齿轮失效形式 齿轮常见失效形式——断裂

   日期:2018-09-07     来源:南京安维士    作者:杨年    浏览:57    评论:0    
核心提示:齿轮常见失效形式——断裂,由于齿轮的失效受到多种因素的影响,因此失效形态也是不同的,必须根据失效形态分析,来寻找造成失效的原因,加以改进,避免类似失效的再次发生。主要介绍下齿轮常见的失效断裂及其特征。1.过载断裂严重的失效形式严
齿轮失效形式 齿轮常见失效形式——断裂:齿轮常见失效形式——断裂,由于齿轮的失效受到多种因素的影响,因此失效形态也是不同的,必须根据失效形态分析,来寻找造成失效的原因,加以改进,避免类似失效的再次发生。主要介绍下齿轮常见的失效断裂及其特征。1.过载断裂严重的失效形式严 | 齿轮失效形式 齿轮传动的失效形式 开式齿轮传动的主要失效形式 齿轮的失效形式有哪些 齿轮传动的五种失效形式 开式齿轮失效形式 齿轮的主要失效形式 常见的齿轮失效形式有 齿轮齿面失效形式

由于齿轮的失效受到多种因素的影响,因此失效形态也是不同的,必须根据失效形态分析,来寻找造成失效的原因,加以改进,避免类似失效的再次发生。主要介绍下齿轮常见的失效——断裂及其特征。

1.过载断裂—严重的失效形式

严重过载超过齿轮材料弯曲强度而断裂。一般发生在齿轮承受最大弯曲应力的齿根部位。由于材料脆性过大或突丝受到过载和冲击,在齿根处产生脆性折断,断口呈一次性的粗糙断口。由于轴承卡住引起齿部传动过载,或轴承损坏使轴歪斜,轮齿楔紧而引起过载,或其他传动件的失效,系统不可测的动载荷等。载荷的增加有一个过程,逐步增加引起齿轮折断,断口往往呈低周疲劳断裂形貌,如下图所示。

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受力状态与断裂示意图

2.疲劳断裂

常见的疲劳断裂:是由于轮齿在载荷作用下,最大的弯曲应力在齿根处,且在齿根部位过渡的圆角处有较大的集中。由于齿轮在啮合时受力,脱开时不受力,故轮齿上的弯曲应力为脉动应力(轮齿单面受力时)。因此,在较高的弯曲应力的反复作用下,齿根处将产生疲劳裂纹,并逐渐扩展至整个轮齿的断裂。

疲劳断裂的断口有明显的三个区域—源区、扩展区和瞬时断裂区。源区较光滑,有时有放射状台阶。扩展区有明显的贝壳状疲劳条带,瞬时断裂区较暗而粗糙。疲劳断裂扩展区与瞬时断裂区面积的比例,可大致说明载荷大小的情况。

齿轮强度较高时,疲劳条带往往不够清晰,且极不规则,因此只能依赖微观断口是否有疲劳条带来判断是否是疲劳断裂。

齿轮的载荷大小和齿根部位缺陷是影响疲劳断裂的主要因素。

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疲劳断裂形貌

3.齿轮的崩角

齿宽较小的直齿圆柱齿轮,往往发生全齿断裂。对于齿宽较大的直齿圆柱齿轮,由于载荷沿齿宽分布不均匀而出现齿轮的端角折断。

淬火加热温度过高,同时顶角处两面接触渗碳气氛,容易渗碳,碳浓度较高,形成不规则大块状和网状碳化物。在缓冷条件下,沿奥氏体晶界析出大量二次渗碳体。在淬火温度较低,块状和网状碳化物未完全溶解,淬火后保持原态,在齿轮运行过程中易产生崩角。变速箱换挡齿轮在换挡时,齿端部受到冲击载荷,使齿轮端部磨损或崩角。

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崩角形态示意图

(作者系南京安维士传动技术股份有限公司高级工程师 )

 
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