深圳齿轮一般由轮齿、齿槽、轮毂、轮缘等部分组成。轮齿是齿轮的关键部分,用于传递动力和运动。齿槽则是相邻轮齿之间的空间。轮毂是齿轮与轴连接的部分,通常有键槽等结构用于安装固定。轮缘则围绕在轮齿的外围,起到支撑轮齿的作用。深圳齿轮的失效形式主要有以下几种:
1. 齿面磨损
定义:齿面磨损是指在齿轮传动过程中,由于齿面间的相对滑动,使齿面材料逐渐损耗的现象。
原因:
磨粒磨损:这是最常见的原因之一。当外界的硬颗粒(如灰尘、金属屑等)进入啮合齿面之间时,这些颗粒会像研磨剂一样对齿面进行刮削,导致齿面材料被磨掉。例如,在一些工作环境恶劣的矿山机械或建筑机械中,由于灰尘较多,齿轮齿面很容易发生磨粒磨损。
粘着磨损:当齿面间的油膜被破坏,在高负荷和高速运转的情况下,两齿面的金属直接接触并产生局部高温,使接触点处的金属发生粘着,随后在齿面相对运动时,粘着点被撕开,导致齿面材料的转移和损失。这种情况在重载、低速的齿轮传动中比较容易出现。
2. 齿面胶合
定义:齿面胶合是指在高速重载的齿轮传动中,由于齿面间的压力大、相对滑动速度高,导致齿面间的油膜破裂,使两齿面的金属直接接触并发生粘连,随后在齿面相对运动时,将粘连部分撕开,在齿面上形成沟痕的失效形式。
原因:
热胶合:主要是因为齿面间摩擦产生的热量过高,使得油膜无法承受,从而发生胶合。一般发生在高速重载的情况下,例如汽车的高速档变速器齿轮,如果润滑油不足或者散热不良,就可能发生热胶合。
冷胶合:是由于齿面间的局部压力过高,油膜被挤破而产生的胶合。这种情况在重载启动或者频繁的过载情况下比较容易出现。
3. 齿面疲劳
定义:齿面疲劳是指在交变的齿面接触应力作用下,齿面材料产生疲劳裂纹,疲劳裂纹扩展后导致齿面金属剥落的失效形式。
原因:
点蚀:在齿轮传动过程中,齿面接触应力是按脉动循环变化的。当接触应力超过材料的接触疲劳极限时,经过一定的循环次数后,在齿面表层就会产生微小的疲劳裂纹。随着裂纹的不断扩展,会使小块金属从齿面上剥落,形成麻点状的凹坑,这就是点蚀。点蚀通常首先出现在节线附近的齿根表面,因为此处的接触应力较大。例如,在一些精度较高的闭式齿轮传动中,点蚀是比较常见的失效形式。
剥落:剥落是比点蚀更严重的一种齿面疲劳失效形式。当疲劳裂纹扩展到一定程度后,会形成较大面积的金属剥落,这可能是由于齿面材料的内部缺陷、过高的接触应力或者不合理的热处理等因素导致的。
4. 轮齿折断
定义:轮齿折断是指齿轮的轮齿在传递动力过程中,由于受到过大的弯曲应力或者冲击载荷而发生折断的现象。
原因:
疲劳折断:在交变的弯曲应力作用下,轮齿根部的应力集中处会产生疲劳裂纹。随着循环次数的增加,疲劳裂纹不断扩展,最终导致轮齿折断。这种情况通常发生在长期受载的齿轮中,如一些长期运行的工业减速机中的齿轮。
过载折断:当齿轮受到突然的过载冲击,如机器的启动、停止过程中产生的冲击载荷或者在工作过程中受到意外的过大载荷时,轮齿可能会因为承受不住而发生折断。过载折断通常是一次性的,折断的齿面比较粗糙,没有疲劳裂纹扩展的痕迹。
5. 齿体塑性变形
定义:齿体塑性变形是指在过大的载荷作用下,齿体材料发生塑性流动,使齿形发生永久性改变的失效形式。
原因:
软齿面齿轮:对于软齿面(硬度较低)的齿轮,在重载情况下,齿面材料会因为无法承受过高的压力而产生塑性变形。例如,在一些频繁过载的小型齿轮传动装置中,如果齿轮材料的硬度选择不当,就容易出现齿体塑性变形。
高温环境:在高温环境下,齿轮材料的强度会降低,此时如果受到较大的载荷,也容易发生齿体塑性变形。