齿轮传动的失效分析毕业论文

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。