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高精度內(nèi)齒輪是靠齒與齒的嚙合進(jìn)行工作

高精度內(nèi)齒輪是靠齒與齒的嚙合進(jìn)行工作

 齒輪傳動是靠齒與齒的嚙合進(jìn)行工作的,輪齒是齒輪直接參與工作的部分,所以齒輪的失效主要發(fā)生在輪齒上。主要的失效形式有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合以及塑性變形等。

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1.輪齒折斷

輪齒折斷通常有兩種情況:一種是由于多次重復(fù)的彎曲應(yīng)力和應(yīng)力集中造成的疲勞折斷;另一種是由于突然產(chǎn)生嚴(yán)重過載或沖擊載荷作用引起的過載折斷。尤其是脆性材料(鑄鐵、淬火鋼等)制成的齒輪更容易發(fā)生輪齒折斷。兩種折斷均起始于輪齒受拉應(yīng)力的一側(cè)。增大齒根過渡圓角半徑、改善材料的力學(xué)性能、降低表面粗糙度以減小應(yīng)力集中,以及對齒根處進(jìn)行強(qiáng)化處理(如噴丸、滾擠壓)等,均可提高輪齒的抗折斷能力。

2.齒面點(diǎn)蝕

輪齒工作時,前面嚙合處在交變接觸應(yīng)力的多次反復(fù)作用下,在靠近節(jié)線的齒面上會產(chǎn)生若干小裂紋。隨著裂紋的擴(kuò)展,將導(dǎo)致小塊金屬剝落,這種現(xiàn)象稱為齒面點(diǎn)蝕。齒面點(diǎn)蝕的繼續(xù)擴(kuò)展會影響傳動的平穩(wěn)性,并產(chǎn)生振動和噪聲,導(dǎo)致齒輪不能正常工作。點(diǎn)蝕是潤滑良好的閉式齒輪傳動常見的失效形式。提高齒面硬度和降低表面粗糙度值,均可提高齒面的抗點(diǎn)蝕能力、開式齒輪傳動,由于齒面磨損較快,不出現(xiàn)點(diǎn)蝕。

3.齒面磨損

輪齒嚙合時,由于相對滑動,特別是外界硬質(zhì)微粒進(jìn)入嚙合工作面之間時,會導(dǎo)致輪齒表面磨損。齒面逐漸磨損后,齒面將失去正確的齒形,嚴(yán)重時導(dǎo)致輪齒過薄而折斷,齒面磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式。為了減少磨損,重要的齒輪傳動應(yīng)采用閉式傳動,并注意潤滑。

4.齒面膠合

在高速重載的齒輪傳動中,齒面間的壓力大、溫升高、潤滑效果差,當(dāng)瞬時溫度過高時,將使兩齒面局部熔融、金屬相互粘連,當(dāng)兩齒面做相對運(yùn)動時,粘住的地方被撕破,從而在齒面上沿著滑動方向形成帶狀或大面積的傷痕,低速重載的傳動不易形成油膜,摩擦發(fā)熱雖不大,但也可能因重載而出現(xiàn)冷膠合。采用黏度較大或抗膠合性能好的潤滑油,降低表面粗糙度以形成良好的潤滑條件;提高齒面硬度等均可增強(qiáng)齒面的抗膠合能力。

5.齒面塑性變形

硬度較低的軟齒面齒輪,在低速重載時,由于齒面壓力過大,在摩擦力作用下,齒面金屬產(chǎn)生塑性流動而失去原來的齒形。提高齒面硬度和采用黏度較高的潤滑油,均有助于防止或減輕齒面塑性變形。


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