一、齿轮的损伤和失效形式
在机械工程中,齿轮传动应用甚为广泛,并且往往处于极为重要的部位,因此齿轮的损伤和失效倍受人们的关注。齿轮的失效可分为轮体失效和轮齿失效两大类。由于轮体失效在一般情况下很少出现,因此齿轮的失效通常是指轮齿失效。所谓轮齿失效,就是齿轮在运转过程中,由于某种原因,使轮齿在尺寸、形状或材料性能上发生改变而不能正常完成规定的任务。下面将轮齿的损伤和失效分成6类和多种具体形式,并给出了相应的术语和定义。
(1)齿面损耗的迹象
1 滑动磨损:跑合磨损、磨料磨损、过度磨损、中等擦伤、严重擦伤、干涉磨损。
2腐蚀:化学腐蚀、微动腐蚀、鳞蚀。
3过热
4侵蚀:气蚀、
5;冲蚀
(2)胶合。
(3)永久变形:压痕、塑性变形、起皱、起脊、飞边。
(4)齿面疲劳:点蚀、片蚀、剥落、表层压碎。
(5)裂缝和裂纹:淬火裂纹、疲劳裂纹。
(6)轮齿折断:过载折断、轮齿剪断、抹断、疲劳折断。
以上轮齿损伤和失效形式有些是在齿轮加工过程中产生的,如淬火裂纹和磨削裂纹等,有些是最终失效(如断齿),这种失效是由齿面的损伤逐步发展的结果,它有一个发展过程,因此要判定过程失效必须有规定的失效判据才行。这种失效判据通常都由各行业制订的标准或规范来规定。
二、轮齿损伤和失效形貌
(1)磨料磨损和过度磨损失效
在动力齿轮传动中,齿面的磨损通常是不可避免的,但是如果齿面出现磨料磨损和过度烧损就不正常了。
磨料磨损的指由于悬浮或混在润滑剂中的坚硬微粒(如金属碎屑、锈蚀物、砂粒、研磨粉等)在齿面啮合相对运动中,使齿面材料移失或错位。有时齿面上嵌入坚硬微粒,也会造成磨料磨损。磨料磨损的结果是使轮齿失去浙开线齿形而失效。由于存在坚硬的微粒,因此齿面上常常出现径向滑痕。
轮齿过度磨损的形貌类似于磨料磨损,齿面上材料也很快大量移失,齿轮因而失效。
(2)胶合失效
轮齿的胶合是由于齿面上不平的峰谷在接触时产生局部高压,使其熔焊在一起,而后随着齿齿面上的金属被大量撕脱,工作节线明显暴露出来,正常齿廓被破坏,轮齿就失效了。
(3)齿面疲劳失效
齿轮在运转过程中,受到周期性变化的接触应力的作用,当接触应力超过一定值时,就会劳损伤的特征形貌。
根据凹坑形状和起因不同,齿面疲劳有点蚀、片蚀、剥落和表层压碎几种损伤和失效形式。
(4)轮齿折断
轮齿折断是一种危险很大的最终失效形式,它可以细分为以下几种。
1)过载折断 轮齿受到一次或很少几次严重过载时,就可能发生过载折断。过载折断的断口一般都在齿根部位。断口比较平直,并且具有很粗糙的特征。
2)疲劳折断 轮齿经高循环次数的作用,在齿根产生疲劳裂纹,导致轮齿疲劳折断。疲劳折断的断口分为疲劳断口面和最终(静断)断口面两个不同区域,在疲劳区域内看不到塑性变形重偏载的直齿轮,疲劳折断可能发生在轮齿的端部。
3)随机折断 轮齿的折断通常发生在齿根部位,但是某些偶然的因素,例如齿面点蚀、剥落(5)其他的最终失效
在齿轮失效分析中,上述各种失效形式是最常见的。其他的一些轮齿失效形式如轮齿塑性变形、电蚀的腐蚀等,一旦发生也可造成最终失效。
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考