齒輪失效分析與解決方法
摘要通過對齒輪失效形式的分析，找出相應解決方法，提高機械傳動齒輪質量
延長機械
裝置的使用壽命。
分析研究失效形式有助於建立齒輪設計的準則，
提出防止和減輕失效的措
施。失效；輪齒折斷；齒麵點蝕；齒面膠合；齒面磨損；齒面塑性變形
齒輪是現代機械中應用最廣泛的重要基礎零件之一。
齒輪型別很多，
有直齒輪、
斜齒輪、
人字齒等，
齒面硬度有軟齒面和硬齒面，
齒輪轉速有高有低，
傳動裝置有開式裝置和閉式裝
置，載荷有輕重之分，因此影響因素很多，所以實際應用中會出現各種不同的失效形式。齒
輪的失效主要發生在輪齒部分，其常見失效形式有：輪齒折斷、齒麵點蝕、齒面磨損、齒面
膠合和齒面塑性變形五種。
輪齒折斷
輪齒折斷有多種形式，在正常情況下，有以下兩種：
)過載折斷。因短時過載或
衝擊載荷而產生的折斷。
過載折斷的斷口一般都在齒根部位。
斷口比較平直，
並且具有很粗
糙的特徵。
)疲勞折斷。齒輪在工作過程中，齒根處產生的彎曲應力最大，再加上齒根過渡
部分的截面突變及加工刀痕等引起的應力集中作用，
當輪齒重複受載後，
齒根處就會產生疲
勞裂紋，並逐步擴充套件，致使輪齒疲勞折斷輪齒。齒面較小的直齒輪常發生全齒折斷，齒面較
大的直齒輪，因製造裝配誤差易產生載荷偏置一端，導致區域性折斷；斜齒輪和人字齒齒輪，
由於接觸線傾斜，一般是區域性齒折斷。
為了提高齒輪的抗折斷能力，
除設計時滿足強度條件外，
還可採取下列措施：
①採用高
強度鋼；
②採用合適的熱處理方式增強輪齒齒芯的韌性；
③增大齒根過度圓角半徑，
消除齒根加工刀痕，齒根處強化處理；④加大齒輪模數；⑤採用正變位齒輪。
為避免輪齒折斷，設計時要進行輪齒彎曲疲勞強度計算和靜彎曲強度計算。
齒面磨損有磨粒磨損和跑合磨損兩種。
在齒輪傳動中，
隨著工作環境的不同，
齒面間存在多種形式的磨損情況。
當齒面間落入
鐵屑、砂粒、
非金屬物等磨粒性物質或粗糙齒面的摩擦時，
都會發生磨粒磨損。
齒面磨損後，
引起齒廓變形，產生振動、衝擊和雜訊，磨損嚴重時，由於齒厚過薄而可能發生輪齒折斷。
磨粒磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式。
新的齒輪副，
由於加工後表面具有一定的粗糙度，
受載時實際上只有部分峰頂接觸。
接觸處壓強很高，因而在開始運轉期間，
磨損速度和磨損量都較大，磨損到一定程度後，摩
擦面漸漸光潔，
壓強減小、磨損速度緩和，這種磨損成為跑合。人們有意的使新齒輪副在輕
載下進行跑合，
為隨後的正常磨損創造條件。
但應注意，
跑合結束後，
必須清洗和更換潤滑
油。提高抗磨粒磨損能力的措施：
①改善密封條件
(採用閉式傳動代替開式傳動或加防護裝
置)②提高齒面硬度；③改善潤滑條件、
在潤滑油中加入減摩新增劑、
保持潤滑油的清潔。
齒麵點蝕
由於齒面接觸應力是按脈動迴圈變化的
(其工作表面上任一點產生的接觸應力系由
零增加到一最大值)
，應力經多次反覆後，輪齒表層下一定深度產生裂紋，裂紋逐漸發展擴
大導致輪齒表面出現疲勞裂紋，疲勞裂紋擴充套件的結果是使齒面金屬脫落而形成麻點狀凹坑，
這種現象就稱為齒面疲勞點蝕。
發生點蝕後，
齒廓形狀遭破壞，
傳動的平穩性受影響並產生
振動與雜訊，
以至於齒輪不能正常工作而使傳動失效。
實踐表明，
疲勞點蝕首先出現在齒面
節線附近的齒根部分，
這是因為節線附近齒面相對滑動速度小，
油膜不宜形成，
摩擦力較大，
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