齿轮传动失效的常见现象及解决方法

1.疲劳点蚀

所谓疲劳点蚀，就是在靠近节圆（偏下）的齿面出现“麻坑”的现象。如图2-11所示的齿轮点蚀示意图，点蚀是由于轮齿表面的接触应力达到一定极限，加之齿轮材质和热处理等原因表面层产生一些疲劳裂纹，裂纹扩展出现小块金属剥落，形成小“麻坑”的现象。如果齿面硬度不适或接触应力过大，“麻坑”继续扩展就会造成齿面凹凸不平，从而引起振动和噪声，点蚀也因之加剧，最后使齿面失去传动能力，点蚀面积沿齿宽、齿高超过60%则应报废。在减速器齿轮传动中，疲劳点蚀是齿轮最常见的失效形式之一。为减少此现象的发生，在啮合齿轮的选择上，应注意齿轮的齿面硬度、相互啮合的齿轮的硬度差值以及加工精度。

图2-11 轮齿点蚀示意图

对于软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBW的齿轮），一般应使小齿轮齿面硬度较大齿轮齿面硬度高出20～50HBW。对于硬齿面齿轮（齿面硬度>350HBW的齿轮），主要从提高其加工精度方面（如提高齿轮的分度精度、降低齿面表面粗糙度等）提高其抗点蚀性能。硬齿面齿轮除具有较好的抗点蚀性能外，其综合力学性能也较好，燃料设备的驱动装置中已较多地使用了硬齿面减速器，故设备的运转性能都有很大提高。

2.齿面磨损

图2-12 轮齿齿面磨损示意图

图2-12所示为轮齿齿面磨损示意图。轮齿的磨损有两种情况：一种是两相啮合轮齿表面对研造成的磨损（硬度低的轮齿磨损较快）；另一种是轮齿表面磨粒磨损。一般运行机构的齿轮磨损后，齿厚不应小于原齿厚的70%，否则应更换齿轮。

3.齿面胶合(www.xing528.com)

齿面胶合（图2-13）就是由于重载高速、润滑不当或散热不良等原因在齿面沿滑动方向形成的伤痕。产生胶合时齿轮啮合面间的油膜被破坏，油温升高，导致齿面金属直接接触，一个齿面的金属焊接在与之相啮合的另一个齿面上，又由于齿面间做相对滑动，结果就在齿面上形成一些垂直于节圆的划痕。齿面胶合严重时，会使齿轮丧失传动能力。为了防止胶合，在低速重载的齿轮传动中应采用高黏度润滑油，或适当提高齿面的硬度和降低表面粗糙度。

4.轮齿塑性变形

对于较软的齿面，由于过载，线摩擦系数过大，可使齿面产生塑性变形，塑性变形使主动齿轮在节线附近产生凹坑，如图2-14所示，这种变形呈现皱纹线状，也称为塑皱。

图2-13 轮齿胶合示意图

图2-14 轮齿塑性变形示意图

5.轮齿折断

当齿轮工作时，由于危险断面应力超过极限应力，轮齿就可能部分或整齿折断。冲击载荷也可能引起断齿，断齿齿轮不能继续使用。减少齿轮轮齿断裂的主要措施是，使用时应考虑齿轮的整体强度及韧性，使齿轮齿根面应力不能超过许用应力；工作时应避免较大载荷和冲击载荷；安装时应注意安装精度。