失效形式

GB/T3481-1997齿轮轮齿磨损和损伤术语

硬齿面齿轮：齿轮工作面硬度>350HBS或38HRC

软齿面齿轮：齿轮工作面硬度≤350HBS或38HRC

一般地说，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，这里只简单介绍常见的五种轮齿失效形式

轮齿折断

折断情况：

正常工况下，齿根的循环弯曲应力超过其疲劳极限时，将在齿根处产生疲劳裂纹，裂纹逐步扩展致使轮齿疲劳折断

突加载荷作用下过载折断

严重磨损导致齿厚过分减薄，也会在名义载荷作用下发生折断

折断扩展方式：

齿宽较小的直齿圆柱齿轮——整齿折断（从齿根沿着横向扩展）

齿宽较大的直齿圆柱齿轮——局部折断（从齿根斜向齿顶的方向扩展）

斜齿圆柱齿轮、人字齿圆柱齿轮——局部折断（从齿根斜向齿顶的方向扩展）

措施：

采用正变位齿轮，增加齿根的强度

使齿根过渡曲线变化更为平缓及消除加工刀痕，减小齿根应力集中

增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上的受载较为均匀

采用合适的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性

采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理

齿面磨损

开式齿轮传动的主要失效形式之一

磨损引起齿廓变形和齿厚减薄，产生振动和噪声，甚至因轮齿过薄而断裂

措施：

采用闭式齿轮传动

提高齿面硬度

降低齿面粗糙度值

注意保持润滑油清洁

齿面点蚀

疲劳点蚀：

齿轮工作时，在循环应力、齿面摩擦力及润滑剂的反复作用下，在齿面或其表层内会产生微小的裂纹。这些裂纹继续扩展，相互连接，形成小片并脱落，在齿面上出现细碎的凹坑或麻点，从而造成齿面损伤，称为疲劳点蚀。润滑油是接触疲劳磨损的媒介

收敛性点蚀：新齿轮在短期工作后出现的点蚀痕迹，继续工作不再发展或反而消失。只发生在软齿面上

扩展性点蚀：随着工作时间的延长而继续扩展的点蚀

点蚀往往首先出现在靠近节线的齿根面上，然后再向其他部位扩展，靠近节线处的齿根面抵抗点蚀破坏的能力最弱

措施：

提高齿轮材料的硬度

降低表面粗糙度值

加注（合理限度内）高黏度的润滑油

减小动载荷

齿面胶合

由于齿面间未能有效地形成润滑油膜，导致齿面金属直接接触，并在随后的相对滑动中，相互粘连的金属沿着相对滑动方向相互撕扯而出现一条条划痕

齿面胶合会引起振动和噪声，导致齿轮传动性能下降，甚至失效

齿面热胶合：因摩擦导致局部温度上升、油膜破裂，造成齿面金属直接接触并相互黏着（高速重载齿轮）

齿面冷胶合：齿面间压力很高，导致油膜破裂而使金属黏着（低速重载

v

v<4m/s）

措施：

采用正变位齿轮

减小模数

降低齿高以减小滑动速度

提高齿面硬度

降低齿面粗糙度值

采用抗胶合能力强的齿轮材料

在润滑油中加入抗胶合能力强的极压添加剂

塑性变形

轮齿材料过软，轮齿上的载荷所产生的应力超过材料的屈服极限，则轮齿出现塑性变形

沿摩擦力作用方向发生金属塑形流动：主动轮的轮齿上，齿面金属的流动导致节线处下凹；从动轮轮齿上，齿面金属的流动导致节线处凸起

措施：

提高轮齿齿面硬度

采用高黏度的或加油极压添加剂的润滑油

其他措施

选配主、从动齿轮的材料及硬度、适当的磨合（跑合）、选用合适的润滑剂及润滑方法等

设计准则

通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行设计

对高速大功率的齿轮传动，还要保证按齿面抗胶合能力的准则进行设计（GB/T3480-1997渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法）