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分析減速機齒輪失效和斷裂的因素有哪些

2014-12-01字體:
分析減速機齒輪失效和斷裂的因素有哪些

    齒輪減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置,用來降低轉速和增大轉矩,以滿足工作需要,在某些場合也用來增速,稱為增速器。齒輪減速器是減速電機和大型減速機的結合。無須聯軸器和適配器,結構緊湊。負載分布在行星齒輪上,因而承載能力比一般斜齒輪減速機高。滿足小空間高扭矩輸出的需要。 
    齒輪是輪緣上有齒能連續嚙合傳遞運動和動力的機械元件。齒輪是能互相嚙合的有齒的機械零件。齒輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開線齒輪比較容易制造,因此現代使用的齒輪中 ,漸開線齒輪占絕對多數,而擺線齒輪和圓弧齒輪應用較少。那么齒輪減速機齒輪斷裂和失效的原因有哪些呢?
    在壓力角方面,小壓力角齒輪的承載能力較??;而大壓力角齒輪,雖然承載能力較高,但在傳遞轉矩相同的情況下軸承的負荷增大,因此僅用于特殊情況。而齒輪的齒高已標準化,一般均采用標準齒高。變位齒輪的優點較多,已遍及各類機械設備中。
    齒面磨損:對于開式齒輪傳動或含有不清潔的潤滑油的閉式齒輪傳動,由于嚙合齒面間的相對滑動,使一些較硬的磨粒進入了摩擦表面,從而使齒廓改變,側隙加大,以至于齒輪過度減薄導致齒斷。一般情況下,只有在潤滑油中夾雜磨粒時,才會在運行中引起齒面磨粒磨損。
    齒面膠合:對于高速重載的齒輪齒輪傳動中,因齒面間的摩擦力較大,相對速度大,致使嚙合區溫度過高,一旦潤滑條件不良,齒面間的油膜便會消失,使得兩輪齒的金屬表面直接接觸,從而發生相互粘結。當兩齒面繼續相對運動時,較硬的齒面將較軟的齒面上的部分材料沿滑動方向撕下而形成溝紋。
    疲勞點蝕:相互嚙合的兩輪齒接觸時,齒面間的作用力和反作用力使兩工作表面上產生接觸應力,由于嚙合點的位置是變化的,且齒輪做的是周期性的運動,所以接觸應力是按脈動循環變化的。齒面長時間在這種交變接觸應力作用下,在齒面的刀痕處會出現小的裂紋,隨著時間的推移,這種裂紋逐漸在表層橫向擴展,裂紋形成環狀后,使輪齒的表面產生微小面積的剝落而形成一些疲勞淺坑。
    輪齒折斷:在運行工程中承受載荷的齒輪,如同懸臂梁,其根部受到脈沖的周期性應力超過齒輪材料的疲勞極限時,會在根部產生裂紋,并逐步擴展,當剩余部分無法承受傳動載荷時就會發生斷齒現象。齒輪由于工作中嚴重的沖擊、偏載以及材質不均勻也可能引起斷齒。
    齒面塑性變形:在沖擊載荷或重載下,齒面易產生局部的塑性變形,從而使漸開線齒廓的曲面發生變形。