮在短期工作后出现点蚀痕迹，继续工作后不再发展或反而消失的点蚀现象。收敛性点蚀只发生在软齿面上，一般对齿轮工作影响不大。扩展性点蚀指随着工作时间的延长而继续扩展的点蚀现象，常在软齿面轮齿经跑合后，接触应力高于接触疲劳极限时发生。硬齿面齿轮由于材料的脆性，凹坑边缘不易被碾平，而是继续碎裂成为大凹坑，所以只发生扩展性点蚀。严重的扩展性点蚀能使齿轮在很短的时间内报废。 ?提高齿面硬度和降低表面粗糙度，在许可的范围内增大相互啮合齿轮的综合曲率半径，采用粘度较高的润滑油等，有助于提高齿轮的抗点蚀能力。 (2) 齿面胶合 齿面胶合是指在重载或高速传动时，齿面局部金属焊接继而又因相对滑动，其齿面的金属从其表面被撕落，轮齿表面沿滑动方向出现粗糙沟痕的现象。
齿轮传动失效分析及预防
经验交流现代农村科技2019年第9期 齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种传动形式，它具有传动平稳、传动比准确、承载能力强、工作效率高、结构紧凑等优点。但齿轮在传动过程中也会出现传动失效的问题，且失效形式是多种多样的。齿轮齿圈、轮辐、轮毂部分的结构尺寸通常是经验设计的，其强度和刚度较为富裕，因此在传动中极少失效。齿轮传动的主要失效部位为轮齿，根据轮齿失效部位的不同分为齿体失效和齿面失效。 1轮齿折断 轮齿折断的类型有两种：疲劳折断和过载折断。疲劳折断是由于轮齿受重复弯曲应力作用，当弯曲应力超过材料疲惫极限时，在轮齿齿根受拉一侧就会产生疲劳裂纹，在齿根应力集中处，裂纹加速扩展，直至轮齿折断。过载折断是由于轮齿受短时意外严重过载或冲击时，齿轮材料较脆时，轮齿突然折断。轮齿折断常发生在闭式硬齿面及开式齿轮传动中轮齿受拉应力一侧的齿根部位。对于齿宽较小的直齿轮常发生全齿折断，对于齿宽较大的直齿轮、斜齿轮常发生部分齿折断。 防止轮齿折断，提高抗断齿能力的措施：当分度圆直径为定值时，减小齿轮齿数并增大齿轮模数，以便增大齿根齿厚，进而提高齿根弯曲疲劳强度； 采用正变位的方法加工齿轮，以提高齿根抗弯强度； 提高齿面硬度，进而提高齿面接触疲劳强度；增大齿根处圆角半径，以减小应力集中；提高加工精度，降低表面粗糙度，减少加工损伤，避免应力集中；提高轮齿精度和齿轮支撑刚度，进而改善轮齿载荷分布；对齿轮齿根进行强化处理；对齿轮齿芯进行热处理，提高其韧性。 2齿面点蚀 齿面点蚀是由于齿面受到脉动循环接触应力作用，当接触应力超过材料的接触疲劳极限时，就会产生细微裂纹，这时润滑油进入裂缝，形成高压封闭油腔，润滑油的楔挤作用使裂纹扩展，直至齿面材料点状剥落。齿面点蚀常发生在闭式软齿面齿轮靠近节线的齿根面上。之所以靠近节线是由于齿轮传动重合度小于2，节线处一般只有一对齿啮合，接触应力较大；同时由于节线处做纯滚动，靠近节线附近滑动速度小，油膜不易形成，摩擦力大，易产生裂纹。开式齿轮传动无齿面点蚀，原因是开式齿轮传动齿面磨损速度大于点蚀速度。 提高齿面抗点蚀能力的措施：提高齿面硬度可增大作用接触应力，进而提高齿面接触疲劳强度；采用正变位传动，减少接触应力，进而提高齿面接触疲劳强度；提高润滑油粘度；提高齿轮加工精度，降低表面粗糙度。 3齿面磨损 齿面磨损有两种类型：磨粒磨损、研磨磨损。磨粒磨损是开式齿轮传动的主要失效形式，它是由于齿轮长期暴露在外面，砂粒、金属碎屑、灰尘等硬颗粒进入齿面而引起的齿面磨损。研磨磨损是由于齿面相互搓削引起的，它是一种不可避免的损耗现象。齿面磨损会使齿廓失真，瞬时传动比不固定，从而导致传动精度低，产生冲击、振动、噪音等。如果齿面磨损进一步加剧，会使得轮齿变薄，齿根弯曲疲劳强度降低，容易发生轮齿折断。 提高齿面抗磨损能力的措施：对开式齿轮传动安装防尘罩；采用耐磨材料；注意润滑油的清洁和定期更换，可在其中添加减摩剂；提高齿轮加工精度，降低轮齿表面粗糙度；减小滑动系数。 4齿面胶合 齿面胶合分为冷胶合和热胶合。在高速重载的齿轮传动中，较高的速度使得啮合区温升较大，润滑油粘度降低，油膜遭到破坏，金属表面直接接触而熔焊，此时齿面间的相对运动使得较软的齿面沿着滑动方向撕脱，形成沟痕，这种现象即为热胶合。而在低速重载的齿轮传动中，由于齿轮传动功率较大，速度较低，齿面间不易形成油膜，而出现冷粘着，这种现象即为冷胶合。齿面胶合会使传动不平稳，甚至导致齿轮报废。 提高齿面抗胶合能力的措施：优选抗胶合能力强的材料；选用粘度大的或极压润滑油；增大齿面硬度可提高许用接触应力，进而提高齿面接触疲劳强度；采用变位齿轮，降低齿高，减小滑动系数。5齿面塑性变形 在软齿面齿轮传动中，在重载荷作用下，齿面间的应力超过了材料屈服极限，较硬一侧的齿面沿摩擦力方向推挤较软一侧齿面而产生塑性流动，这种现象即为齿面塑性变形。齿面塑性变形常发生在低速重载或过载的软齿面齿轮传动中。 避免齿面塑性变形的措施：提高齿面硬度；选用粘度大的润滑油。 齿轮传动失效分析及预防 张云秀 (潍坊工程职业学院山东青州262500) 101 ··
齿轮的失效分析
齿轮的失效分析 【摘要】齿轮传动是靠轮齿的啮合传动来传递运动和动力的，轮齿失效是齿轮常见的主要失效形式。由于齿轮传动装置有开式、闭式，齿面有软齿面、硬齿面，齿轮转速有高有低，载荷有轻重之分，所以设计应用中会出现各种不同的失效形式。分析研究失效形式有助于建立齿轮设计的准则，提出防止和减轻失效的措施。 【关键词】失效形式齿轮传动失效原因 齿轮的失效形式很多，它们不大可能同时发生，却又相互联系，相互影响。例如轮齿表面产生点蚀后，实际接触面积减少将导致磨损的加剧，而过大的磨损又会导致轮齿的折断。 1、齿轮失效的原因主要有以下三点： 1.早期点蚀的原因主要是由于齿面接触不良及超负荷运转，引起齿面接触应力增大。早期点蚀的发生时间较早，几天或十几天就发生大块的剥落，发展得很快，直径大且深。所以在使用中一般不应进行超负荷运转，尤其是初期运转时，负荷应从小到大逐渐增加，待齿面接触情况达到要求时，再满负荷运转。 2.后期点蚀的原因有3点：第一，接触精度不好，如对角接触、接触面有偏齿或顶齿根等现象。凡属接触不好的发生点蚀比较早，也比较严重。第二，大、小齿轮表面硬度差偏小，材料的饱和性能及抗疲劳性能差，亦易引起点蚀。第三，润滑油过稀易产生和助长点蚀的
发生和发展，因黏度小的润滑油无助于消减作用在齿面上的动力载荷和摩擦力，所以采用黏度较大的润滑油为宜。 3.擦伤与胶合。当润滑油过稀时，由于两齿轮间的压力和相对滑动，容易导致润滑油被挤出或啮合温度升高，使两齿面的金属表面直接接触而互相胶住，这时材料硬的齿面就会把软的齿面擦伤，或将一部分金属黏走，使软齿面上形成许多沿滑动方向的沟纹。齿面发生胶合后，两齿面都变得很粗糙，从而加剧了齿面的磨损。 2、齿轮失效的几种形式 齿轮传动就装置形式来说，有开式、半开式及闭式之分；就使用情况来说有低速、高速及轻载、重载之别；就齿轮材料的性能及热处理工艺的不同，轮齿有较脆（如经整体淬火、齿面硬度较高的钢齿轮或铸铁齿轮）或较韧（如经调质、常化的优质钢材及合金钢齿轮），齿面有较硬（轮齿工作面的硬度大于350HBS或38HRC，并称为硬齿面齿轮）或较软（轮齿工作面的硬度小于或等于350HBS或38HRC，并称为软齿面齿轮）的差别等。由于上述条件的不同，齿轮传动也就出现了不同的失效形式。一般地说，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，而轮齿的失效形式又是多种多样的，这里只就较为常见的轮齿折断和工作面磨损、点蚀,胶合及塑性变形等略作介绍，其余的轮齿失效形式请参看有关标准。至于齿轮的其它部分（如齿圈、轮辐、轮毂等），除了对齿轮的质量大小需加严格限制外，通常只需按经验设计，所定的尺寸对强度及刚度均较富裕，实践中也极少失效。 1、轮齿折断
齿轮失效分析实例
齿轮失效分析实例 齿轮是传递运动和动力的一种机械零件。齿轮的类型以及特点不仅可决定齿轮的运转特性，并且也决定了它是否会过早地失效。 齿轮失效的类型可划分为四种： (1)磨损失效，是指轮齿接触表面的材料损耗； (2)表面疲劳失效，是指接触表面或表面下应力超过材料疲劳极限所引起的材料失效。进一步又可分为初始点蚀、毁坏性点蚀和剥落。 (3)塑性变形失效，是指在重载荷作用下表面金属屈服所造成的表面变形。它又可进一步分为压塌和飞边变形、波纹变形和沟条变形。 (4)折断失效，是指整个轮齿或轮齿相当大的一部分发生断裂。可以进一步分为疲劳折断、磨损折断、过载折断、淬火或磨削裂纹引起的折断等。 本章主要介绍变速箱齿轮及被动齿轮的失效分析实例，供读者参考。 变速箱齿轮失效分析 1.45号钢齿坯裂纹分析 45号钢齿坯，由φ80mm圆钢落料后直接粗车成外径为φ78mm的柱体形状。其化学成分为：C：0.49％，Mn: 0.68％，Cr<0.2％。热处理工艺过程：在X—45箱式电炉中加热，到温度(820℃)装炉，装炉量109只，保温时间为一小时(工件达到温度后计算时间)，工件用盐水冷却(冷却液不循环)，水温20~30℃。回火温度为520~530℃(零件淬火后隔天回火)。经车削后，发现零件内孔平面和内孔上有较多裂纹，如图1和2所示。 图1 OPI 图象说明： 零件实物经SM-3R型渗透剂着色探伤后宏观形貌。经肉眼与放大镜观察，在齿坯内孔平面与内孔中有距离大致相等的5~6处较长的裂纹，裂纹均由内孔之平面与孔交界处为起始分别向内孔壁与平面扩展；内孔平面上和内孔交界处加工纹路明显且尖锐。
图象说明： 内孔平面试样作金相观察，有 数条裂纹交叉分布，其内充满氧化皮 夹杂。其微观裂纹长度不等，分别为 0.63mm,0.29mm,0.23mm及0.19等。 图2 OMI 200× 2．汽车变速箱齿轮失效 失效齿轮为载重汽车变速箱一挡齿轮，由渗碳钢制造，在进行台架试验时，未达到设计要求就发生断齿现象。 根据断口的形貌可断定该齿轮的断裂为高应力作用下引起的快速断裂。主动齿轮心部断口基本为韧窝，被动齿轮具有准解理断裂形貌，说明主动齿轮韧性较好，但强度较低。显微硬度证实了主动齿轮硬度较被动齿轮低。两只齿轮渗碳层中均有网状渗碳体析出，这将使表层韧性较低，致使在运转过程经受不了启动冲击应力的作用。本次断裂事故是由主动齿轮先断裂，进而引起被动齿轮崩齿，故在被动齿轮上还能看到碰伤的痕迹。因此，可以认为齿轮失效的原因为渗碳工艺控制不当（热处理不当）而引起断齿。 变速箱一挡齿轮发生断齿后的宏观实物如图3所示。主动齿轮及被动齿轮断齿后的宏观断口形貌见图4所示。 图象说明： 变速箱齿轮发生断齿后的宏观 实物形貌。 图3 OPI
齿轮常见失效原因及其维修方法分析
齿轮常见失效原因及其维修方法分析 在我国的机械行业中，作为机械设备中的必要零件，齿轮的生产精度以及生产质量直接决定着机械设备的使用性能。但是在实际的使用过程中，机械设备出现故障很多原因就是设备中的齿轮出现了失效问题。文章主要针对齿轮的时效常见问题以及相应的维修方法给予详细的分析以及阐述，希望通过文章的阐述以及分析能够帮助机械设备中的齿轮找出问题出现的原因，及时给予维修；同时也希望通过文章的阐述能够为我国的齿轮生产及制作的发展及创新贡献力量。 标签：齿轮失效；机械设备；维修方法 在机械设备的传动部分，齿轮通常是作为一种变速传动零部件。因此在我国的机械设备中，齿轮是一种不可替代的传动零部件。伴随着现阶段我国机械设备对于齿轮的应用范围越来越大，齿轮制作以及发展也是非常的迅速。但是在实际的设备运行过程中，齿轮往往会由于一系列的原因出现失效问题。根据相关部门的统计，机械设备的故障中有近一半是由于齿轮失效造成的。基于上述的情况，我们要对齿轮失效的原因给予详细的分析和处理，选择最优化的维修方法进行齿轮失效维修，保障机械设备的正常运行。 1 机械设备中的齿轮失效主要原因 关于机械设备中的齿轮失效主要原因的阐述以及分析，文章主要从三个方面进行分析以及阐述。第一个方面是齿轮折断造成的齿轮失效。第二个方面是齿轮齿面出现损坏造成的齿轮失效。第三个方面是其他问题造成的齿面失效。下面进行详细的论述以及分析。 1.1 齿轮折断造成的齿轮失效 在实际的应用过程中，齿轮失效中的齿轮折断根据不同的齿轮形式有不同的折断原因。全齿轮折断通常情况下出现在直齿轮的轮齿处；局部齿轮折断通常出现在斜齿轮以及锥齿轮的轮齿处。下面作具体的分析。 1.1.1 在齿轮运行过程中会因为过载出现齿轮折断 由于过载导致的齿轮折断，在齿轮的折断区域会出现放射状的放射区域或者是人字的放射区域。在通常情况下齿面断裂的放射方向和断裂的方向是平行的。断面放射中心就是贝壳纹裂的断面断口。齿轮出现过载折断的主要原因是齿轮在较短的时间内承载的外界压力远远大于齿轮本身的最大压力，过大的压力造成了齿轮强度变低，出现折断的问题。同时导致齿轮出现折断的原因还有很多，例如齿轮的加工精度不符合要求；齿轮的齿面表面太粗糙和齿轮的加工材质本身存在缺陷等。 1.1.2 在齿轮运行过程中会因为疲劳出现齿轮折断
齿轮常见失效形式及其解决方法
齿轮常见失效形式及其解决方 法(总2页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
齿轮失效分析与解决方法 摘要通过对齿轮失效形式的分析，找出相应解决方法，提高机械传动齿轮质量,延长机械设备的使用寿命。分析研究失效形式有助于建立齿轮设计的准则，提出防止和减轻失效的措施。 关键词失效；轮齿折断；齿面点蚀；齿面胶合；齿面磨损；齿面塑性变形齿轮是现代机械中应用最广泛的重要基础零件之一。齿轮类型很多，有直齿轮、斜齿轮、人字齿等，齿面硬度有软齿面和硬齿面，齿轮转速有高有低，传动装置有开式装置和闭式装置，载荷有轻重之分，因此影响因素很多，所以实际应用中会出现各种不同的失效形式。齿轮的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形五种。 1 轮齿折断 轮齿折断有多种形式，在正常情况下，有以下两种：1）过载折断。因短时过载或冲击载荷而产生的折断。过载折断的断口一般都在齿根部位。断口比较平直，并且具有很粗糙的特征。 2）疲劳折断。齿轮在工作过程中，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断轮齿。齿面较小的直齿轮常发生全齿折断，齿面较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断；斜齿轮和人字齿齿轮，由于接触线倾斜，一般是局部齿折断。 为了提高齿轮的抗折断能力，除设计时满足强度条件外，还可采取下列措施：①采用高强度钢；②采用合适的热处理方式增强轮齿齿芯的韧性；③增大齿根过度圆角半径，消除齿根加工刀痕，齿根处强化处理；④加大齿轮模数； ⑤采用正变位齿轮。 为避免轮齿折断，设计时要进行轮齿弯曲疲劳强度计算和静弯曲强度计算。 齿面磨损有磨粒磨损和跑合磨损两种。 在齿轮传动中，随着工作环境的不同，齿面间存在多种形式的磨损情况。当齿面间落入铁屑、砂粒、非金属物等磨粒性物质或粗糙齿面的摩擦时，都会发生磨粒磨损。齿面磨损后，引起齿廓变形，产生振动、冲击和噪声，磨损严重时，由于齿厚过薄而可能发生轮齿折断。磨粒磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。 新的齿轮副，由于加工后表面具有一定的粗糙度，受载时实际上只有部分峰顶接触。接触处压强很高，因而在开始运转期间，磨损速度和磨损量都较大，磨损到一定程度后，摩擦面渐渐光洁，压强减小、磨损速度缓和，这种磨损成为跑合。人们有意的使新齿轮副在轻载下进行跑合，为随后的正常磨损创造条件。但应注意，跑合结束后，必须清洗和更换润滑油。
齿轮的失效分析
潞安职业技术学院毕业论文 齿轮的失效分析 作者：李再蕾 摘要：齿轮传动是目前最重要也是应用最广泛的一种传动形式。由于齿轮在传动过程 中受到各种因素导致齿轮失效，如轮齿折断、齿面疲劳点蚀、胶合、磨损、塑性变形等。 齿轮失效直接影响着机械效能的发挥，亟待解决，本文分析了机械传动齿轮的失效形式 及失效的原因，并列举了实例进行了实例分析。采用化学成分分析、金相检验、硬度测 试等方法，对断裂齿轮进行失效分析，结果表明，失效的齿轮硬度达不到要求、设计图 样和加工工艺不符、金相组织不符合要求、存在偏载和重载现象等，这些都是导致齿轮 失效的直接原因，本文对此提出了相应的解决措施，并指出了齿轮今后的发展方向。 关键词：齿轮失效分析原因措施 第 1 页
潞安职业技术学院毕业论文引言 机械产品的失效分析是一门新的跨学科的综合性技术，在一些国家中已将它作为一门新的独立学科加以研究和发展。这是因为尽管人们所掌握的机械设计、材料、工艺、管理等的知识不断地丰富与深化，所运用的技术手段不断地更新与完善，但机械产品的失效事故仍经常发生，一些重大的失效事件往往会导致生命和财产的巨大损失。所以必须系统地研究机件的失效类型、鉴别失效类型的技术、预测及监控失效的方法，改进与预防失效的措施等。这方面的知识不仅对专业失效分析工作者是不可缺少的，而且对于设计工程师、材料和工艺工程师以及生产管理人员，也是十分必要的。只有对产品一切可能的失效形式、其发生的条件、控制与预防等有深刻的理解，才可以在创造优质产品方面获得成功。这里主要研究的是齿轮的失效分析。 齿轮是机动车辆、农业、矿山、石油机械和机床等多种机械产品必不可少的基础零件，应用范围极广，需用量也大。齿轮在各种机械中要求可靠且精确地传递动力，应具有高的疲劳强度、耐磨性能和加工精度，因而要求较高的制造技术。 目前我国已具有相当大的齿轮生产能力，基本上已能够满足各类机械产品的要求，但在实际使用中普遍反映使用寿命较低。这主要是由于我国的齿轮制造技术与国际先进水平相比差距较大，在齿轮设计、用材、制造以及使用等方面都还存在不少问题。如果对这些问题不作系统的分析研究，找出问题所在，从而提出相应的改进措施，齿轮产品质量就难以得到提高。 通过齿轮的失效分析，可揭示齿轮的失效形式、失效原因、失效机理。通过失效分析可较准确地揭露齿轮在设计、材质、制造工艺、装配和使用等方面而存在的不足之处。将这些信息反馈到有关部门，有助于改进齿轮质量，延长齿轮的服役寿命。 1 齿轮的损伤和失效形式 在机械工程中，齿轮传动应用甚为广泛，并且往往处于极为重要的部位，因此齿轮的损伤和失效倍受人们的关注。齿轮的失效可分为轮体失效和轮齿失效两大类。由于轮体失效在一般情况下很少出现，因此齿轮的失效通常是指轮齿失效。所谓轮齿失效，就是齿轮在运转过程中，由于某种原因，使轮齿在尺寸、形状或材料性能上发生改变而不能正常完成规定的任务。齿轮在运转中，轮齿有多种损 第 2 页
齿轮的失效分析
齿轮的失效分析 目录 一、结构特性及工作状况 （一）结构特性 （二）齿轮的受力分析 二、齿轮的失效形式齿面点蚀 （一）齿面点蚀 （二）轮齿折断 （三）齿面磨损 （四）齿面胶合 （五）齿面塑形变形 三、其他因素对失效的影响 （一）材料对齿轮的失效影响 （1）锻钢 （2）铸钢 （3）铸铁 （4）非金属材料 （二）润滑对齿轮失效的影响 （1）温度 （2）速度 （3）负荷（压力） （4）击负荷 （5）齿轮类型 （三）设计方面的失误对齿轮失效的影响
四、齿轮材料的合理选择预防齿轮失效 （一）满足材料的机械性能 （二）满足材料的工艺性能 （三）材料的经济性要求 齿轮的失效分析 论文摘要： 包括齿轮的受力分析及服役条件，齿轮的失效形式及影响，齿轮材料的合理选择预防齿轮失效 关键词：失效分析齿轮传动 引言 在机械工程中，齿轮传动应用甚为广泛，齿轮传动是机械传动中一种重要的传动方式，并且往往处于极为重要的部位，因此齿轮的损伤和失效倍受人们的关注。齿轮的失效可分为轮体失效和轮齿失效两大类。由于轮体失效在一般情况下很少出现，因此齿轮的失效通常是指轮齿失效。所谓轮齿失效，就是齿轮在运转过程中，由于某种原因，使轮齿在尺寸、形状或材料性能上发生改变而导致整体设备不能正常工作。 一、结构特性及工作状况 （一）结构特性 齿轮传动具有传动比准确、传动平稳、传递运动工作可靠，传动效率高，结构紧凑，使用寿命比较长等优点。齿轮传动适用范围很广、传递功率从很小到数万千瓦；齿轮直径从小于1mm到10m左右；传动比的范围也很大。所以，齿轮传动得到广泛的应用。 按齿轮传动的工作条件可以分为闭式传动、开式传动和半开式传动三种。 闭式传动封闭在箱壳内保证良好润滑。开式传动是外漏的，不能保证良好的润滑。半开式传动介于二者之间，大多侵入油池内而上装护罩。 齿轮工作条件很复杂。在不同的工作条件下使用的齿轮造成的特征是不同的。根据齿轮的工作特点，在传递功率和运动过程中、齿轮在力的作用下、在齿根产生弯曲应力，齿面产生接触应力，齿面间相对滑动摩擦而产生磨损。有时齿间存在间隙，在齿合过程中还会产生冲击，齿轮的主要失效特征是由于弯曲力矩作用而造成齿的变形和折断，由于接触应力作用而造成的表面疲劳剥落和由于摩擦作用而造成的磨损，由于齿轮工作时所受载荷和转速不同，对于不同材料会造成不同的失效形式。 （二）齿轮的受力分析 齿轮齿合时表面的法向力Fn对齿根造成弯曲应力，因此必须首先分析各类齿轮法相力Fn的计算方法
齿轮故障诊断方法综述
齿轮故障诊断方法综述 摘要齿轮是机械设备中常用的部件,而齿轮传动也是机械传动中最常见的方式之一。在许多情况下,齿轮故障又是导致设备失效的主要原因。因此对齿轮进行故障诊断具有非常重要的意义。介绍了故障的特点和几种诊断方法，并比较了基于粒子群优化的小波神经网络,基于相关分析与小波变换,基于小波包和BP神经网络和基于小波分析等故障诊断方法的优缺点，并提出了齿轮故障诊断的难点和发展方向。 关键字齿轮故障诊断诊断方法分析比较发展
目录 第一章齿轮故障诊断发展及故障特点..................... 错误!未定义书签。齿轮故障诊断的发展................................... 错误!未定义书签。 1. 2齿轮故障形式与震动特征 ........................... 错误!未定义书签。第二章齿轮传动故障诊断的方法......................... 错误!未定义书签。 2. 1高阶谱分析........................................ 错误!未定义书签。 参数化双谱估计的原理 .............................. 错误!未定义书签。 试验装置与信号获取 ................................ 错误!未定义书签。 故障诊断 ......................................... 错误!未定义书签。 应用双谱分析识别齿轮故障 ........................ 错误!未定义书签。基于边频分析的齿轮故障诊断............................ 错误!未定义书签。 分析原理 .......................................... 错误!未定义书签。 铣床振动测试 ...................................... 错误!未定义书签。 边频带分析 ...................................... 错误!未定义书签。 故障诊断 ........................................ 错误!未定义书签。 2. 3时域分析.......................................... 错误!未定义书签。
齿轮失效分析与解决方法
齿轮失效分析与解决方法 摘要通过对齿轮失效形式的分析，找出相应解决方法，提高机械传动齿轮质量,延长机械设备的使用寿命。分析研究失效形式有助于建立齿轮设计的准则，提出防止和减轻失效的措施。 关键词失效；轮齿折断；齿面点蚀；齿面胶合；齿面磨损；齿面塑性变形 齿轮是现代机械中应用最广泛的重要基础零件之一。齿轮类型很多，有直齿轮、斜齿轮、人字齿等，齿面硬度有软齿面和硬齿面，齿轮转速有高有低，传动装置有开式装置和闭式装置，载荷有轻重之分，因此影响因素很多，所以实际应用中会出现各种不同的失效形式。齿轮的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形五种。 1 轮齿折断 轮齿折断有多种形式，在正常情况下，有以下两种： 1）过载折断。因短时过载或冲击载荷而产生的折断。过载折断的断口一般都在齿根部位。断口比较平直，并且具有很粗糙的特征。 2）疲劳折断。齿轮在工作过程中，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断轮齿。齿面较小的直齿轮常发生全齿折断，齿面较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断；斜齿轮和人字齿齿轮，由于接触线倾斜，一般是局部齿折断。 为了提高齿轮的抗折断能力，除设计时满足强度条件外，还可采取下列措施：①采用高强度钢；②采用合适的热处理方式增强轮齿齿芯的韧性；③增大齿根过度圆角半径，消除齿根加工刀痕，齿根处强化处理；④加大齿轮模数；⑤采用正变位齿轮。 为避免轮齿折断，设计时要进行轮齿弯曲疲劳强度计算和静弯曲强度计算。 2 齿面磨损 齿面磨损有磨粒磨损和跑合磨损两种。 在齿轮传动中，随着工作环境的不同，齿面间存在多种形式的磨损情况。当齿面间落入铁屑、砂粒、非金属物等磨粒性物质或粗糙齿面的摩擦时，都会发生磨粒磨损。齿面磨损后，引起齿廓变形，产生振动、冲击和噪声，磨损严重时，由于齿厚过薄而可能发生轮齿折断。磨粒磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。
第六章 齿轮常见故障与诊断
第六章齿轮常见故障与诊断 齿轮传动由于结构紧凑、传动比精确等的优点，成为机械设备中常用的传动方式。现代机械对齿轮的要求日益提高，即要求齿轮能在高速、重载、特殊介质等恶劣环境条件下工作，又要求齿轮传动具有高平稳性、高可靠性等良好的工作性能，使得影响齿轮正常工作的因素愈来愈多，而齿轮工作不正常又是诱发机器故障的重要因素，因此，对齿轮故障诊断技术的应用也是非常重要的课题。 第一节齿轮故障的常见形式与原因 一、齿轮故障的常见形式 齿轮由于结构形式、材料与热处理、操作运行环境与条件等因素不同，发生故障的形式也不同，常见的齿轮故障有以下几类形式。 1.齿面磨损 润滑油不足或油质不清洁会造成齿面磨粒磨损，使齿廓改变，侧隙加大，以至由于齿轮过度减薄导致断齿。一般情况下，只有在润滑油中夹杂有磨粒时，才会在运行中引起齿面磨粒磨损。 2.齿面胶合和擦伤 对于重栽和高速齿轮的传动，齿面工作区温度很高，一旦润滑条件不良，齿面间的油膜便会消失，一个齿面的金属会熔焊在与之啮合的另一个齿面上，在齿面上形成垂直于节线的划痕状胶合。新齿轮未经磨合便投入使用时，常在某一局部产生这种现象，使齿轮擦伤。 3.齿面接触疲劳 齿轮在实际啮合过程中，既有相对滚动，又有相对滑动，而且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反，从而产生脉动载荷。载荷和脉动力的作用使齿轮表面层深处产生脉动循环变化的剪应力，当这种剪应力超过齿轮材料的疲劳极限时，接触表面将产生疲劳裂纹，随着裂纹的扩展，最终使齿面剥落小片金属，在齿面上形成小坑，称之为点蚀。当“点蚀”扩大成片时，形成齿面上金属块剥落。此外，材质不均匀或局部擦伤，也容易在某一齿上首先出现接触疲劳，产生剥落。 4.弯曲疲劳与断齿 在运行过程中承受载荷的轮齿，如同悬臂梁，其根部受到脉冲循环的弯曲应力作用最大，当这种周期性应力超过齿轮材料的疲劳极限时，会在根部产生裂纹，并逐步扩展，当剩余部分无法承受传动载荷时就会发生断齿现象。齿轮由于工作中严重的冲击、偏载以及材质不均匀也可能会引起断齿。断齿和点蚀是齿轮故障的主要形式。
齿轮传动噪音及故障分析
齿轮传动噪音及故障分析 【摘要】为适应节能高效的需要，传动系零部件在朝小型化发展，汽车变速箱采用斜齿轮传动方式，不仅结构紧凑、传动平稳，还有传动力大等特点。斜齿轮传动存在轴向力和径向力，噪音的产生就包含了很多种原因。本文介绍了汽车变速箱在设计、零件制造、总成装配三个方面中产生噪音的原因和解决措施。 关键词传动斜齿轮噪音设计制造装配 目前，客车变速箱普遍采用三轴式传动，下面介绍下我公司生产的6T-160客车变速箱，结构如图一所示： 图一 公司为确保产品质量，对噪音做了详细规定：在台位主轴2600转/分以上转速各档进行跑合试验，要求纯试验时间不得少于5
分钟，在跑合试验时检查产品噪声。 空档和前进档（超速档除处）≤85dB；超速档和倒档≤87dB 本文以6T-160客车变速箱为例，从齿轮传动的特性出发，分析了设计、加工、装配各环节中与噪声产生密切相关的各种主要因素，并对其加以总结归纳，从而得出一系列经验性的方法和思路。 齿轮传动系统的噪声分析 一般来说，齿轮系统噪声发生的原因主要有以下几个方面： (1)齿轮设计方面参数选择不当，重合度过小，齿廓修形不当或没有修形，齿轮箱结构不合理等。 (2)齿轮加工方面基节误差和齿形误差过大，齿侧间隙过大，表面粗糙度过大等。 (3)轮系及齿轮箱方面装配偏心，接触精度低，轴的平行度差，轴，轴承、支承的刚度不足，轴承的回转精度不高及间隙不当等。 齿轮传动的减噪声设计 （1）、6T-160客车变速箱全部采用斜齿轮，齿轮的类型从传动平稳、噪声低的角度出发，斜齿圆柱齿轮同时接触的齿对多．啮合综合刚度的变化比较平稳。振动噪声可能比同样的直齿圆柱齿轮低，有时可低到大约12dB。 （2）、增加斜齿轮传动重合度。轮齿在传递载荷时有不同程度数变动，这样在进入和脱离啮合的瞬间就会产生沿啮合线方向的啮合冲力，因而造成扭转振动和噪音。 如果增加瞬间的平均齿数，即增大重合度，则可将载荷分配在
齿轮失效分析论文分解
业论文 齿轮的失效分析姓名: 杨新源 学 号 ： 2010053105 专 业 ： 矿山机电 班级: 10-03 指导教师：刘霞 2011年9月20日
目录.... 、齿轮传动的特点、类型..... 二、齿轮传动的基本要求..... 三、齿轮的失效形式以及解决措施...... （一）轮齿断齿.... （二）齿面磨损.... （三）齿面点蚀.... （四）齿面胶合 .... （五）齿面塑性变形.... 四、常规齿轮损伤和失效的主要原因探究...... 五、齿轮的常用材料的基本要求 ...... 六、齿轮的常用材料及热处理 ...... 七、小结 (10) 致谢 (11) 参考文献 (12)
摘要：在现代社会工业发展中，齿轮是传动件中应用最广的重要工具，齿轮的类型很多，工况条件较为 复杂。因此失效形式及影响因素也较多。尽管如此，从齿轮的基本特征特征产生原因和对策等方面都有其基本规律。并且齿轮失效常发生在轮齿部分，因此运用基本规律对具体齿轮的损伤作用具体分析，便不难查。这 对机械传动齿轮质量，延长机械设备的使用寿命，具有非常重要的参考价值. 关键词磨损失效分析齿轮损伤材料热处理
引言在机械工程中，齿轮传动应用甚为广泛，齿轮传动是机械传动中一种重要的传动方式，并且往往处于极为重要的部位，因此齿轮的损伤和失效倍受人们的关注。 齿轮的失效可分为轮体失效和轮齿失效两大类。由于轮体失效在一般情况下很少出现，因此齿轮的失效通常是指轮齿失效。所谓轮齿失效，就是齿轮在运转过程中，由于某种原因，使轮齿在尺寸、形状或材料性能上发生改变而导致整体设备不能正常工作。 要知道齿轮的失效形式，我们就应该先了解齿轮的传动类型、齿轮的特点、工作环境、只有清楚的知道了它的工作原理，才能更好的分析出它的失效形式 C□曉宀盹；舊 "曲， 口却?誇入$吗诜￡■ ■ i吳r耳：f茴-丿姿 O f血丄m 一、齿轮传动的特点、类型 齿轮的传动是目前最重要也是应用最广泛的一种传动形式。 与其他机械传动相比。齿轮传动具有以下特点优点：效率高，传动比稳定，工作可靠，寿命长，结构紧凑；适用的功率和速度范围广；可实现空间任意两轴间的传动。 缺点：制造成本高，安装精度要求高，当齿轮精度低，且速度较大时噪声大；不宜用于中心距较大的传动。 齿轮的传动类型: （一）按照齿轮的传动比是否恒定，可将齿轮传动分为 1.非圆齿轮传动，（传动比变化） 2.圆形齿轮传动（传动比恒定）两大类, 在这里只研究圆形齿轮。 （二）根据两轴的相对位置和轮齿的方向，可分为以下类型 1.圆柱齿轮传动; 2.锥齿轮传动;