文档介绍：第九节齿轮传动的失效形式和材料
一、齿轮传动的失效形式
齿轮传动失去正常工作能力的现象,称为失效。
轮齿的失效形式有以下五种:

轮齿折断一般发生在齿根部位。齿轮在传递动力时,轮齿受到弯曲作用,而齿根部分受到的弯曲应力是最大的。
┌全齿折断(直齿齿根裂纹扩展所至)
1)疲劳(交变载荷反复作用)折断→
└缺角(斜齿接触线为斜线)

2)过载(短期严重过载或过大的冲击)折断:铸铁或淬火钢容易发生脆性折断。
防止轮齿折断的措施:禁止超载使用。保证轮齿弯曲疲劳强度,增大齿根圆角半径等。
轮齿折断图
2. 齿面点蚀
点蚀一般发生在靠近齿根的节线附近。
点蚀——轮齿表面有小片金属剥落下来或点状脱落,形成麻点。
原因:
齿轮在传递动力时,两齿面理论上是线接触,实际上因齿面产生弹性变形而形成接触面很小的面接触。
⑴交变的接触应力反复作用→产生裂纹
⑵摩擦力的作用→带动表面材料剥落
⑶油压的作用→促使裂纹扩展
危害:点蚀后,齿廓表面被破坏,造成传动不平稳,产生噪声。
措施:限制接触应力,提高齿面硬度,选择合适的润滑油。
齿面疲劳点蚀是闭式齿轮传动的主要失效形式。
齿面点蚀图
3. 齿面磨损
齿轮在传动中,两齿廓都要产生相对滑动,因此两齿面必定会产生磨损。
磨损有两种:一是跑合,二是磨粒磨损。
油不净→磨料磨损→齿形破坏
→齿根减薄(根部严重)→断齿
防止磨粒磨损的办法有:采用闭式传动,保持良好清洁的润滑,提高齿面硬度。
4. 齿面胶合
在高速、重载的齿轮传动中,往往因温度升高,润滑油的油膜被破坏,接触齿面在瞬时高温、高压下,接触处的金属表面局部粘接在一起,由于齿面的相对滑动,则齿面沿运动方向撕脱,形成沟纹。
防止胶合的办法有:采用粘度大的或有抗胶合添加剂的润滑油,提高齿面硬度,加强散热措施。
冷胶合
5. 齿面塑性变形
齿面较软的齿轮,当承受重载、起动频繁或严重过载时,齿面上的金属可能出现局部流动,使齿面产生塑性变形,破坏正确的齿形。
防止塑性变形的办法是提高齿面硬度和遵守操作规程。
(二) 齿轮的材料及其选择原则
, 齿芯要韧
~50HBS
(一). 对齿轮材料的基本要求
二、齿轮的材料
齿轮最常用的材料是钢,其次是铸铁。
——%~%→常用
→性能最好(可通过热处理提高机械性能)
(1)铸钢——当齿轮的尺寸较大(大于400一600mm),再进行正火处理以细化晶粒。
有 ZG310-570、ZG340-640
(2)锻钢
锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等优点,大多数齿轮都用锻钢制造。
钢材经锻造, 性能提高→最常用有 45、35SiMn、42SiMn、40Cr、35CrMo
2. 铸铁——用于开式、低速、轻载场合的齿轮可以制成铸铁齿坯。当尺寸大于500mmm时可制成大齿圈,或制成轮辐式齿轮。
⑴灰口铸铁—— HT200、HT300
⑵球墨铸铁—— QT500-7
——用于小功率、速度高→低噪音
软齿面(齿面硬度≤350HBS): 正火、调质
两轮材料相同时,采用不同的热处理
硬齿面(齿面硬度>350HBS): 低碳钢-渗碳+淬火
中碳钢-表面淬火
(三). 常用热处理:
材料及热处理