齿轮点蚀与剥落现象及影响分析

如图1-3所示，两轧辊运转时，辊表面（或亚表面）上的应力情况（图1-3a类似于齿轮节线接触时的情况，而图1-3b类似于远离节区齿面接触的情况），可见当两齿接触过程中某一瞬时在齿面上的特定区域分别受拉应力、压应力、剪应力，当齿轮在运转时，齿上各点的应力在不断地周期性变化着，一定循环次数后，由于疲劳作用在表面或次表面产生微裂纹，润滑油进入裂纹后产生高压，使裂纹长大和连接起来，结果小块金属从表面上掉下来，留下一个小坑，这叫点蚀。尤其是齿轮齿面上有凸起的东西，甚至在正常载荷下，其周围的应力也是很高的，因此在很小的循环次数后就会脱落形成点蚀，如果这些凸起在远离节线的地方，由于滑动的作用可将凸起磨平，而不产生点蚀，如凸起在节线上或节线附近的齿根高区的齿面上，由于滑动很小，则很可能出现点蚀。在较软的齿表面上发生点蚀后，不扩展或逐步消失，则为非扩展性点蚀；反之为扩展性点蚀。硬齿面齿轮在大载荷下会造成齿面压碎。

在主动齿轮齿面的齿根高区，接触应力比其他任何区域的应力都高，因为这里齿面曲率半径较短，点蚀常发生在这里。互相接触中的主、从动齿承受同样大小的应力，但是点蚀首先发生且限制在主动轮的齿根高区域内，这是因为：①主动轮直径较小，承受更多的循环周期。②主动齿上表面间的滑动方向与滚动方向相反，使表面金属受拉伸，促进了疲劳裂纹的发生与扩展。

如果表面疲劳裂纹向内、向四周扩展得较深远，或者由于一系列小坑的坑间材料失效而连接起来，造成大块或大片金属脱落的现象叫剥落。这种类型的剥落与严重的点蚀，只有程度上的区别，无本质上的不同，它是在较多次循环后才会发生。另一种剥落是由于齿的表面缺陷和热处理造成的过量内应力，或严重的集中超载而造成的，这种类型的剥落最普遍的是发生在齿顶刃部和齿的边缘部位，且空洞与前一种剥落相比也较大、较深，并有比较确定的形状。在同一齿轮中同时出现这两种剥落现象是少有的。(www.xing528.com)

引起点蚀和剥落的主要因素与设计和材料（强度与形变能）有关，而润滑也有一定的影响。

在有些情况下轻微点蚀仍可使用，但加重了磨损；严重点蚀或剥落会引起振动、噪声加大、甚至断齿。