机械工程中齿轮失效常见的几种形式及预防措施
简述齿轮常见的失效形式及特点
齿轮失效形式及特点
齿轮作为机械传动装置中常见的零件，其失效形式多种多样。
下面将介绍几种常见的齿轮失效形式及其特点。
1. 磨损失效
磨损是最常见的齿轮失效形式之一，主要是由于齿轮表面的摩擦和磨损引起的。
具体表现为齿面磨损、齿面点蚀、齿面斑点磨损等。
磨损失效主要由于润滑不良、负载过大、工作环境恶劣等原因引起。
2. 齿面断裂
齿面断裂是指齿轮齿面出现裂纹或齿面完全断裂。
齿面断裂多发生在齿根处，其特点是断口光滑，常伴有齿面疲劳痕迹。
齿面断裂主要是由于齿轮过载、材料强度不足、制造缺陷等原因引起。
3. 齿根断裂
齿根断裂是指齿轮齿根处发生断裂，断口呈现韧性断口。
齿根断裂多发生在负荷集中区域，其特点是断口不平整，常伴有齿根疲劳痕迹。
齿根断裂主要是由于齿轮过载、应力集中、材料强度不足等原因引起。
4. 腐蚀失效
腐蚀失效是指齿轮表面受到化学物质侵蚀而产生的失效。
腐蚀失效的特点是齿面出现腐蚀斑点、齿面粗糙等。
腐蚀失效主要是由于工作环境中存在腐蚀介质、润滑不良等原因引起。
以上是齿轮常见的失效形式及其特点。
在实际应用中，为了避免齿轮失效，可以采取以下措施：选择合适的润滑剂，保持良好的润滑
状态；合理设计齿轮结构，提高齿轮的强度及工作寿命；加强齿轮的维护保养，定期检查齿轮状态并及时更换磨损严重的齿轮。
通过这些措施的实施，可以有效预防齿轮的失效，延长齿轮的使用寿命。
总结：了解齿轮常见的失效形式及其特点对于提高齿轮传动的可靠性和寿命具有重要意义。
浅析齿轮传动失效的形式及对策
新校园XinXiaoYuan摘要：本文介绍了齿轮失效的五种基本形式及其原因，并针对失效原因提出解决办法，就提高齿轮的寿命提出建议。
关键词：齿轮；传动失效；形式；对策一、齿轮传动失效的形式齿轮在传动过程中发生轮齿折断、齿面点蚀、齿面损坏等现象，从而失去正常工作能力，这种现象称为齿轮轮齿的失效。
1.面点蚀。
齿轮在传递动力时，两工作齿面实际上是线接触。
实际上，因齿面的弹性变形会形成很小的面接触。
由于接触面积很小，所以会产生很大的接触应力。
传动过程中，齿面间的接触应力从零增加到最大值，又从最大值降到零。
当接触应力的循环次数超过某一限度时，工作吃面便会产生微小的疲劳裂纹。
如果裂缝内渗入润滑油，在另一齿轮挤压下封闭在裂纹内的油压会急剧升高，加速裂纹的扩展，最终导致表面层上的小块金属的剥落，形成小凹坑，这种现象为疲劳点蚀。
点蚀使轮齿工作表面损坏，造成传动不平稳，并产生噪声，轮齿啮合情况会逐渐恶化而导致齿轮报废。
齿面点蚀是在润滑良好的封闭齿轮传动中轮齿失效的主要形式之一。
在开式齿轮传动中，由于齿面磨损较快，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。
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加润滑油的黏度都有利于防止点蚀。
2.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。
齿面磨损的速度符合预计设计期限，则视为正常磨损。
正常磨损的齿面很光亮，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而发生轮齿折断。
产生齿面磨损的原因主要有：一方面齿轮在传动过程中，工作齿面间有相对滑动；另一方面齿面不干净，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.面胶合。
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产生“焊接”现象，称为齿面胶合。
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略简介：机械传动齿轮是机械传动中最常用的部件之一。
它能够将动力从一个部件传递到另一个部件，提供准确、可靠的转速和扭矩转换。
然而，随着运行时间的增长，齿轮会发生磨损、断裂等问题，甚至会导致传动系统失效。
本文将分析机械传动齿轮失效的原因，并提出相应的应对策略。
一、齿轮失效原因（一）磨损在机械传动中，齿轮是直接接触的部件。
长时间使用后，会产生磨损现象，使齿轮失去表面光滑度，从而导致传递扭矩的能力下降，甚至失效。
另外，润滑不良、工作环境恶劣等因素也会加速齿轮磨损的过程。
例如，在没有黄油的情况下，齿轮磨损将更加严重。
（二）齿轮断裂齿轮断裂是指齿轮在运行过程中出现裂纹或破裂，导致传动系统失效。
齿轮断裂的原因可能是材料质量问题、设计问题、制造过程问题等。
如果齿轮的强度和韧性不足，它们容易断裂。
此外，过度负载和振动也会导致齿轮断裂。
（三）腐蚀腐蚀是由介质（如氧气、水、氯化物等）侵蚀导致的齿轮失效。
齿轮被腐蚀后，表面会产生锈斑、氧化层等，从而降低其防锈性能和强度。
对于工作环境中包含腐蚀性介质的传动系统，应采取特殊材料或涂层来保护齿轮。
（四）安装问题齿轮的安装过程非常重要。
如果安装不当，可能导致齿轮错位、偏心、轴与孔的相位差、轴的弯曲或变形等问题。
这些问题会导致齿轮失效或降低传动效率。
因此，正确的安装与对齐是避免齿轮失效的关键因素之一。
二、齿轮失效的应对策略（一）制定维护计划对于机械传动中的齿轮，备份计划是必不可少的。
应定期检查齿轮状态，如磨损、断裂等，及时进行润滑、更换和维修。
制订完善的维护计划能够减少齿轮失效，延长设备使用寿命。
（二）选用合适的材料齿轮的材料和强度与意外磨损和断裂息息相关。
开发并使用高品质和高强度的合金材料，可提高齿轮的寿命以及防止齿轮失效。
（三）加强润滑润滑在防止齿轮失效中发挥重要作用。
正确使用黄油，以保持齿轮表面光滑和防止磨损。
此外，污染和过热的润滑剂也是齿轮失效的根本原因之一。
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略机械传动齿轮在使用过程中可能会出现失效问题，这些问题会影响机械传动的正常运转，甚至导致机械设备的故障。
本文将对机械传动齿轮失效问题进行分析，并提出相应的应对策略。
机械传动齿轮的失效问题主要包括齿轮齿面磨损、齿轮齿面断裂、齿轮齿面剥落等。
这些问题的主要原因包括以下几个方面：1. 不合理的齿轮设计。
齿轮的设计应考虑到传动的扭矩、转速等参数，以确保齿轮运转期间不会超过其承受能力。
2. 齿轮制造质量问题。
齿轮的制造质量对其使用寿命至关重要。
如果齿轮制造过程中出现问题，如质量不合格、热处理不足等，都可能导致齿轮失效。
3. 齿轮使用不当。
齿轮在使用过程中需要注重保养和维护，否则会加速齿轮的磨损和失效。
不及时更换润滑油、不定期检查齿轮磨损情况等，都会对齿轮的使用寿命产生负面影响。
针对以上问题，我们可以采取以下应对策略：1. 合理设计齿轮。
在设计齿轮时，应根据传动的扭矩、转速等参数选择合适的材料，并进行适当的强度校核。
还需要确保齿轮的齿面硬度达到要求，以提高其耐磨性和使用寿命。
2. 严格控制齿轮制造质量。
在齿轮制造过程中，应加强质量控制，确保每个工序的合格率。
还应对齿轮进行必要的热处理，以提高其硬度和耐磨性。
3. 加强齿轮的保养和维护。
定期更换齿轮润滑油，并定期检查齿轮的磨损情况，及时进行维修和更换。
还可以采取一些预防措施，如添加润滑剂、减少齿轮负载等，以延长齿轮的使用寿命。
机械传动齿轮的失效问题是影响机械设备正常运转的重要原因。
通过合理设计齿轮、严格控制制造质量以及加强齿轮的保养和维护，可以有效降低齿轮失效的概率，延长机械设备的使用寿命。
对于机械传动齿轮的失效问题应引起重视，并及时采取相应的应对策略。
如何预防机械工程中齿轮的失效
如何预防机械工程中齿轮的失效摘要：在机械工程中，由齿轮引发的机械事故较多，因此本文对常见的齿轮失效形式进行了介绍，并提出了相应的预防措施。
关键词：齿轮失效预防在现代机械传动中，齿轮作为其中的一个重要组成部分，已经广泛的被应用在各类机械设备应用中。
相关统计表明，由齿轮失效引起各类机械事故的发生率超过了10%。
1、齿轮失效形式齿轮有多种类型，不同类型的齿轮的用途也各不相同。
同时，齿轮在实际生产应用中，其失效形式也是存在着不同的差异。
通常情况下，齿轮的失效部位多为齿面，其他部位则很少发生。
根据工作过程中齿轮出现故障的原因，常见的齿轮失效形式分为以下几种。
1.1齿轮折断在机械工程中，齿轮折断有着很大的危险性，这类现象的发生直接导致齿轮最终失效。
按照其引发机制可分为疲劳折断、过载折断以及随机折断。
疲劳断裂。
齿轮在循环载荷的作用影响下，齿根处将会集中较大的弯曲应力，长此以往，如果集中的应力超出了齿轮的疲劳极限，那么就容易在齿根圆角部位出现疲劳裂纹。
随着齿轮循环次数和工作时间的的增加，经过长期的重复工作，疲劳裂纹将会不断加深扩展，终将出现疲劳断裂。
有较多的因素可以预防齿轮形成疲劳断裂，如齿轮设计时未能充分的估计实际荷载、齿根过渡圆角小、加工精度低、齿轮材料不当等等。
过载折断。
当过大的冲击荷载附加在齿面时，就会相应的导致齿轮应力大于其应力极限。
进而导致齿轮出现过载断裂。
通常为短期过载。
在机械工程中，齿轮出现过载断裂时，在断面部分有人字型花样放射区，或直接呈放射状，其中放射方向基本上平行于裂纹扩展方向，断裂源为放射中心，在齿轮折断的部位，可见壳纹疲劳线。
机械工程中若采用铸铁齿轮时，那么发生过载断裂的几率则更高。
随机断裂。
当齿轮材料剥落、缺陷而在断裂部位集中了较高的局部应力后，那么就将会形成齿轮的随机折断。
这种随机折断的断口形式类似于疲劳断裂。
1.2齿面胶合齿轮在机械运动过程中，往往是进行高速重载传动，齿轮在发生传动时，机械摩擦力做功会使齿合区的温度上升，这就在一定程度上破坏了润滑油膜，进而导致两个齿面金属直接接触，且相互粘连，进而在齿面进行相对滑动，相对较软的齿面金属则会随着齿轮的滑行方向被撕下，并产生沟纹，齿轮发生的这种现象则称为胶合。
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮是机械传动系统的重要组成部分，常见于各类机械设备中。
但是，在长期使用的过程中，齿轮失效问题也时常发生。
本文将针对齿轮失效问题进行分析，并提出相应的应对策略。
一、齿面磨损问题
齿面磨损是机械传动齿轮最常见的失效问题之一。
经过长时间的使用，齿面会因为摩擦而磨损，严重时可能会导致齿面失效。
另外，如果齿轮安装不正确或者润滑不良，也可能会加剧齿面磨损问题。
应对策略：为了有效避免齿面磨损问题，需要选择质量好的齿轮产品，并且在安装过程中认真对齐齿轮，确保润滑油的质量和数量都达到标准要求。
二、弯曲变形问题
由于齿轮工作时承受了巨大的转速和扭矩，因此会出现一些弯曲变形的现象。
这种情况可能会导致齿轮与周围部件之间的间隙变大或者减小，影响齿轮的工作效果。
应对策略：为了有效应对弯曲变形问题，需要在设计和生产齿轮时考虑齿轮的工作环境和承受的转速和扭矩等因素，选择相应的合金材料或者特殊设计，确保在工作过程中齿轮不会变形。
齿轮工作时，可能会发生齿面的疲劳损伤或者断裂问题，这种情况通常是由于齿轮质量不高或者在制造过程中有缺陷导致的。
综上所述，齿轮失效问题是机械传动系统中无法避免的，但可以通过合理选择齿轮产品、加强品质控制、提高制造技术水平等手段来降低失效率，确保机械传动系统的高效稳定运行。
齿轮失效分析及其预防措施
齿轮失效分析及其预防方法摘要：齿轮是传输运动和动力零件关键零件，齿轮种类众多，工作环境不一样，所以有不一样失效形式，失效类型由失效齿轮形貌和失效过程或机理确定。
本文将介绍齿轮失效类型和预防方法。
关键词：齿轮，磨损，疲惫，断裂Gear failure analysis and prevention measuresAbstract:Gear parts to transmit motion and power of the vital parts, Many gear types, The work environment is different, so there are different failure modes, failure type is determined by the failure of the morphology of the gear and the failure process or mechanism. This article describes the failure type of gear as well as preventive measures.Key words: Gear,Wear,Fatigue,Fracture引言从近几年出现机车配件失效情况和失效类型来看, 有配件在要求使用期内发生早期失效, 造成损失, 部分配件失效问题长久得不四处理, 引发惯性事故[1]。
齿轮传动是机械传动中很普遍一个。
齿轮传动用于传输任意两轴间运动和动力。
其圆周速度可达成300m/s，传输功率可达105k W，是现代机械中应用最广一个机械传动。
所以，齿轮质量好坏直接影响了设备使用范围和使用寿命[2]。
齿轮失效是造成机器故障关键原因之一,其运行情况直接影响整个机器或机组工作[3]。
所以必需对断裂齿轮进行失效分析,对主动齿轮制造工艺进行改善研究,提升齿轮综合机械性能和运行寿命[4]。
齿轮失效常见的几种形式及预防措施
齿轮失效常见的几种形式及预防措施作者：邓德飞郭恺何通来源：《中国科技博览》2016年第01期[摘要]齿轮是现代机械传动中的重要组成部分，在各种机械设备中应用极为广泛。
据统计，在各种机械故障中，齿轮失效引起的约占10.3%，下面就齿轮常见失效形式、相应的防止或延缓失效措施作一介绍。
[关键词]齿轮机械形式措施中图分类号：TU324.9 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）01-0049-011、齿轮失效形式齿轮的类型很多，用途各异，在实际生产应用过程中，齿轮的失效形式也是各种各样的。
齿轮失效一般发生在齿面，很少发生在其他部位。
按照齿轮在工作中发生故障的原因，可分析出齿轮常见失效形式有轮齿折断、齿面胶合、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、塑性变形等等。
1.1 轮齿折断轮齿折断是危险性很大的一种最终失效形式，根据形成的不同原因可分为过载折断、疲劳折断和随机折断。
1.1.1 过载折断齿面受到过大冲击载荷时，致使轮齿应力超过其极限应力，发生过载断裂。
一般为短期过载。
轮齿发生过载折断时，其断面有呈放射状或人字级花样的放射区，放射方向与裂纹扩展方向大致平行，放射中心即为断裂源，断口现壳纹疲劳线。
铸铁齿轮易发生过载断裂。
1.1.2 疲劳断裂在循环载荷作用下，齿根处弯曲应力最大且应力集中，当超过疲劳极限时，齿根圆角处易产生疲劳裂纹。
随着工作时间和循环次数的增加，多次重复作用，裂纹逐渐扩展加深，最终导致轮齿疲劳断裂。
导致轮齿发生疲劳折断的因素很多，如：齿轮材料不当、加工精度低、齿根过渡圆角小、设计时对实际载荷估计不足等等。
1.1.3 随机折断当齿轮材料缺陷、剥落在断裂处形成过高的局部应力集中时，会导致随机折断。
其断口形式与一般疲劳折断相似。
这种失效实际上是次生的失效。
1.2 齿面胶合在高速重载传动中，因啮合区温度升高而导致润滑油膜被破坏，使两齿面金属直接接触并相互粘接，随着齿面的相对滑动，较软的齿面金属沿滑动方向被撕下而形成沟纹，这种现象就是胶合。
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机械工程中齿轮失效常见的几种形式及预防措施
摘要:本文介绍了齿轮常见的失效形式、基本特征,预防齿轮失效的一些措施。
关键词:齿轮失效预防措施
齿轮是现代机械传动中的重要组成部分,在各种机械设备中应用极为广泛。
据统计,在各种机械故障中,齿轮失效引起的约占10.3%,下面就齿轮常见失效形式、相应的防止或延缓失效措施作一介绍。
1、齿轮失效形式
齿轮的类型很多,用途各异,在实际生产应用过程中,齿轮的失效形式也是各种各样的。
齿轮失效一般发生在齿面,很少发生在其他部位。
按照齿轮在工作中发生故障的原因,可分析出齿轮常见失效形式有轮齿折断、齿面胶合、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、塑性变形等等。
1.1 轮齿折断
轮齿折断是危险性很大的一种最终失效形式,根据形成的不同原因可分为过载折断、疲劳折断和随机折断。
1.1.1 过载折断
齿面受到过大冲击载荷时,致使轮齿应力超过其极限应力,发生过载断裂。
一般为短期过载。
轮齿发生过载折断时,其断面有呈放射状或人字级花样的放射区,放射方向与裂纹扩展方向大致平行,放射中心即为断裂源,断口现壳纹疲劳线。
铸铁齿轮易发生过载断裂。
1.1.2 疲劳断裂
在循环载荷作用下,齿根处弯曲应力最大且应力集中,当超过疲劳极限时,齿根圆角处易产生疲劳裂纹。
随着工作时间和循环次数的增加,多次重复作用,裂纹逐渐扩展加深,最终导致轮齿疲劳断裂。
导致轮齿发生疲劳折断的因素很多,如:齿轮材料不当、加工精度低、齿根过渡圆角小、设计时对实际载荷估计不足等等。
1.1.3 随机折断
当齿轮材料缺陷、剥落在断裂处形成过高的局部应力集中时,会导致随机折断。
其断口形式与一般疲劳折断相似。
这种失效实际上是次生的失效。
1.2 齿面胶合
在高速重载传动中,因啮合区温度升高而导致润滑油膜被破坏,使两齿面金属直接接触并相互粘接,随着齿面的相对滑动,较软的齿面金属沿滑动方向被撕下而形成沟纹,这种现象就是胶合。
根据各自不同的特征和原因,胶合具体又分为轻微胶合、中等胶合、破坏性胶合及局部胶合四种类型。
齿面胶合会引起强烈的磨损和发热、造成传动不平稳、导致齿轮报废。
1.3 齿面点蚀
轮齿在工作时,其啮合表面上任一点所产生的接触应力是按脉动循环变化的。
齿面接触应力超过材料的接触极限应力时,齿面表层会产生细微的疲劳裂纹,裂纹的扩展使表层金属微粒剥落下来而形成一些小坑,俗称点蚀麻坑。
点蚀会使齿面减少承载面积,引起冲击和噪音,严重时轮齿会折断。
当点蚀面积如超过齿高、齿宽的60%时,应更换新零件。
1.4 齿面磨损
齿面磨损有2种:(1)由于硬的屑粒（如铁屑、砂粒等）进入齿面间所引起的
磨粒磨损;(2)由于轮齿表面相互摩擦所引起的研磨磨损。
过度磨损后,工作表面材料大量磨掉,齿廓形状破坏,常导致严重噪声和振动,最终导致传动失效。
因此,重要轮齿的齿面磨损不应该超过原齿厚的10%,一般轮齿齿面磨损视设备用途不超过原齿厚的20%—30%,超过标准应更换。
1.5 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。
此失效多发生在非硬面轮齿上,齿轮的齿形严重变形,特别是左右不对称时应更换新件。
上面阐述的几种主要轮齿失效形式,在一般情况下,不仅可以修复,且在不能改变齿轮材料、加工工艺的条件下通过提前预防来延迟齿轮失效不利情况的发生,提高齿轮使用寿命。
2、预防齿轮失效措施
2.1 提高齿轮安装精度
2.2 合理选材
齿轮材料的选择,要根据强度、韧性和工艺性能要求,综合考虑。
结合我国实际,宜选用低碳合金渗碳钢。
对于承受重载和冲击载荷的齿轮,采用以Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金渗碳钢为主的钢材;对于负载比较稳定或功率较小,模数较小的齿轮,亦可选用无Ni的Ni-Mn钢。
用这种钢材制造的齿轮与普通电炉钢制造的齿轮相比,其接触和弯曲疲劳寿命可提高3-5倍,齿轮极限载荷可提高15%-20%。
2.3 热处理
通过热处理工艺,可以改善齿轮材质,适当提高硬度,消除或减轻齿面的局部过载,提高齿面的抗剥落能力。
例,对煤矿机械中的齿轮,深层渗碳淬火,可减小齿轮硬化,提高芯部硬度,较小的过渡区残余拉应力和充足的硬化层深度。
2.4 根据实际情况选择齿轮油
据资料显示,机械故障的34.4%源于润滑不足,19.6%源于润滑不当,换句话说,以54%的机械故障是由于润滑问题所致。
因此,选择好的齿轮油对提高齿轮使用寿命有重要的意义。
2.5 修复
为了确保齿轮的强度和硬度,决定采用氩弧焊合金焊丝堆焊修复,后用磨光机整形处理方案,这样焊后的齿轮轮齿少不经热处理达到较高的硬度和强度。
通过对齿轮失效形式的分析,可提高准确判别设备故障的能力,及时解除故障,提高经济效益。
参考文献
[1]孙兆森,李建胜.齿轮失效形式及其对策[J].山西焦煤科技,2006,(4):46-47.
[2]王琳.机械设备故障诊断与监测的常用方法及发展趋势[J].武汉工业大学学报,2000.
[3]孟少农.机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社,1991.
[4]贾磊,朱树红.机械设计基础.北京:航空工业出版社,2011.11.。