1.從微觀角度劃分
2.從宏觀角度劃分
3.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
齒輪的失效形式
1.從微觀角度劃分
從微觀角度,根據(jù)不同的磨損機(jī)理,可將齒輪的磨損劃分為四個(gè)基本類型:磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損。磨粒磨損主要是梨溝和微觀切削作用;粘著磨損與表面分子作用力和摩擦熱密切相關(guān);疲勞磨損是在循環(huán)應(yīng)力作用下表面疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展的結(jié)果;而腐蝕磨損則是由環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)作用產(chǎn)生。在實(shí)際的磨損現(xiàn)象中,通常是幾種形式的磨損同時(shí)存在,而且一種磨損發(fā)生后往往誘發(fā)其他形式的磨損。例如,齒輪疲勞磨損的磨屑在嚙合的兩齒面間移動(dòng),類似于研磨作用,會(huì)引起接觸齒面的磨粒磨損,而磨粒磨損所形成的潔凈表面又可能增大分子的粘附力,從而引起粘著磨損,同時(shí)輪齒材料的分子由于氧化作用或與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化,又可導(dǎo)致腐蝕磨損的產(chǎn)生。齒輪的微動(dòng)磨損就是一種典型的復(fù)合磨損。在微動(dòng)磨損過程中,可能出現(xiàn)粘著磨損、腐蝕磨損、磨粒磨損和疲勞磨損等多種磨損形式。隨著工況條件的變化,不同形式磨損的主次不同。
2.從宏觀角度劃分
齒輪的失效主要發(fā)生在輪齒:齒體損傷(如輪齒折斷) 和齒面損傷:點(diǎn)蝕、膠合、磨損和塑性變形。
★齒體損傷:疲勞、過載+整體、局部;應(yīng)對方法:增大齒根過渡圓角半徑、降低表面粗糙度、齒面強(qiáng)化處理等。進(jìn)行抗彎曲疲勞強(qiáng)度和抗彎靜強(qiáng)度計(jì)算
★ 齒面點(diǎn)蝕:發(fā)生在齒輪節(jié)線附近靠近齒根的一側(cè)(接觸疲勞強(qiáng)度最低)應(yīng)對:降低表面粗糙度、提高齒面硬度、合理變位,粘度高的潤滑油,減小動(dòng)載荷。
★ 齒面膠合:溝痕+輪齒頂部;熱膠合和冷膠合 均跟壓力大,油膜破裂,金屬直接接觸有關(guān);應(yīng)對:低速齒輪傳動(dòng)采用粘度大的潤滑油,高速采用抗膠合能力強(qiáng)的潤滑油。
★ 齒面磨損:磨粒磨損和跑和磨損(新的齒輪副 峰頂接觸磨損,有意在輕載下跑合,也稱磨合,使齒輪進(jìn)入正常磨損條件)應(yīng)對:保持良好潤滑,提高硬度、降低粗糙度等
★ 塑性變形:主動(dòng)輪節(jié)線處碾出溝槽,從動(dòng)輪節(jié)線處擠出凸棱,多發(fā)生在重載、低速和啟動(dòng)頻繁的傳動(dòng)中。應(yīng)對:高粘度或加有極壓添加劑的潤滑油。
3.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:通常只按齒根彎曲強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度準(zhǔn)則計(jì)算
★ 閉式軟齒(齒面點(diǎn)蝕):按齒面接觸強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)計(jì),然后校核齒根彎曲強(qiáng)度;
★ 閉式硬齒(齒面折斷):按輪齒抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì),校核齒面接觸強(qiáng)度;
★ 開式、半開式(齒面磨損、輪齒折斷):齒根的抗彎曲強(qiáng)度計(jì)算,并將計(jì)算出來的模數(shù)值適當(dāng)增大(5%~15%)