張毅

（中天鋼鐵熱電廠）

齒輪傳動的失效：由于齒輪的齒面有硬齒面和軟齒面之分，所以齒輪傳動也就出現(xiàn)了不同的失效形式。一般地說，齒輪傳動的失效主要是輪齒的失效，通常有輪齒折斷和工作面磨損、點(diǎn)蝕、膠合及塑性變形等，至于齒輪的其他部分（如齒圈、輪輻、輪轂等）除大型齒輪外通常是按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，所定的尺寸對強(qiáng)度和剛度來說較富裕，實(shí)踐中也極少失效。齒輪Z重要的部分為輪齒。它的失效形式主要有四種：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕、和齒面膠合。

1、輪齒折斷

因?yàn)檩嘄X受力時(shí)齒根彎曲應(yīng)力Z大，而且有應(yīng)力集中，因此，輪齒折斷一般發(fā)生在齒根部分。

若輪齒單側(cè)工作時(shí)，根部彎曲應(yīng)力一側(cè)為拉伸，另一側(cè)為壓縮，輪齒脫離嚙合后，彎曲應(yīng)力為零。因此，在載荷的多次重復(fù)作用下，彎曲應(yīng)力超過彎曲持久極限時(shí)，齒根部分將產(chǎn)生疲勞裂紋。裂紋的逐漸擴(kuò)展，Z終將引起斷齒，這種折斷稱為疲勞折斷。

輪齒因短時(shí)過載或沖擊過載而引起的突然折斷，稱為過載折斷。用淬火鋼或鑄鐵等脆性材料制成的齒輪，容易發(fā)生這種斷齒。

2、齒面磨損

齒面磨損主要是由于灰砂、硬屑粒等進(jìn)入齒面間而引起的磨粒性磨損；其次是因齒面互相摩擦而產(chǎn)生的跑合性磨損。磨損后齒廓失去正確形狀，使運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生沖擊和噪聲。磨粒性磨損在開式傳動中是難以避免的。采用閉式傳動，提高齒面光潔度和保持良好的潤滑可以防止或減輕這種磨損。

3、齒面點(diǎn)蝕

輪齒工作時(shí)，其工作表面產(chǎn)生的接觸壓應(yīng)力由零增加到一Z大值，即齒面接觸應(yīng)力是按脈動循環(huán)變化的。在過高的接觸應(yīng)力的多次重復(fù)作用下，齒面表層就會產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋，裂紋的蔓延擴(kuò)展使齒面的金屬微粒剝落下來而形成凹坑，即疲勞點(diǎn)蝕，繼續(xù)發(fā)展以致輪齒嚙合情況惡化而報(bào)廢。實(shí)踐表明，疲勞點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在齒根表面靠近節(jié)線處。齒面抗點(diǎn)蝕能力主要與齒面硬度有關(guān)，齒面硬度越高，抗點(diǎn)蝕能力也越強(qiáng)。

軟齒面（HBS≤350）的閉式齒輪傳動常因齒面點(diǎn)蝕而失效。在開式傳動中，由于齒面磨損較快，點(diǎn)蝕還來不及出現(xiàn)或擴(kuò)展即被磨掉，所以一般看不到點(diǎn)蝕現(xiàn)象。

可以通過對齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算，以便采取措施以避免齒面的點(diǎn)蝕；也可以通過提高齒面硬度和光潔度，提高潤滑油粘度并加入添加劑、減小動載荷等措施提高齒面接觸強(qiáng)度。

4、齒面膠合

在高速重載傳動中，常因嚙合溫度升高而引起潤滑失效，致使兩齒面金屬直接接觸并相互粘聯(lián)。當(dāng)兩齒面相對運(yùn)動時(shí)，較軟的齒面沿滑動方向被撕裂出現(xiàn)溝紋這種現(xiàn)象稱為膠合。在低速重載傳動中，由于齒面間不易形成潤滑油膜也可能產(chǎn)生膠合破壞。

提高齒面硬度和光潔度能增強(qiáng)抗膠合能力。低速傳動采用粘度較大的潤滑油；高速傳動采用含抗膠合添加劑的潤滑油，對于抗膠合也很有效。