齿轮常见失效形式及其解决方法
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。
齿轮机构常见的损坏形式及修复
齿轮机构常见的损坏形式及修复
齿轮机构是机械传动系统中常见的一种传动形式，由于齿轮机构常常承担大量的传动负荷，因此在使用过程中会出现不同的损坏形式。
以下是齿轮机构常见的损坏形式及修复方法：
1. 齿轮磨损：由于齿轮轮齿在传动过程中不断摩擦，长时间使
用容易出现磨损现象。
为修复齿轮磨损，可以采用磨削或更换齿轮的方法。
2. 齿轮断裂：齿轮在承受过大的负荷时容易断裂。
修复时可以
采用焊接或更换齿轮的方法。
3. 齿面损坏：齿面损坏是指齿轮齿面出现裂纹、剥落等损伤，
这种损坏形式常常由于不当的使用或者是质量问题导致。
修复齿面损坏可以采用加工或更换的方法。
4. 齿轮变形：齿轮在受到过大的负荷或者在高温环境下容易发
生变形。
修复齿轮变形可以采用加工或者更换的方法。
以上是齿轮机构常见的损坏形式及修复方法，需要注意的是，在修复齿轮机构时应该根据实际情况选择合适的修复方法，以确保齿轮机构的正常运行。
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齿轮传动中轮齿的失效分析及对策
齿轮传动中轮齿的失效分析及对策1. 前言齿轮传动是一种常见的传动方式，应用广泛。
然而，在齿轮传动过程中，由于各种原因导致的轮齿失效问题屡见不鲜，严重影响到了齿轮传动的正常运转和寿命。
因此，在深入分析齿轮传动失效原因及对策的基础上，对齿轮传动的稳定性和可靠性提高具有重要的意义。
2. 齿轮传动中轮齿失效的原因2.1. 疲劳失效疲劳失效是齿轮传动中轮齿失效的主要原因之一。
由于轮齿在正向和反向转动的过程中，承受不断的变频载荷作用，因此轮齿表面会出现间歇性应力集中，使传动装置在寿命一定时期后，出现断裂疲劳破坏，从而导致轮齿失效。
2.2. 磨损失效磨损失效是齿轮传动中轮齿失效的常见原因之一。
在传动装置长期运行的过程中，由于齿轮之间的磨擦和沉积，使轮齿表面出现磨损、腐蚀、锋利度降低等变化，从而导致轮齿失效。
2.3. 强度失效轮齿成型及热处理质量不好，致使硬度或韧性不足，内部夹杂、裂纹等缺陷，或轮毂、轮齿接触应力过高，在强的冲击载荷作用下，形成裂纹并发展成疲劳断裂，从而导致轮齿强度失效。
2.4. 设计失误齿轮传动中轮齿失效还有可能与设计失误有关。
例如，齿数过少、齿形设计不佳、材料选型不当等问题都会导致轮齿失效。
3. 对策在齿轮传动的设计、制造和使用过程中可采取以下对策以降低轮齿失效率。
3.1. 加强设计和制造质量控制在齿轮传动的设计和制造过程中，应加强品质控制，尽量减少轮齿的缺陷产生的机会，确保轮齿承受较高的载荷时不致于出现失效现象。
3.2. 改进润滑方式改善润滑方式是降低齿轮传动中轮齿磨损的有效手段。
可以采用油、油雾、油膜等不同的润滑方式，以补充齿轮之间的润滑缺陷，减少轮齿表面的磨损和腐蚀现象。
3.3. 优化热处理工艺热处理质量对于轮齿传动的寿命有着重要的影响。
在齿轮传动的制造过程中，应采用恰当的热处理工艺，以提高齿轮的韧性和强度。
3.4. 采用高效的材料和齿形设计采用合适的高效材料和齿形设计，以提高轮齿的耐疲劳和强度，这是齿轮传动中降低轮齿失效的重要措施之一。
齿轮常见失效原因及维修办法
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因为疲劳出现的折断，齿轮断口有三个区域。
第一个区域是断裂源区；第二个区域是疲劳扩展区域；第三个区域是瞬间折断区域。
齿轮出现疲劳折断主要是因为齿轮在一个区域多次承受外界压力，特别是弯曲压力，这样会导致齿轮在齿根处出现变形，一旦外界受力超出了齿轮的齿面疲劳极限，就会发生齿轮折断。
齿轮失效常见的形式总结
齿轮失效常见的形式
1.齿面点蚀
产生原因与现象：脉动循环的接触应力，超过接触应力时产生疲劳裂纹，裂纹扩展导致金属剥落形成小坑（麻点）。
发生部位与场合：靠近节线的齿根面处，闭式传动。
2.齿面磨损
产生原因与现象：铁屑或者灰尘进入，啮合齿面的相对滑动摩擦而产生磨损，齿形变廋。
发生场合：开式传动。
3.齿面胶合
产生原因与现象：高速重载时散热不好，高速重载时，压力过大，使油膜破坏，低速重载时，不易形成油膜或者局部偏载，造成冷胶合；金属齿面金属直接接触粘接，较软齿面金属沿滑动方向撕下形成沟纹。
发生场合：低速、高速重载齿轮。
4.齿面塑形变形
产生原因与现象：较软齿面的齿轮在频繁启动和严重过载，齿面的工作应力超过材料的屈服极限时，齿轮油膜被破坏，齿面很大的压力和摩擦力的作用使齿轮金属局部塑形变形。
发生场合：较软齿面的齿轮频繁启动与严重过载。
5.轮齿折断
产生原因与现象：疲劳断裂、过载折断、随机折断;
疲劳折断:齿轮在工作过程中，齿根处产生的弯曲应力最大并且集中，当轮齿重复受载后，齿根圆角处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断轮齿。
过载折断：因短时过载或冲击过载而产生的折断。
发生场合：开式齿轮传动和硬齿面闭式齿轮传动。
发生后果：不能正常转动，甚至造成重大事故。
齿轮的失效形式
齿轮的失效形式齿轮传动是机械设备中最常见的传动方式，现代机械对齿轮传动的要求日益提高，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，又要求齿轮装置具有较高的平稳性、高可靠性和结构紧凑等良好的工作性能，由此使得齿轮发生故障的因素越来越多，而齿轮异常又是诱发机器故障的重要因素。
因此，齿轮故障诊断技术的应用研究是非常重要的。
齿轮由于制造、操作、维护以及齿轮材料、热处理、运行状态等因素不同，产生异常的形式也不同，齿轮常见的故障形式有如下几种：1、齿的断裂齿的断裂分疲劳断裂和过负荷断裂。
疲劳断裂是齿轮重复受载后由于应力集中产生的。
当齿轮副进入啮合状态时，最危险的瞬间是接触点位于齿轮的顶部，此时在齿根部产生的弯曲应力为最大，存在较严重的应力集中，当载荷超过设计值，或者齿轮在周期性交变载荷作用下，经过一定的载荷循环后，齿的根部有可能产生裂纹。
齿轮继续工作，裂纹向根部纵深发展，当裂纹削弱的根部不能承受弯曲应力时，齿就发生断裂。
过负荷断裂是由于机械系统速度的急剧变化，轴系共振，轴承破损，轴的弯曲等原因，使齿轮产生不正常的一端接触，载荷集中到齿面的一端而引起的，其原因主要是由于装配不良，机器运转时存在其他故障问题。
齿的断裂是齿轮最严重的故障，常因此造成设备停机，或者引起机器其他零部件的故障。
2、齿的磨损磨损是指金属的整个齿面上连续不断地损耗，从而在齿面上产生金属的研磨状。
齿轮在啮合过程中，往往在轮齿接触表面上出现材料摩擦损伤的现象。
如果磨损量不影响齿轮在其寿命内应具备的功能的磨损，我们称之为正常磨损，其特征是齿面光滑，没有宏观擦伤，各项公差在允许范围内。
如果由于齿轮用材不当，或在接触面间存在硬质颗粒，以及润滑油供应不足或不清洁，往往以其齿轮的早期磨损，有微小的颗粒分离出来，接触表面发生尺寸变化，严重损失，并使齿形改变，齿厚边薄，甚至出现“刀片”状齿尖；啮合间隙增大；噪声增大；严重磨损的结果将导致齿轮失效。
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。
名词解释齿轮的失效
名词解释齿轮的失效齿轮是一种常见的机械传动元件，被广泛应用于各种机械设备中。
它通过齿面之间的啮合传递动力和扭矩，使机械设备能够正常运转。
然而，在实际应用中，齿轮有时会发生失效，这给机械设备的正常运行造成了不利影响。
本文将就齿轮的失效进行名词解释，探讨其造成的原因及对策。
齿轮的失效指的是齿轮在使用过程中出现的各种问题，导致其无法正常工作或提前损坏。
常见的齿轮失效形式包括齿面磨损、齿根断裂、齿面剥落等。
这些失效形式都会降低齿轮的工作效率、增加噪声和振动，并可能导致机械设备停机。
齿轮失效的原因可以归纳为以下几个方面。
首先，材料的选择和热处理不当可能导致齿轮的失效。
齿轮通常由金属制成，包括钢、铸铁和铝合金等。
材料的选择应考虑到所需的强度和硬度，以及其它特定的工作环境条件。
如果材料选择不当或热处理工艺不合理，齿轮在使用中可能出现过软或过脆的问题，从而加速其失效。
其次，设计缺陷也是齿轮失效的常见原因。
齿轮的传动效果与其齿形、齿数、齿距等设计参数密切相关。
如果设计不合理，例如齿轮的齿形过浅、齿数过少或齿距不匹配等，将导致齿轮的应力分布不均，容易出现高弯曲应力区或集中载荷，从而引发齿面磨损或齿根断裂。
再次，制造误差和加工精度不足也是齿轮失效的重要原因之一。
齿轮的制造过程中，包括铸造、锻造、精密加工等环节，其间的误差积累会对齿轮的工作性能产生重要影响。
如果制造误差过大或加工精度不足，将导致齿轮的齿距不匹配、齿面粗糙度过大等问题，从而降低齿轮的耐磨性和传动效率。
最后，操作和维护不当也会直接导致齿轮的失效。
齿轮在使用过程中，需要注意定期润滑和保持清洁状态。
如果润滑不足或使用不合适的润滑剂，会导致齿轮在运转过程中摩擦增大、温升过高，从而引发齿面剥落或齿面磨损。
另外，使用过程中的异常负载、过载和冲击负荷等也会对齿轮造成损坏，特别是当齿轮设计或质量本身无法承受超载时。
针对齿轮失效的原因，可以采取一些对策来避免或降低其发生。
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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。
提高抗磨粒磨损能力的措施：①改善密封条件（采用闭式传动代替开式传动或加防护装
置）；②提高齿面硬度；③改善润滑条件、在润滑油中加入减摩添加剂、保持润滑油的清洁。
3 齿面点蚀
由于齿面接触应力是按脉动循环变化的（其工作表面上任一点产生的接触应力系由
零增加到一最大值），应力经多次反复后，轮齿表层下一定深度产生裂纹，裂纹逐渐发展扩
大导致轮齿表面出现疲劳裂纹，疲劳裂纹扩展的结果是使齿面金属脱落而形成麻点状凹坑，
这种现象就称为齿面疲劳点蚀。发生点蚀后，齿廓形状遭破坏，传动的平稳性受影响并产生
振动与噪声，以至于齿轮不能正常工作而使传动失效。实践表明，疲劳点蚀首先出现在齿面
节线附近的齿根部分，这是因为节线附近齿面相对滑动速度小，油膜不宜形成，摩擦力较大，
且节线处同时参与啮合的轮齿对数少，接触应力大。点蚀是润滑良好的闭式齿轮传动的主要
失效形式，在开式传动中，由于磨粒磨损比点蚀发展得快，因此不会出现点蚀。
提高齿轮的接触疲劳强度的措施：①提高齿面硬度和降低齿面粗糙度；②合理选用润滑
油粘度，采用黏度较高的润滑油（实践证明：润滑油黏度越低，越易渗入裂纹，点蚀扩展越
快）；③减小动载荷；④采用正变位齿轮传动，增大综合曲率半径。
设计时为避免齿面点蚀，应进行齿面接触疲劳强度计算。
4 齿面胶合
胶合是比较严重的黏着磨损，一般发生在齿面相对滑动速度大的齿顶或齿根部位。
互相啮合的轮齿齿面，在一定的温度或压力作用下，发生粘着，随着齿面的相对运动，粘焊
金属被撕脱后，齿面上沿滑动方向形成沟痕，这种现象称为胶合。胶合发生在高速重载齿轮
传动中，使啮合点处瞬时温度过高，润滑失效， 致使相啮合两齿面金属尖峰直接接触并相
互粘连在一起，造成热胶合；发生在重载低速齿轮传动中，不易形成油膜，或由于局部偏载
使油膜破坏，会造成冷胶合。齿面一旦出现胶合，不但齿面温度升高，而且齿轮的振动和噪
声也增大，导致失效。
提高抗齿面胶合的方法有：①减小模数，降低齿高，降低滑动系数；②加入极压添加剂
的润滑油；③采用齿廓修形，提高传动平稳性；采用抗胶合能力强的齿轮材料；④提高齿面
硬度和降低齿面粗糙度；⑤材料相同时，使大、小齿轮保持适当硬度差。
5 齿面塑性变形
塑性变形属于轮齿永久变形，是由于在过大的应力作用下，轮齿材料处于屈服状态
而产生的齿面或齿体塑性流动所形成的。当轮齿材料较软，载荷很大时，轮齿在啮合过程中，
齿面油膜被破坏，摩擦力增大，而塑性流动方向和齿面所受摩擦力的方向一致，齿面表层的
材料就会沿着摩擦力的方向产生塑性变形。齿面塑性变形常发生在齿面材料较软、低速重载
的传动中。常出现在低速重载、频繁启动和过载传动中。主动轮齿上所受摩擦力是背离节线
分别朝向齿顶及齿根作用的，故产生塑性变形后，齿面沿节线处变成凹槽。从动轮齿上所受
的摩擦力方向则相反，塑性变形后，齿面沿节线处形成凸脊。
减轻或防止齿面塑性变形的方法有：①适当提高齿面硬度；②采用粘度高的润滑油。
对各种齿轮的失效形式及原因的分析和讨论，对提高机械传动齿轮质量，延长机械
设备的使用寿命有非常重要的现实意义。
参考文献
[1]邱宣怀,等.机械设计.高等教育出版社.
[2]吴克坚,于小红,钱瑞明.机械设计.高等教育出版社.
[3]杨可桢,等.机械设计基础.高等教育出版社.