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齿轮传动的失效形式及设计准则

失效形式

PART01

齿轮常见失效形式

轮齿折断

产生原因:

齿根弯曲应力大

齿根应力集中

折断类型:

疲劳折断—反复应力疲劳裂纹轮齿疲劳折断

突然折断—齿轮为脆性材料时，受到过载或冲击时产生

变形折断—制造或安装不准确，以及轴的变形引起

发生部位：

轮齿根部(全齿折断)、缺角(斜齿轮局部折断)

采取措施:

增大齿根过渡圆角、消除加工倒痕减小应力集中

增大轴及支承的刚性受载均匀

合适热处理齿芯具有足够韧性、表面强化

齿面磨料磨损

发生机理：

磨料(沙粒、铁屑等)进入啮合区齿面磨损

齿形破坏

齿根减薄（根部严重）断齿

发生部位：齿面

发生状况：

开式齿轮传动的主要失效形式

采取措施:

加强润滑

开式改闭式传动

齿面疲劳点蚀

产生原因:

轮齿在节圆附近一对齿受力，载荷大

滑动速度低形成油膜条件差

接触疲劳产生麻点

发生部位：

偏向齿根的节线附近

闭式齿轮传动的主要破坏形式

开式传动中一般不会出现点蚀现象

采取措施:

提高材料硬度增强抗点蚀能力

合理选择润滑油防止裂纹扩展

齿面胶合

产生原因:

高速重载；散热不良；

滑动速度大；齿面粘连后撕脱

发生部位：

沿运动方向撕裂

采取措施:

减小模数，降低齿高

抗胶合能力强的润滑油

材料的硬度及配对

齿面塑性变形

产生原因：

齿面较软，载荷及摩擦力又很大

→齿面沿摩擦力方向塑性变形→主凹、从凸

发生状况：

低速重载软齿面闭式传动的主要破坏形式。

采取措施：

提高齿面硬度

采用粘度较大的润滑油

设计准则

PART02

计算准则

防齿面点蚀齿面接触疲劳强度计算求尺寸d或a

限制接触应力

防轮齿折断齿根弯曲疲劳强度计算求模数ｍ

限制弯曲应力

闭式软齿面——以保证接触疲劳强度为主

闭式硬齿面——以保证弯曲疲劳强度为主

开式传动——以保证弯曲疲劳强度为准则

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