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齿轮轮齿折断是真的断了吗?是什么原因造成的?

更新:2018/7/4 8:55:40 来源:河北任丘鹏程机械配件制造有限公司 31次浏览

齿轮轮齿折断是指齿轮一个或多个齿的整体或其局部的断裂。齿轮在使用时,工作面一侧受拉应力,非工作面一侧受压应力。超过了材料的疲劳极限所造成。有时, 也可能由短时过载所造成。

轮齿折断大致可分三种情况: 过载折断、疲劳折断和随机断裂。 


过载折断

过载折断的原因有三种情况:1、工作载荷超过设计载荷而折断:2、长期工作,严重磨损齿厚度变薄,弯曲强度下降而折断,3齿轮严重偏载,造成局部受力超出极限应力而折断。

过载折断的对策:1、合理的设计齿轮参数。进行齿轮参数的优化设计时,为了提高齿轮的弯曲强度,在条件许可的范围内,应选用较大的齿轮模数。2、提高安装精度,增大轴及支撑物的刚性,以减轻齿面局部过载的程度。3、正确使用设备保持良好的润滑,不超速、不满载、勤检查。


疲劳折断

疲劳折断是指起源于齿根处的疲劳裂纹不断扩展所造成的断齿。这种疲劳裂纹常发生在齿根圆角半径方向,呈细线状。疲劳折断的断口一般分为疲劳扩展区和瞬时折断区。疲劳扩展区的表面通常较光滑,常可观 察到由疲劳源开始的 “贝壳纹” 状的疲劳扩展迹线。疲劳源及其附近区域,在外观上常呈“眼”状,但有的 “眼” 在宏观上不明 显。瞬时折断区的表面粗糙,参差不齐。

疲劳断齿的据本原因是: 轮齿在过高的交变应力多次作用下,从齿根疲劳源起始的疲劳裂纹不断扩展,使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力。传动系统中的动载荷、 轮齿接触不良、齿根圆角半径过小和齿根表面粗糙度过高、滚切时的拉伤、材料中的夹杂物、热处理产生的微裂纹、磨削烧伤及其他有害残余应力等因素,都会促成轮齿疲劳折断。

疲劳折断的对策: 修改齿轮的几何参数、降低齿根表面粗糙度、对齿根进行正确的喷丸处理、增大齿根圆角半径、对齿根圆角区进行调整以降低齿根危险截面的弯曲疲劳应力,对材料进行适当的热处理以获得较好的金相组织,以及尽可能降低有害的残余应力等措施均有助于防止疲劳折断


随机断裂

随机断裂是指不与齿根圆角截面有关的疲劳断齿,它可以由缺陷或过高的有害残余 应力所诱发。断裂部位随缺陷或过高的有害残余应力位置而定。其断口与一般疲劳折断的断口相似。

随机断裂通常是由于轮齿缺陷、点蚀或其他应力集中源在该处形成过高局部应力集中引起的。夹杂物、微细磨削裂纹等轮齿缺陷在交变应力作用下不断扩展导致齿的断裂。不适当的热处理所形成的过高有害残余应力能引起齿的局部断裂。较大的异物进入啮合处也会使局部轮齿产生低周疲劳折断。

随机断裂的对策: 在设计时,选择合理的参数和结构;消除产生过高局部应力集中或过高有害残余应力的条件; 确保材料的品质;严格控制加工工艺过程防止产生各种缺陷和防止硬性异物进入啮合。


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