齿轮传动的失效形式与设计准则

sgmiao

齿轮传动的失效形式与设计准则
一、失效形式
失效形式分两类：轮齿折断；齿面损坏
轮齿折断又分：疲劳折断；过载折断
齿面损坏又分：点蚀、摩损和胶合、塑性变形
1、轮齿折断：弯曲疲劳折断——闭式硬齿面齿轮传动最主要的失效形式
                          过载折断——载荷过大或脆性材料
     部分形式：齿根整体折断——直齿，b较小时
     局部折断——斜齿或偏载时，b较大时
     部位： 应力集中
提高轮齿抗折断能力的措施：
1）减小齿根应力集中（增加齿根过渡圆角，降低齿根部分表面粗糙度）
2）高安装精度及支承刚性，避免轮齿偏载，设计时限制齿根弯曲应力小于许用值
3）改善热处理，使其有足够的齿芯韧性和齿面硬度
4）齿根部分进行表面强化处理（喷丸、滚压）
     齿面疲劳点蚀——闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式
     收敛性点蚀——开始由于表在粗糙，局部接触应力较大引起点蚀，过后经跑合，凸起磨平软齿面逐渐消失
     扩展性点蚀——硬齿面发生点蚀或软齿面时
     位置：节线附近
    原因：
1）单齿对啮合接触应力较大；
2）节线处相对滑动速度较低，不易形成润滑油膜；
3）另外油起到一个媒介作用，润滑油渗入到微裂纹中，在较大接触应力挤压下使裂纹扩展直至表面金属剥落。
    防止措施：
1）提高齿面硬度；
2）降低表面粗糙度；
3）采用角度变位（增加综合曲率半径）；
4）选用较高粘度的润滑油；
5）提高精度（加工、安装）；
6）改善散热。
开式齿轮传动由于磨损较快，一般不会点蚀
1、齿面磨损——开式齿轮的主要失效形式
     类型——齿面磨粒磨损
    防止措施：
1）提高齿面硬度；
2）降低表面粗糙度；
3）降低滑动系数；
4）润滑油定期清洁和更换；
5）变开式为闭式。
2、齿面胶合——高速垂载传动的主要失效形式——热胶合.
    原因：高速、重载→压力大，滑动速度高→摩擦热大→高温→啮合齿面粘结（冷焊结点）→结点部位材料被剪切→沿相对滑动方向齿面材料被撕裂。
    低速重载或缺油→冷胶合（压力过大、油膜被挤破引起胶合）
    形式：热胶合——高速重载；冷胶合——低速重载，缺润滑油
防止措施：
1）采用抗胶合能力强的润滑油η↑（加极压添加剂）；
2）采用角度变位齿轮传动，使滑动速度VS下降。（使始末位置，相对滑动速度↓）；
3）减小m和齿高h，降低滑动速度VS；
4）提高齿面硬度；
5）降低√；
6）配对齿轮有适当的硬度差；
7）改善润滑与散热条件。
3、齿面塑性变形——低速重载软齿轮传动的主要失效形式
    齿面在过大的摩擦力作用下处于屈服状态，产生沿摩擦力方向的齿面材料的塑性流动，从而使齿面正确轮廓曲线被损坏。
    形式：滚压塑变——材料塑性流动方向与齿面受摩擦力方向一致.
    锤击塑变——由冲击引起的齿面塑性变形，其特征是齿面上形成浅沟槽
防止措施：
1）提高齿面硬度；
2）采用高粘度的润滑油或加极压添加剂。
二、设计准则
        主要失效形式                        设计准则
闭式软齿面齿轮传动        齿面疲劳点蚀        齿面接触疲劳强度准则
闭式硬齿面齿轮传动        齿根弯曲疲劳折断        齿根弯曲疲劳强度准则
高速大功率传动        增加                        齿面胶合能力准则
开式齿轮传动        磨损                        采用齿根弯曲疲劳强度准则，并通过增大m和降低来考虑磨损的影响。

[ 本帖最后由 sgmiao 于 2007-4-29 15:46 编辑 ]

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有实用价值的资料。谢谢楼主！

xwzj

呵呵，这个也恨不错啊，有失效判据方面的东西吗