齿轮损伤的失效模式和分析对策

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：齿轮损伤量的积累达到某一界限，即丧失了对其规定的某种功能，这就是齿轮的某种失效模式。根据失效的统计，在传动装置中，齿轮失效占失效总数的60%左右，其中齿轮损伤又占主要部分。为避免轮齿过早损伤，必须对具体轮齿的损伤作具体分析，找出原因及对策。

齿轮传动零件都具有一定的功能，如承受某种载荷、传递转矩、完成某种规定的动作等。当齿轮传动零件丧失其应有的功能时，则称齿轮传动零件失效。

齿轮损伤是指齿轮在材质、尺寸、精度、表面状态等基本要素的某一或若干方面，在工艺过程或（和）使用过程中所遭受的内外伤。齿轮损伤量的积累达到某一界限，即丧失了对其规定的某种功能，这就是齿轮的某种失效模式。判定某齿轮是否失效的定性、定量依据，即失效判据，或称失效准则。根据失效的统计，在传动装置中，齿轮失效占失效总数的60%左右，其中齿轮损伤又占主要部分。

齿轮损伤的影响因素很多，包括选材、设计计算、毛坯、加工、热处理、安装调试和使用维护等。齿轮承载能力的极限值主要取决于材质、表面状态、圆周速度、润滑条件、传动方式、齿轮种类以及轮齿参数等。为避免轮齿过早损伤，必须对具体轮齿的损伤作具体分析，找出原因及对策。

关于齿轮损伤形式，有关学者早已进行了研究，如1937年白金汉（BucKingham）将齿面损伤分为六种形式；1939年利第奥（Rideout）将齿面损伤分为八种形式；1953年包索夫（Borsoff）和索莱姆（Sorem）将齿轮损伤分为六类。此外，自20世纪50年代以来，一些国家专门以标准的形式，对齿轮损伤形式进行分类，如美国的AG-MA110.02—1951、AGMA110.03—1962及ANSI／AGMA110.04—1980；奥地利的ON-RMM6700—1968；德国的3979—1979等。我国由东北大学和北京科技大学负责起草的，于1982年发布的国家标准GB3481—1983，现已修订为GB／T3481—1997，该标准将齿轮损伤形式分为六大类，即裂纹、轮齿的折断、齿面的接触疲劳、齿面的磨损、齿面胶合以及永久变形等。

齿轮损伤的失效模式和分析对策

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