任丘齿轮失效与齿轮材料

齿轮失效与齿轮材料一、轮齿的失效齿轮在传递动力时，载荷作用在轮齿上，使轮齿产生折断和齿面损坏现象，这种现象称为轮齿的失效。常见的轮齿失效形式有五种：轮齿的折断，齿面的疲劳点蚀，齿面的胶合，齿面磨损和齿面塑性变形。 1.轮齿的折断有过载折断和疲劳折断两种，在载荷的多次重复作用下，轮齿危险截面的弯曲应力超过弯曲疲劳应力时，齿根危险截面处就会产生疲劳裂纹。随着裂纹的不断扩展，最终导致轮齿折断，这种现象称为疲劳折断。轮齿因短时突然严重过载而引起的折断，则称为过载折断。这种轮齿折断是开式齿轮传动的主要失效形式之一。增大齿根圆角半径，采用较大的模数，提高精度等级，对齿根进行强化处理，选用韧性较好的材料，使齿根危险截面的弯曲应力不超过轮齿的抗弯强度，都有利于提高轮齿的抗折断能力。 2.齿面疲劳点蚀是闭式齿轮传动中软齿面（软齿面即齿面的布氏硬度小于或等于350）上最常见的一种失效形式。齿轮工作时，齿面接触应力为脉动循环应力。当它超过轮齿材料的接触疲劳极限应力时，在载荷的多次重复作用后，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹。随着裂纹的蔓延、扩展而致使齿面上的小块金属剥落，因而齿面出现凹坑，这种失效称为疲劳点蚀。疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处。点蚀形成后，破坏了齿轮的正常工作，传递载荷能力降低，齿轮传动时会产生噪声和振动，使啮合情况恶化而失效。在开式齿轮传动中，由于齿面磨损较快，一般不出现点蚀现象。防止点蚀的有效措施是：适当地提高齿面硬度、降低齿面粗糙度和增大润滑油的粘度；合理地选择齿轮的参数，使齿面接触应力不超过齿面接触疲劳强度。 3.齿面胶合:在高速重载的齿轮传动中，由于啮合区温度很高，使润滑油的粘度降低，致使两齿面金属直接接触并在瞬时相互粘连。在传动过程中当两齿面相互滑动时，其中较软齿面上的金属沿滑动方向被撕下，而形成沟纹痕迹，这种现象称为胶合。防止齿面胶合的办法是：选用粘性大或有添加剂的抗胶合润滑油；选用抗胶合性能好的材料；提高齿面硬度和减小表面粗糙度等。 4.齿面磨损:轮齿在啮合过程中，两齿面间会产生一定的相对滑动，所以轮齿在受力时，两齿面间就产生滑动摩擦，使齿面产生磨损。减少齿面磨损的措施：采用闭式齿轮传动，提高齿面硬度，减少齿面粗糙度和保持良好的润滑条件，都可以减轻齿面磨损。 5.齿面塑性变形:齿轮传动在承受重载时，齿面在高压和很大摩擦力作用下，如果齿面的硬度较低，齿面金属层将发生塑性移动，使齿面失去正确的齿形。这种失效形式称为齿面塑性变形。齿面塑性变形常发生在严重过载和启动频繁的传动中。减小齿面塑性变形的措施：适当提高齿面硬度和润滑油粘度，尽量避免频繁启动和过载，都可防止或减轻齿面塑性变形。从以上五种常见的失效形式可见，除了轮齿折断是齿体失效（可视为一悬臂梁折断）外，其余的四种失效均是齿面失效，都是由于两齿面接触应力引起的齿面损坏。二、齿轮的材料：齿轮材料的性能必须满足齿面硬度大而齿芯韧性好。 1.锻钢是制造齿轮的主要材料，因为它具有较高的强度和韧性。一般可分为软齿面及硬齿面（1）一般应用可选软齿面（HB≤350），热处理后切齿。为了便于切齿，切齿刀具不致迅速磨损变钝，这种齿轮是将齿轮毛坯经正火或调质处理后再进行切齿。（2）重要应用可选硬齿面（HB>350），切齿后进行表面硬化处理，热处理方法为表面淬火、渗碳、氮化等。处理后的齿面硬度较高而芯部韧性好，故承载能力大且耐磨性又好。 2.铸钢的强度较高而耐磨性较好，但由于铸造时内应力较大，故应经过正火或退火处理。铸钢常用于尺寸较大而不宜锻造的齿轮。 3.铸铁性质较脆，抗冲击及耐磨性较差，但易于铸造和切削加工。因此铸铁常用于低速、中载、无冲击及无振动的开式齿轮传动中。球墨铸铁的机械性能及抗冲击性远比灰铸铁高，故获得越来越多的应用

产品名称：齿轮-kx01

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