本文摘要：低硬度齒輪容易出現(xiàn)齒面點(diǎn)蝕。農(nóng)業(yè)類論文高硬度齒輪則容易出現(xiàn)齒根折斷。高速重載齒輪則容易出現(xiàn)齒面膠合。在某些密封條件較差或工作環(huán)境比較惡劣下的齒輪，則先出現(xiàn)嚴(yán)重磨損繼而出現(xiàn)齒根折斷。裝配后應(yīng)檢查齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，如有卡滯現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)排除。 《 廣
低硬度齒輪容易出現(xiàn)齒面點(diǎn)蝕。農(nóng)業(yè)類論文高硬度齒輪則容易出現(xiàn)齒根折斷。高速重載齒輪則容易出現(xiàn)齒面膠合。在某些密封條件較差或工作環(huán)境比較惡劣下的齒輪，則先出現(xiàn)嚴(yán)重磨損繼而出現(xiàn)齒根折斷。裝配后應(yīng)檢查齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，如有卡滯現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)排除。
《廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械化》(雙月刊)創(chuàng)刊于1979年，由廣西農(nóng)機(jī)化管理中心、廣西農(nóng)機(jī)學(xué)會(huì)主辦。本刊宣傳黨和國(guó)家的農(nóng)機(jī)化方針政策，報(bào)道廣西農(nóng)機(jī)化工作的重點(diǎn)發(fā)展方向，報(bào)道廣西農(nóng)機(jī)化工作改革的新思路、新辦法，報(bào)道廣西農(nóng)機(jī)發(fā)展情況，介紹農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品、新技術(shù)的使用。《廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械化》獲中國(guó)農(nóng)機(jī)優(yōu)秀科技期刊。
農(nóng)業(yè)機(jī)械齒輪失效的形式，主要有齒牙折斷、齒面膠合、齒面磨損、燒傷等。通過(guò)對(duì)齒輪失效原因的分析，提醒機(jī)械操作者使用中做好預(yù)防工作，延長(zhǎng)齒輪使用壽命。
關(guān)鍵詞:
農(nóng)業(yè)機(jī)械;齒輪失效;預(yù)防措施
齒輪主要用于傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，具有傳動(dòng)比恒定、效率高、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)形式。拖拉機(jī)、汽車上用到齒輪傳動(dòng)的部件有驅(qū)動(dòng)橋、變速器、發(fā)動(dòng)機(jī)、方向機(jī)等總成。齒輪在工作過(guò)程中，兩個(gè)相對(duì)嚙合的輪齒相互接觸，并在其切線方向存在滑動(dòng)。在外加載荷的作用下，除在輪齒根部產(chǎn)生彎曲應(yīng)力外，齒面上因有相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生摩擦力，因相互接觸而產(chǎn)生接觸應(yīng)力。在上述各應(yīng)力的作用下，齒輪輪齒的失效有，齒牙折斷、齒面膠合、齒面磨損、燒傷等。
1齒輪失效原因分析
(1)齒牙折斷。①過(guò)載折斷。短期過(guò)載或嚴(yán)重超載，或沿接觸線有嚴(yán)重的載荷集中現(xiàn)象，都可能使輪齒發(fā)生過(guò)載折斷。過(guò)載可以有以下幾種情況引起輪齒斷裂:突然的沖擊過(guò)載荷;由于軸承損壞引起的輪齒過(guò)載荷;由于軸的彎曲引起的過(guò)載荷;在兩個(gè)配對(duì)齒輪間有大塊異物引起的過(guò)載荷。過(guò)載折斷的斷面呈粗晶粒組織，常發(fā)生于高硬度的鋼制齒輪或鑄鐵齒輪。對(duì)于滲碳或碳氮共滲齒輪，當(dāng)齒輪輪齒心部硬度低時(shí)，在滲層容易出現(xiàn)裂紋，最后使整個(gè)輪齒斷裂。②疲勞折斷。當(dāng)齒根處的交變應(yīng)力超過(guò)了材料的疲勞極限時(shí)，齒根圓角處會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋不斷擴(kuò)展，最終導(dǎo)致齒根彎曲疲勞折斷。斜齒圓柱齒輪和人字齒輪(接觸線傾斜)的齒根裂紋往往沿傾斜方向擴(kuò)展，其斷面比較平滑，可以看到裂紋起點(diǎn)的周圍有貝殼式花紋。疲勞折斷是由設(shè)計(jì)不當(dāng)、某種程度的過(guò)載、輪齒一端接觸及齒根過(guò)渡部分曲率半徑過(guò)小等因素引起的。
(2)齒面膠合。在低速的齒輪傳動(dòng)中，由于輪齒接觸不良或齒面幾何形狀不規(guī)則，使正常齒面間局部壓力過(guò)大，不能形成完好的潤(rùn)滑油膜，或由于潤(rùn)滑油黏度太低，不能形成足夠的油膜厚度，導(dǎo)致齒面間金屬直接接觸，使局部產(chǎn)生高溫而熔焊，并在滑動(dòng)方向撕開(kāi)而形成溝痕，這即為冷膠合。齒面膠合多發(fā)生在精度低的調(diào)質(zhì)鋼齒輪傳動(dòng)中。在高速重載的齒輪傳動(dòng)中，可能使瞬間溫度升高致使油膜破裂，造成兩接觸表面的金屬熔焊并沿滑動(dòng)方向撕裂而形成溝痕，這即為熱膠合。
(3)齒面磨損。一般定義為輪齒接觸表面材料的耗損。如果灰塵、臟物進(jìn)入嚙合區(qū)，在滑動(dòng)速度的作用下，齒面會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，這種磨損稱為磨粒磨損。齒厚磨損過(guò)多會(huì)發(fā)生折斷。根據(jù)磨損機(jī)理可以分為磨料磨損、刮傷(潤(rùn)滑油中含有硬的異物顆粒造成)和腐蝕磨損(潤(rùn)滑供油不足或使用黏度太低的潤(rùn)滑油、配對(duì)齒輪間隙不夠等條件下發(fā)生)。毀壞性磨損可能由于潤(rùn)滑油使用不當(dāng)、齒輪設(shè)計(jì)和選材不當(dāng)?shù)纫稹?/p>
(4)齒面燒傷。它是由于過(guò)載、超速或不合適的潤(rùn)滑所產(chǎn)生的過(guò)度摩擦引起局部溫度過(guò)高造成的，所達(dá)到的高溫足以引起淬火鋼變色和過(guò)回火或重新淬火。燒傷會(huì)加速表面疲勞失效。對(duì)于滲碳淬火齒輪，滲碳淬火后的金相組織最好為細(xì)致馬氏體上均勻分布細(xì)小顆粒狀碳化物加適量的殘留奧氏體。碳氮共滲比氣體滲碳可得到更好的耐磨性能。
(5)齒面塑性變形。表面金屬在重載荷作用下屈服會(huì)使表面產(chǎn)生塑性變形。軟齒面齒輪由于短期過(guò)載或齒面摩擦系數(shù)較大，可能出現(xiàn)表層金屬沿滑動(dòng)方向流動(dòng)而出現(xiàn)塑性變形。根據(jù)齒輪工作面塑性變形后的外形特征可以分為三種主要類型，即壓塌和飛邊變形、波紋變形和起皺變形。齒輪齒面產(chǎn)生塑性變形的原因有三點(diǎn):熱處理原因、潤(rùn)滑不當(dāng)、過(guò)載。熱處理原因主要是由于齒面硬度低于技術(shù)要求，如表面脫碳、貧碳或熱處理工藝操作的失誤造成的齒面硬度偏低等。
2預(yù)防措施
上述幾種情況是齒輪的常見(jiàn)失效形式。在實(shí)際中，每種失效形式都不是單獨(dú)產(chǎn)生的，而常常是幾種同時(shí)存在。因此，防止齒輪失效，主要做好以下幾項(xiàng)工作。
(1)做好齒輪的潤(rùn)滑工作，保證使用的潤(rùn)滑油的質(zhì)與量。對(duì)于高速重載齒輪，潤(rùn)滑不良會(huì)導(dǎo)致齒面局部過(guò)熱，造成色變、膠合等故障。導(dǎo)致潤(rùn)滑不良的原因是多方面的，除了油路堵塞、噴油孔堵塞外，潤(rùn)滑油中進(jìn)水、潤(rùn)滑油變質(zhì)、油溫過(guò)高等都會(huì)造成齒面潤(rùn)滑不良，在使用中，要按技術(shù)要求經(jīng)常檢查潤(rùn)滑油的油位和質(zhì)量。
(2)要認(rèn)真執(zhí)行操作規(guī)程，避免長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷作業(yè)和突然受到外力作用。對(duì)于工作負(fù)荷不平穩(wěn)的齒輪驅(qū)動(dòng)裝置，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，就會(huì)造成輪齒過(guò)載斷裂，或者長(zhǎng)期過(guò)載導(dǎo)致輪齒根部疲勞裂紋、斷裂。
(3)做好齒輪裝配工作。當(dāng)一對(duì)互相嚙合的齒輪軸不平行時(shí)，會(huì)在齒寬方向只有一端接觸，或者出現(xiàn)齒輪的直線性偏差等，使齒輪所承受的載荷在齒寬方向不均勻，不能平穩(wěn)地傳遞扭矩，這種情況稱為“一端接觸”，會(huì)使齒的局部承受過(guò)大的載荷，有可能造成斷齒。因此，在修理裝配時(shí)，齒輪要嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)，做到不合格的齒輪不裝;不清潔的齒輪不裝。齒輪上的各種緊固裝置都要可靠地鎖緊，防止齒輪在工作中脫落造成意外損失。與齒輪相關(guān)的各個(gè)止推墊(圈)不要漏裝和裝反，以防齒輪不能全齒嚙合而加速磨損。
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