汽车机械基础中齿轮失效的5种形式

所谓失效，是指丧失了正常工作能力。对于齿轮传动来说，其失效主要是轮齿的实效。它的失效主要有以下5种类型：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损及齿面塑性变形。因此，对齿轮材料的基本要求是：齿面较硬，齿芯较软，以抵抗各种齿面失效和齿根折断。在失效的形式中，以轮齿折断和齿面点蚀为常见。

1.轮齿折断

如图7.42所示为最常见的齿轮失效形式。汽车变速器使用齿轮较多，现象为齿轮工作时变速器会发出有节奏的响声，伴随转速变化而变化；如果断齿超过3个，就不能正常工作了。轮齿折断常常突然发生，后果是传动失效，不但会使齿轮和机器不能工作，甚至会造成重大事故，故应特别注意。

图7.42　轮齿折断

2.齿面疲劳点蚀

齿面疲劳点蚀是润滑良好的闭式齿轮传动常见的失效形式。点蚀是在齿面接触应力超过材料的接触疲劳极限时，在齿面上产生的麻点状损伤现象，如图7.43所示。

图7.43　齿面疲劳点蚀

图7.44　齿面胶合(https://www.xing528.com)

3.齿面胶合

高速重载的齿轮传动中，因温度升高，润滑油的油膜被破坏，接触齿面产生很高的瞬时温度，同时在很高的压力下，齿面接触处的金属局部黏结在一起。当齿轮继续运转时，因两齿轮的相对滑动，故在齿轮表面撕成沟纹，这种现象称为齿面胶合，如图7.44所示。

4.齿面磨损

齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。外界杂质落入齿面产生磨损，破坏齿形，齿厚变薄，影响传动的平稳性。严重时，将导致轮齿折断，如图7.45所示。

5.齿面塑性变形

齿面塑性变形是低速重载软齿面齿轮传动的主要失效形式。重载时，较软的齿面可能在摩擦力作用下沿摩擦力方向产生局部塑性流动，从而破坏齿形。材料较软及摩擦力很大时，齿面材料沿着摩擦力的方向产生塑性变形，如图7.46所示。

图7.45　齿面磨损

图7.46　齿面塑性变形