PS2701-1-F3齒輪輪齒的失效形式,齒輪傳動(dòng)的失效主要是齒輪輪齒的失效。齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中,輪齒上受有外力的作用,齒面間又有相對(duì)滑動(dòng),這些都會(huì)促使輪齒的失效破壞,輪齒必須依靠自身的一定尺寸、材料的機(jī)械性能及外加潤(rùn)滑等來(lái)抵抗破壞。輪齒的失效形式主要有以下幾種。

輪齒折斷,如圖4-16所示,輪齒如同一個(gè)懸臂梁,當(dāng)載荷作用在齒上時(shí),在齒根部分產(chǎn)生相當(dāng)大的應(yīng)力,在該處又有應(yīng)力集中,當(dāng)輪齒重復(fù)受載后,齒根處就會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋,裂紋逐漸擴(kuò)展,最后引起輪齒折斷。輪齒受到突然過(guò)載或嚴(yán)重磨損,使齒厚變薄,也會(huì)發(fā)生斷齒現(xiàn)象。

由上述分析可知,提高輪齒抗折斷能力的途徑是增大齒根過(guò)渡圓角的曲率半徑,消除過(guò)渡圓角處的刀痕,降低應(yīng)力集中。強(qiáng)化齒根處的表面,如采取滾壓、噴丸和淬火等。采用使輪齒芯部具有足夠韌性的材料。避免使齒輪承受過(guò)大的沖擊載荷。

輪齒工作表面的破壞,齒面磨損,相互嚙合的輪齒間有外力的作用,齒面間又存在相對(duì)滑動(dòng),當(dāng)落入鐵屑和砂粒等物質(zhì)時(shí),輪齒工作表面即被逐  圖4-16齒輪輪齒受力圖漸磨損,使齒廓失去了原來(lái)的形狀,工作中就會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng),磨損嚴(yán)重時(shí)又會(huì)引起輪齒的折斷。當(dāng)然,齒面磨損的快慢,還與齒面抗磨性和工作條件有關(guān),對(duì)于潤(rùn)滑充分和防護(hù)完善的閉式傳動(dòng),固然也存在磨損,但比較慢,這不是齒輪報(bào)廢的主要原因。對(duì)于開(kāi)式傳動(dòng)和防護(hù)不完善、并在惡劣環(huán)境下工作的閉式傳動(dòng),磨損往往是齒輪報(bào)廢的主要原因。因此,加強(qiáng)防護(hù)或把開(kāi)式傳動(dòng)變?yōu)殚]式傳動(dòng)是避免輪齒磨損最有效的辦法。

齒面點(diǎn)蝕是潤(rùn)滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)常見(jiàn)的齒面破壞形式。點(diǎn)蝕的產(chǎn)生是由于輪齒的傳動(dòng)是通過(guò)很小的面積進(jìn)行的,因而在齒面接觸表層產(chǎn)生數(shù)值很大的接觸應(yīng)力,而且這個(gè)應(yīng)力是循環(huán)變化的。由于這個(gè)應(yīng)力的多次重復(fù)作用,在齒面上就會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋,這個(gè)裂紋的不斷擴(kuò)展,造成齒面金屬剝落,使齒面形成麻斑,這種現(xiàn)象稱為點(diǎn)蝕,如圖4=17所示。齒面產(chǎn)生點(diǎn)蝕以后,圖4-17齒面點(diǎn)蝕圖剝落下來(lái)的金屬進(jìn)人齒面間,會(huì)引起強(qiáng)烈的磨損,這些都會(huì)使輪齒失去正確的形狀,影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。

點(diǎn)蝕有兩種,一種為擴(kuò)展性點(diǎn)蝕,齒面麻斑逐漸增多加大,使齒廓失去正確形狀,最后導(dǎo)致齒輪報(bào)廢;另一種是非擴(kuò)展性點(diǎn)蝕,也叫早期點(diǎn)蝕,多發(fā)生在工作初期,由于制造精度低,接觸情況不好,使齒面局部載荷過(guò)大,造成局部點(diǎn)蝕,但經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn),載荷沿齒寬分布均勻后,點(diǎn)蝕即停止。這種點(diǎn)蝕不至引起齒輪報(bào)廢,但應(yīng)及時(shí)換油,否則將加快齒面磨損。提高齒面硬度、減少表面粗糙度、增大潤(rùn)滑油的粘度均可提高抗點(diǎn)蝕能力.

接觸應(yīng)力越大,越容易產(chǎn)生點(diǎn)蝕,為防止點(diǎn)蝕、應(yīng)限制接涌匪應(yīng)力,使其不能太大。開(kāi)式,因?yàn)辄c(diǎn)蝕的產(chǎn)生是外力多次重復(fù)的結(jié)果,而開(kāi)式傳動(dòng)齒面蘑碾快,沒(méi)等齒面產(chǎn)生點(diǎn)蝕而表層金屬已磨掉了.

齒面膠合,對(duì)于速度高、載荷大的齒輪傳動(dòng),齒面間壓力大,由于摩擦引起發(fā)熱量大,潤(rùn)滑油隨之變稀而降低了潤(rùn)滑效果,油膜破壞,使金屬齒面直接接觸G在高溫高壓下,一一齒面的金屬會(huì)熔焊在與之相嚙合的另一齒面上,當(dāng)兩齒面相對(duì)滑動(dòng)時(shí),粘住的地方即被撕破,于是在齒面上沿相對(duì)滑動(dòng)的方向形成劃痕,這就是膠合破壞。膠合一經(jīng)發(fā)生,齒輪很快報(bào)廢。因?yàn)槟z合的齒面布滿了膠合線,齒面嚴(yán)重變態(tài)。這時(shí)齒面工作極不平穩(wěn),產(chǎn)生很大的振動(dòng)與噪聲,油溫和箱體溫度顯著升高(原動(dòng)機(jī)輸出功率劇增。

采用粘度大的潤(rùn)滑油(適于低速重載傳動(dòng))或硫化的潤(rùn)滑油(適用于高速重載傳動(dòng)),提高齒面硬度及減少表面粗糙度均可防止或減緩膠合破壞。

塑性變形,低速重載的軟齒面齒輪,齒面上的壓力和摩擦力都很大,輪齒在嚙合過(guò)程中,齒面表層的材料就會(huì)沿著摩擦力方向發(fā)生塑性變形,如圖4-18所示。

提高齒面硬度及采用粘度較高的潤(rùn)滑油,都有助于防止齒面產(chǎn)生塑性變形。

從動(dòng)齒齒輪傳動(dòng)的維護(hù)與潤(rùn)滑,摩擦力方向,為了保證齒輪傳動(dòng)的正常工作,首先必須正確地安裝齒輪。在安裝齒輪傳動(dòng)時(shí),必須保證兩軸的相對(duì)位置和中心距齒面塑性變形,安裝的正確并保證必要的齒側(cè)間隙。

當(dāng)齒輪傳動(dòng)正確安裝以后,其使用壽命的長(zhǎng)短,將取決于日常的維護(hù)工作。在日常的維護(hù)工作中,保證傳動(dòng)良好的潤(rùn)滑條件是一項(xiàng)很重要的工作。

齒輪傳動(dòng)往往因潤(rùn)滑不充分或潤(rùn)滑油選得不合適而造成傳動(dòng)件提前損壞。

對(duì)開(kāi)式傳動(dòng)潤(rùn)滑方法比較簡(jiǎn)單,一般是人工將潤(rùn)滑脂或粘度很大的潤(rùn)滑油定期地刷在輪開(kāi)式傳動(dòng)(u<1.51√s),若條件許可,可采用油把一個(gè)齒輪的一部分浸人特制的油槽中而得到潤(rùn)滑。

對(duì)一般常用浸油潤(rùn)滑。浸油潤(rùn)滑適用于齒輪的圓周速度小于1211△/s的傳動(dòng)。了和油的2個(gè)齒高為宜。速度高時(shí)還應(yīng)該淺些,在0.7倍齒高上下,但至少為10 mm。圓錐齒輪要把整個(gè)齒長(zhǎng)浸入油中。對(duì)多級(jí)傳動(dòng),應(yīng)盡量使各級(jí)傳動(dòng)浸人油中的深度相等。如果低速級(jí)及高速級(jí)齒輪半徑相差很大時(shí),可在高速級(jí)大齒輪下邊裝上打油輪。油池應(yīng)保持一定深度,一般齒頂?shù)接?/span>池底面的距離不應(yīng)小于30~50 mm,以免太淺時(shí)激起沉積在箱底的油泥。油池中應(yīng)保持一定的油量,油量可按每馬力0.35~0.5L計(jì)算。

當(dāng)齒輪圓周速度大于12~15m/s時(shí),宜采用噴油潤(rùn)滑。噴油潤(rùn)滑可以在壓力為

202.65~25⒈313 kPa(2~2.5個(gè)大氣壓)下直接把油噴到要嚙合的齒隙中去。

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