齿轮失效分析
变速器齿轮损坏失效分析和变速器故障分析及排除措施
八
相啮合的一对齿轮，部份齿不规则的损坏（缺、裂、断）。部份齿完全正常，缺裂的齿有一齿或多齿的齿面上有明显或较深的光滑的压痕。
有金属或较硬的异物作用于齿面上产生。一是箱体内其它零件（如轴承、滚针、锁销等）脱落或损坏的碎屑掉于高速旋转的齿面上；二是装配时掉入的销子、铁丝、钢钉等异物被润滑油意外的卷入齿面。
修理厂
修理厂
赔偿
二
齿面点蚀
1
全齿面针状点蚀（小麻点）
箱体内不清洁；油料使用不当。要选用粘度大的85w/90重负荷双曲线齿轮油。
用户
用户自负
2
齿中部小面积破坏性点蚀（粒状）
热处理渗碳淬火有效硬化层深不够，表面硬度梯度大，齿形设计不合理等不符合技术标准要求
制造者
厂家调换
三
齿面剥落（掉皮）或拉伤
产品设计不合理，滑动系数太大，材料或热处理不符合技术和标准要求。
2
齿宽1/3或1/2扭曲，有, 1/3或1/2保持原状，齿面磨损正常。
啮合错位、偏载。没有满齿宽接触，一是装配没有检查轴向移动间隙和换档系统间隙，二是换档操作不当、抢档不到位。主要是EQ140二轴一档齿轮（主一）、中间轴（付轴），偶尔有倒档齿轮等滑动换档变速器齿轮。
用户
用户自负
六
轮齿变形，过渡磨损，未啮合部位或无接触部份变色发蓝。
啮合错位，偏载。因卡簧失效，轴承损坏、换档不到位等原因造成。
用户或修理厂
用户自负
4
只断一齿，断面有明显夹灰，断面颜色不一致。
材料有夹灰，微裂纹等质量问题
制造者
厂家调换
5
齿轮破裂
齿根或键槽尖角过渡，应力集中或材料质量问题。
制造者
厂家调换
序号
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。
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。
机械基础-齿轮传动失效分析
二、齿面点蚀
产生原因 接触应力——疲劳裂纹 ——裂纹扩展——麻点状小坑
二、齿面点蚀
发生场合及产生部位
发生在：闭式齿轮传动中 靠近节线的齿根面处
二、齿面点蚀
预防措施
提高齿面硬度 降低表面粗糙度值 改善润滑条件 改变设计参数
轮齿折断
齿面点蚀
齿面磨损
齿面胶合
塑性变形
一、轮齿折断
产生原因 疲劳折断 过载折断
一、轮齿折断
硬齿面（齿面硬度＞350HBW）闭式传动齿轮，失效形式是轮齿折断
发生场合及产生部位 发生在：开式齿轮传动和 闭式硬齿面齿轮传动中 直齿轮：全齿折断 斜齿轮：局部折断
一、轮齿折断
硬齿面（齿面硬度＞350HBW）闭式传动齿轮，失效形式是轮齿折断
带式输送机的设计
学习导图
CONTENTS
一、轮齿折断 二、齿面点蚀 三、齿面磨损 四、齿面胶合 五、塑性变形 六、总结
任务导入
某齿轮箱，齿轮使用一段时间后发生如下损坏，请分析失效形式，产生原因， 提出防止失效措施。
任务导入
齿轮设计首要考虑齿轮在传动中不发生失效，常见的齿轮失效一般发生在轮齿 上。
三、齿面磨损
产生原因 硬质微粒进入——轮齿表面磨损
三、齿面磨损
发生场合及产生部位
发生在：开式齿轮传动中 全齿面磨损
三、齿面磨损
预防措施
加防护装置 提高齿面硬度 减小接触应力 降低表面粗糙度值 保持润滑油的清洁
四、齿面胶合
产生原因
压力大，温度升高 ——金属相互粘连 ——粘住的地方被撕破——带状或 大面积的伤痕
四、齿面胶合
齿轮质量控制专题——齿轮断裂失效分析和质量控制
腐 蚀 后 观 察 ， 陔试 样 存 较 严 重的 偏 析现 象 （ 【 割ｌ ２ ）。 心 部 组 织 为 板 条 玛 氏体 ， 部 分 区 域组 织 粗 火 ，按Ｊ Ｂ ／ Ｔ ９ ２ ｌ 】
２ ０ ０ ８ 为７ 级 （ ｌ ３ ）。
１ ４） 。
表 面 组 织 为 针状 屿氏 体 ，组
织 细 小 ，按 ＧＢ／ Ｔ ９ ２ ｌ １ ２ ０ ０ ８ 评
廓钻孔、滚齿加工后 ，送热处理
车 间 渗 碳 淬 火 ；２ ０ １ ２ 年３ 月２ ０ 日 ｝ ｝ ｛ 炉 ；２ ０ ｌ ２ 年４ 月２ 日 内 磨 、 平 磨 、磨 齿 完 工 ；２ ０ １ ２ 年４ 月６ 日装 配试 车 ，在 试 车 过 程 中发 生 齿 轮
为了找出齿轮失效 的原因 ， 我 们 从 原 材 料 、热 处 理 工 艺 、 车
削 加 工 工 艺 、金 相 组 织 ，以 及 裂
进 行 控 制 ，进 行 表 面Ｍ Ｔ ￣ ： Ｉ Ｉ Ｐ Ｔ 检 测 ， 以 确 保 表 面 无 车 削 裂 纹 存
在。
抛九一内磨一平磨 一 ＋ 磨齿。
２ ｈ，出炉 空冷 。
渗 碳 工 艺 为 ：７ ６ ０℃ 等 温
２ ｈ ，然后在９ ３ ０ ¨ Ｃ渗 碳 渗 碳 后
对 原 材 料 进 行 严 格 控制 ，许通 过
２ ２
７ｊ ｌ
．
３
ｌ 搀她 刊 糍
ｗ ｗｗ ｍ ｅ ｔ ｏ ｌ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｌ９ Ｓ Ｏ ． ｃ ｏ ｍ ￣ｏ
方 法 及 实地 调 查研 究 分析 ，找 出 了齿轮
失 效 的原 因并提 出 了相 应 的 改进 和 预 防
工程机械变速箱齿轮断齿失效分析
工程机械变速箱齿轮断齿失效分析目录一、内容简述 (2)1. 内容概要 (2)2. 研究背景与意义 (3)3. 国内外研究现状 (4)二、失效齿轮基本状况及影响因素分析 (6)1. 失效齿轮概况 (7)2. 影响齿轮断齿的因素 (8)三、变速箱齿轮断齿失效形式与特点 (9)1. 断齿失效形式 (10)2. 断齿失效特点 (11)四、变速箱齿轮断齿失效原因分析及机理研究 (12)1. 齿轮材料与设计因素 (13)2. 制造工艺与质量控制 (15)3. 齿轮受力与疲劳损伤机理 (16)4. 环境因素与运行管理 (17)五、预防与减少变速箱齿轮断齿失效的措施与建议 (18)1. 优化设计与选材 (20)2. 加强制造工艺与质量控制 (21)3. 加强运行管理与维护 (22)4. 改善运行环境 (23)六、案例分析 (24)1. 案例一 (25)2. 案例二 (26)3. 案例分析总结 (28)七、研究展望与总结 (29)1. 研究展望 (30)2. 研究总结 (31)一、内容简述本文档旨在对工程机械变速箱齿轮断齿失效现象进行深入分析，以期为工程机械设计、制造、维修和使用提供有益的参考。
通过对齿轮断齿失效原因的探讨，我们可以更好地了解齿轮在工程机械中的重要作用，以及如何通过改进设计、选用合适的材料和实施有效的维护措施来提高齿轮的使用寿命和性能。
本文档首先介绍了齿轮断齿失效的基本概念和分类，然后详细阐述了齿轮断齿失效的主要原因，包括齿轮材料、制造工艺、润滑条件等方面的因素。
我们将对这些原因进行具体分析，并提出相应的解决措施。
本文档还对齿轮断齿失效的检测方法和评价标准进行了介绍，以便工程师在实际工作中能够准确地判断齿轮的失效情况，并采取有效的预防和修复措施。
1. 内容概要本报告旨在对工程机械变速箱齿轮的断齿失效进行深入分析，以提高齿轮系统的可靠性与寿命。
将介绍齿轮断齿失效的基本概念、特点及可能的原因。
将对齿轮材料、制造工艺、设计参数、载荷状况等可能影响齿轮断齿的因素进行详细探讨。
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。
齿轮失效分析及修复
齿轮失效分析及修复齿轮失效分析、措施及修复了解齿轮失效形式，分析齿轮损坏的原因，提出防止齿轮过早失效的措施和齿轮失效后的堆焊修复的工艺方案，对提高齿轮使用年限有现实意义。
一、磨损失效磨损定义为齿轮接触表面材料的损耗，磨损程度可分为正常磨损和破坏性磨损；磨损机理可分为磨粒磨损、刮伤和腐蚀磨损。
理论上齿轮表面有一层连续的相当厚的润滑油膜，两个齿轮金属表面不发生直接接触；但在实际使用中，润滑油膜是不完整的、不连续的，尤其在重载荷和润滑不充分的情况下，齿轮表面的润滑膜仅仅是局部保存。
在显微镜下观察，齿轮表面有许许多多微小的凸出点，齿轮啮合时首先是这些微凸点接触，微凸点承受载荷时很容易把润滑油膜破坏掉，接着较硬的微凸点刻入较软材料中产生粘合，随着齿轮运转，这些粘合点被撕破而碾成磨料，导致了齿轮磨粒磨损。
除了齿轮副上述所产生的磨料，还有来自铸造齿轮箱的砂粒、氧化皮及润滑油里杂志、机加切屑，这些都可能成为磨料。
正常磨损，齿轮表面的微凸点渐渐被磨平，齿轮表面而成光滑貌，它不导致齿轮副失效。
正常磨损一般产生在载荷不大、润滑充分的场合。
破损性磨损常常发生在超载的情况下，齿面发生严峻磨损后，导致渐开线曲面齿廓变形，齿侧间隙增大，齿厚减薄，并将引起冲击和震动，使用寿命下降，末了齿轮传动宣告失效。
在磨粒磨损中，如果存在坚硬的磨料质点，就会在较软的齿面上沿着刮出划痕，发生刮伤磨损，刮伤磨损也进一步加重磨粒磨损的程度。
由于油质问题或使用环境潮湿原因，使得光滑油中含有水或酸，具有侵蚀性的光滑油容易使齿轮表面生锈，导致齿面磨损速度更快，这种情况下便是侵蚀磨损。
从上述可见，提高齿面粗糙度等级、清算外来杂质、对光滑油进行过滤是控制磨粒磨损的有用途径，在设计上进行强度核算确保齿轮不超载，这个是使齿轮不产生破损性磨损的条件。
二、接触疲劳失效接触疲劳也称齿面点蚀，齿轮传动时，节线处一带相互接触并构成紧缩状态，使得节线一带产生了压应力、拉应力和剪应力，齿面每一次接触这些应力感化其上，这些应力随着齿轮滚动有规律轮流地施加在不同的齿面上，对于每一个齿面，都承受脉冲式交变应力，在这个交变应力的循环感化下，节线处发生了疲劳微裂纹，小片金属逐步剥落，就产生了齿面点蚀。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
齿轮失效分析
齿轮是传递运动和动力的重要零件 齿轮种类较多 工作环境不
同 因此有多种不同的失效形式 失效类型由失效齿轮的形貌和失效
过程或机理确定的 失效机理确定后 就可以确定失效原因 提出相
应的对策
齿轮失效类型可以分为四大类 磨损 表面疲劳 塑性变形和折
断 每一大类还可细分为几类 进而使分类更加精细和明确辨别特征
图三十一 表面淬硬齿轮有起 棱是由于过载造成的
图三十二 图示是中等硬度齿轮发生冷变形 的过程情况 此类齿轮较硬化齿轮更易产生 齿面金属移动现象 图中可以看出材料已卷 到齿顶边上 造成齿型损坏 重载是引起金 属移动的主因
9
图三十三 中等硬度的齿轮由于碾压与 撞击造成表面变形 开始时由于超载造 成初步损伤 长期超载使用 硬度不够 造成变形
塑性变形 在过大应力作用下 轮齿材料因屈服产生塑性流动 而形成齿面和齿体的变形
1 碾击塑变 在齿顶棱和齿 滚碾冲击作用 接触应力过 减小接触应力 提高材料硬
端出现飞边 齿顶滚圆 高 轮齿材料硬度过低 动载 度 降低动载荷 采用极压添
节线附近有沟槽 脊棱 荷太大以及润滑不良
加剂和高粘度润滑油 保证制
造 安装精度
图三十八 齿轮因敲击和疲劳而断 裂 严重超载和润滑不足引起此损坏
10
图三十九 四十 因调整不当引起锥齿轮的齿断裂 图三十九是因为锥 齿轮的齿轮踵部载荷过大造成 原因是齿侧隙过大 图四十的折断是齿 轮尖部载荷过大造成 原因是侧隙过小 同时 如振动载荷也可能造成 上述损坏 甚至整个环状轮齿断裂
图四十一:因润滑不充分 齿轮之间的 不正常磨擦产生热 使金属软化 使齿 面擦伤 磨损的小齿轴轴承使小齿轮产 生轴向位移 造成齿环接触不正确 此 类损坏 扭矩过大是原因之一
棱
应力和低滑动速度 不良润滑 保证润滑油的清洁度
材料的塑性流动
4 齿体塑变 轮齿歪扭 齿 润滑失常造成剧烈温升引起 充分的润滑 提高润滑油的粘
形剧变 硬齿面轮齿伴有 轮齿热塑变形 过大载荷引起 度 对冷塑变形应提高材料的
变色现象
冷塑变形
屈服极限
轮齿折断 齿轮一个或多个齿的整体或局部断裂
1 疲劳折断 起源于齿根处 高的交变应力多次作用的结 修改齿轮几何参数 降低齿根
失效的类型可见表一 失效的特征 部位及对策见表二 齿轮的失效
损伤除了以上类型和特征外 还可有其他形式的损伤 如随机断裂
各种材质缺陷造成的损伤 加工工艺不当造成的淬火裂纹 磨削裂纹
等 但此类损伤如在加工过程中加强质检是可以避免的 因此在表二
中未予列出
表一 分类
磨损
表面疲劳 塑性变形
折断
齿轮失效的类型
失效类型 轻微磨损 中等磨损 过度磨损 磨粒磨损 腐蚀磨损 轻微胶合 中等胶合 破坏性胶合 局部胶合 早期点蚀 破坏性点蚀
润滑油 降低齿面表面粗糙
伤痕 较软齿面更明显
度 降低载荷及速度
3 破坏性胶合 沿滑动方向 润滑不充分 工作温度过高 保证一定条件下良好的润滑
呈现明显粘撕痕迹 齿顶 齿面接触应力或速度过高引 采用极压或特殊高粘度的润
有明显的材料移失迹象 起的过热
滑油
齿廓毁坏 振动 噪音增
大
4 局部胶合 局部区域有齿 由于安装制造误差 引起载荷 安装精度适当 修形量适当
图二十六 齿面淬硬的齿轮的疲劳 断裂 始于齿根处 出现在图示箭 头所指的齿的两侧 进一步向齿根 的中部发展而造成断裂 金相分析 可有助于进一步找出齿断裂的深 层原因
8
图二十七 图中齿顶已碎掉 过载产 生的过大应力引起裂纹 进一步的疲 劳造成裂纹的发展 直至齿顶破碎 如果此过程在短时间内发生 表明齿 面硬度过高 可通过金相分析来验证
表三
齿轮失效分布图
疲劳24
撞击15
麻点 剥落 渗碳层压碎 20 外物落入啮合 区10
过量磨损 擦 伤 划伤18
其他13
3
图一 因润滑不良或啮合不正 确引起的粘附磨损
图二 齿面的中等磨损使节线 变得清晰可见 箭头所示 多 数由润滑油中磨料引起
图三 由于润滑不良和重压力下造 成金属与金属直接接触而产生该 伤 图中磨损表面的水平线是节 线
6
图十七 图中所产生的齿面纵 向裂纹是硬齿面的渗碳层压 碎 裂纹从渗碳层深部向表面 延伸 裂纹进一步发展将产生 大块碎片从表面脱落
图十八 渗碳层初始形式见左侧 示图 最后阶段剥落形式见右侧 示 图 初步分析可以判断为过 载造成 详细分析应作金相分析
图十九 图示是典型的疲劳损 坏 其特点是有光滑的区域 过 载和振动是造成损坏的原因
的疲劳裂纹扩展造成的 果 齿根圆角半径过小 表面 表面粗糙度 正确的喷丸处
断齿
粗糙度过高 滚切加工时有损 理 适当的热处理消除残余应
伤 材料中有夹杂物 残余应 力
力影响
2 过载断齿 断口较粗糙 短时意外过载造成严重应力 避免突然的意外过载 设置安
无疲劳断裂的特征
集中 动载荷过大 较大硬质 全装置
异物进入啮合处
剥落 碾击塑变
鳞皱 起脊 齿面塑变 疲劳折断 过载折断
1
表二 齿轮损伤特征 原因及对策
损伤特征部位
损伤原因
对策
磨损 齿轮在啮合过程中 轮齿接触表面材料的摩擦损耗现象
1 轻微磨损 接触表面上的 轮齿接触表面的粗糙度与润 此为轻微磨损过程 可适时更
微凸体逐渐磨平 直至出 滑粘度 齿面工作速度 工作 换润滑剂
图二十四 疲劳折断的齿轮 见图示 箭头指明方向表示 裂纹从左边缘开始 靠近齿 受压侧的底部 箭头指示部 位是裂源 旁边区域是受到 充分的磨擦 裂纹起初发展 缓慢
图二十五 图所示断齿和另一齿上的裂 纹 断齿的断面不是光滑的 说明是一 个瞬间的突然断裂 图中可以观察到断 面含有显著的夹渣带 材料含杂质 它 的作用象刻痕一样 促进缺陷的发展
图二十 图示小齿轮中箭头所 示三个齿发生疲劳损坏 其余 齿面是轻微的磨损
图二十一 图示油泵齿轮因疲 劳而断裂 断裂从齿根圆角处 延伸到齿轮中心孔 齿面还伴 随有严重磨损
7
图二十二 齿根的疲劳裂纹见图 示箭头所示 造成缺陷原因应进 行金相分析
图二十三 由于过度 重复重载引起齿轮折断 在图示 A 的部位 可以看到因疲劳裂纹首先折 断的部位 断面光滑 似天鹅绒般的区域
2 鳞皱 齿面塑变呈鱼鳞状 润滑不良及高压强作用 齿面 提高齿面硬度 改善润滑 提
皱纹 并垂直于滑动速度 爬行 的结果 低速度 振 高速度 控制齿面的振动
方向
动引起齿面塑性流动
3 起脊 整个工作齿面上沿 常发生在重载的蜗杆传动中 提高材料的硬度 采用粘度
滑动方向形成明显的脊 准双曲线齿轮传动中 高接触 大 有极压添加剂的润滑油
5
图十二 图中有害的麻点是由 过载造成的
图十三 图内所示是由麻点毁坏的 齿面
图十四 齿根发生麻点 其原因 是接触应力过大和啮合区域不 正确 过载是主要原因
图十五 左图箭头 所示是齿面剥落 的第一阶段 在齿 的接触区域有扩 展的裂纹 右图所 示当大片碎片脱 落时 齿面就彻底 破坏了
图十六 齿面产生严重的麻点和 剥落 在相邻齿面上齿面被彻底 损坏
图四十二 环齿出现变色和变 形 原因是润滑不充分或油品不 正确 表面过分摩擦和出现过热 是原因
图四十三 齿轮表面的肿包 芒刺和隆起 是出现在精加工 后的齿轮由于放置粗心 使齿 的棱边碰伤而致
11
图四十四 右侧图是正常齿轮啮合情况 左侧图和中位图都是齿接触不良好的啮 合情况 其接触面集中在齿面的一端 会造成齿轮高速度运转时的尖叫噪音 但 此类磨损一般不会造成进一步的损坏事故
12
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图二十八 图示渗碳齿轮角部已被敲 掉 表明齿角在破裂之前受到多次重 复的冲击 撞击 此时不适当的撞 击是造成破坏的原因
图二十九 淬硬正齿轮断面上呈灰色颗 粒状外观的是典型的撞击缺陷造成 而 疲劳破坏断裂区有明显的光滑外观 这 两者有显著区别
图三十 图中所示的表面淬硬偏轴伞齿 轮产生的齿面波纹皱 波纹 起棱 冷 变形是高负载齿轮上出现的典型现象
1 轻微胶合 靠近齿顶或齿 运转初期润滑条件与工作情 控制起动过程的润滑及载荷
根的齿面上沿滑动方向 况不协调 或轻微干涉存在而 排除干涉的起因
有极轻微而细密的伤痕 引起
一条喑带 有时要借
助显微镜才能见到痕迹
2 中等胶合 齿顶部 齿根 齿轮啮合处局部温度过高 破 降低油温 使用极压添加剂的
部均有滑动方向的粘撕 坏润滑油膜
坏 磨损率很高 节线附 统有严重振动 冲击载荷 时更换润滑油
近有点蚀 传动有噪音和
振动
4 磨粒磨损 轮齿接触表面 齿面间异物引起磨粒磨损 在 改善润滑方式 提高润滑油粘
沿滑动方向有较均匀的 开式齿轮传动中更为严重 度 提高工作速度 减轻载荷
条痕 多次磨擦条痕重
跑合后注意清洗 适时换油
叠
开式齿轮箱采取适当防护
图四 划伤的早期阶段在齿轮上 部显示出斑点的覆霜似样式 损 伤在这个阶段是轻微的
图五 破坏性的刻伤如图 重的刻伤发生在节线以上或 以下 通常损伤会迅速发展 至齿轮不能使用
4
图六 一种磨料轻微磨损的 形式
图七 一种磨料磨损特别严 重的形式 轮齿的大部分由 于润滑剂中的磨料磨粒而损 坏
图八 由润滑剂里的添加剂 和污染物引起齿面的腐蚀磨 损
图九 齿轮表面由于受化学腐 蚀而损伤 一般因润滑油 添 加剂等引起 对齿面影响极大 并其发展趋势越来越严重
图十 齿面麻点由很小的坑穴组成 这些麻点经过起初阶段后经常会 自 痊 变好
图十一 麻点产生在斜齿面的一 端 原因是中心线稍有失调 麻点 慢慢向中部进展 表面变抛光 说 明载荷沿齿面分配变均匀 这种麻 点无害
图三十四 剧烈 过大的接触应力使齿轮 表面产生塑性流动 形成波纹 在齿面中 心部位还有表面材料碎裂的剥落产生 过 载是主因