齒輪失效形式與解決措施解析

于永江　白祥義

摘 要：齒輪作為現階段工業生產、加工的重要零部件，其在很多方面都具有突出的動力傳遞作用。在日常的運作過程中，齒輪有可能出現失效的情況，這主要與產品的加工數量、加工質量、生產速度、加工方法等具有密切的關系。一旦齒輪出現失效的情況，勢必導致齒輪的整體傳動遇到較大的阻礙，進而對后續的工作產生負面的影響。為此，在今后的工作中，應針對齒輪失效的形式展開分析，選擇針對性的措施予以解決，應在多方面充分避免齒輪失效的情況發生，提高齒輪的傳動效果，強化動力的供應，保證設備的正常運轉。

關鍵詞：齒輪；失效；形式；措施

中圖分類號：TH132 文獻標識碼：A

齒輪失效在現階段的工業加工、生產中，幾乎是一種必然出現的情況，由于長期的運作和摩擦，導致齒輪的傳動出現了很大的問題，再加上外部因素的作用，齒輪失效成為了加工、生產中的主要問題。相對而言，當下的齒輪正在朝著精密的方向發展，在研究其失效形式的過程中，應從多個角度來考慮和分析，找出最主要的原因，選擇合理的措施進行應對，必要時更換齒輪，避免生產、加工受到影響。在此，本文主要對齒輪失效的幾種形式與應對措施展開討論。

一、齒輪折斷

齒輪在運行過程中，出現失效所造成的影響是非常嚴重的。在多數情況下，齒輪折斷是造成失效的主要問題，且造成的損失突出。從客觀的角度來分析，齒輪折斷的具體形式較多，比較常見的齒根彎曲疲勞折斷。第一，齒輪在檢查過程中，發現齒面的嚙合痕跡表現為均勻的狀態，沿著齒根檢查發現，整齒斷裂突出。分析其出現的原因，可能是齒輪在運行過程中，出現了嚴重超載的情況，多數情況為超過了齒輪設計的承載力，或者是齒輪本身受到的嚴重的沖擊載荷，造成損壞情況。第二，齒輪破裂。齒輪在檢查過程中，破裂是造成齒輪折斷的常見原因，認為是由于齒根或者是熱處理時尖角處出現了應力過渡集中的情況，或者是材料本身的問題所造成的。

齒輪折斷是比較嚴重的失效問題，在解決過程中，應從客觀的角度出發，避免折斷現象反復出現。本文認為，齒輪折斷的處理可從以下幾個方面出發：第一，針對齒輪，選擇合理的材料和熱處理方法，促使齒心的材料具有較高的韌性，提高適應的運行條件。第二，需充分減小齒根應力過于集中的問題。在這一點的處理上，可增加齒根過渡的圓角半徑來完成，也可根據實際的情況，有效消除加工刀痕，對齒根進行磨光和噴丸硬化處理來充分避免齒輪折斷。第三，針對齒輪本身的特點，在加工時有效的減小齒形和齒向等誤差以及支承的具體剛性指標，促使齒輪在運行過程中，在輪齒接觸線方面的受載，表現為均勻狀態，降低折斷的概率。

二、齒面磨損

齒輪失效的形式是比較多樣的，齒面磨損是比較常見的失效問題，且在很多方面都表現的較為突出。在齒輪的傳動過程中，齒面會隨著工作條件的改變，表現為差異化的磨損形式。在現階段的工作中，常見的齒面磨損包括磨料磨損等。齒面磨損以后，將直接對齒廓的具體形狀造成改變，引起噪聲、沖擊等一系列的問題。齒面磨損雖然是必然的情況，但絕對不能忽視。

本文認為，處理齒面磨損可嘗試從以下幾點出發：第一，充分改善密封和潤滑條件，促使齒輪在嚙合、傳動過程中，減少磨損的因素。第二，在油中添加減少磨損的添加劑，以此來更好的降低磨損問題，提高齒輪傳動的效率。第三，保持油的清潔。外在因素對齒面磨損也是比較嚴重的，保持油的清潔，能夠進一步提高齒輪的運行效果。第四，針對齒面硬度予以提高。齒輪本身的性質，也對齒面磨損具有較大的影響，提高齒面的硬度后，將直接降低齒面磨損的概率。

三、齒面點蝕和裂紋

齒輪失效后，點蝕也是比較重要的表現之一。相對于其他的失效而言，齒面點蝕所造成的影響更加嚴重。齒面點蝕出現后，將直接導致齒輪本身的物理性質出現嚴重的影響，并且在工作效率方面表現持續的下降，甚至會對其它的齒輪造成影響。齒輪點蝕的出現，意味著齒輪必須得到更換或處理，否則將埋下極為嚴重的安全隱患。

本文認為，在齒輪點蝕的處理上，可從以下幾個方面出發：第一，全齒面針狀點蝕（小麻點），可能由于箱體內不清潔或油料使用不當造成，以適當提高潤滑油的黏度為宜。因為當齒面出現疲勞裂紋后，潤滑油就會侵入裂紋，而且黏度愈低的油愈易侵入裂紋。潤滑油侵入裂紋后，在輪齒嚙合時就有可能在裂紋內受到擠脹，從而加快裂紋的擴展。所以對轉速不高的齒輪傳動，以用黏度高一點的油潤滑為宜；但轉速較高的齒輪傳動，如要用噴油潤滑，宜用黏度低的油。第二，齒中部小面積破壞性點蝕（粒狀），可能因為熱處理滲碳淬火有效硬化層深度不夠、表層硬度梯度大，熱處理后回火充分，滲碳淬火后磨齒時磨削用量不當或冷卻不充分等不合理等因素易造成裂紋，在齒輪運轉時由裂紋發展為點蝕和剝落失效。所以要應適當提高齒輪材料的硬度，以增強齒輪抗點蝕的能力，磨齒時采用正確的磨削用量和冷卻方法。

四、關于齒輪失效的討論

在現階段的加工和生產中，齒輪的重要性是不言而喻的，其在很多方面都表現為較大的積極作用。為此，齒輪失效后應第一時間進行分析，選擇有效的方法進行解決，并針對齒輪的性質、工作情況等，避免后續工作的問題反復出現，針對問題嚴重的齒輪，應直接進行更換處理，避免造成惡性循環。值得注意的是，齒輪失效后，應針對每一次的失效情況、失效程度、失效類型，進行總結和分析，為后續的齒輪維護、檢查等，提供較多的參考與指導，強化齒輪的運行效率。

結語

本文對齒輪失效的幾種形式與應對措施展開討論，從客觀的角度來分析，齒輪在長期的運行后，出現失效問題是比較正常的現象。在日后的失效處理中，應根據齒輪的具體情況進行處理，不能采用單一的方法進行處理，而是要根據失效的影響程度，選擇合理的方法來解決，還要顧及到對其它齒輪的影響。

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