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填空题对于闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式为（），一般是按（）强度进行设计，按（）强度进行校核，这时影响齿轮强度的最主要几何参数是（）； 参考答案 齿面点蚀；接触疲劳；弯曲疲劳；直径（或中心距）
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1.填空题 参考答案齿面磨损；轮齿折断；齿面点蚀；轮齿折断；齿面点蚀；轮齿折断2
A.提高齿轮的弯曲强度
B.提高齿面的接触强度
C.改善齿轮传动的平稳性
D.减少齿轮的塑性变形
A.轮齿的弯曲疲劳强度提高
B.齿面的接触强度提高
C.弯曲与接触强度均可提高
D.弯曲与接触强度均不变
A.采用闭式传动
B.增大传动的中心距
C.模数不变，减少齿数
D.中心距不变，增大模数
A.直径不变增大模数
B.齿轮负变位
C.由调质改为淬火
D.适当增加齿宽浅谈齿轮失效形式及解决措施-其它-就爱阅读网
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浅谈齿轮失效形式及解决措施
摘要：通过对齿轮失效形式的分析，找出相应解决方法，提高机械传动齿轮质量，延长机械设备的使用寿命。分析研究失效形式有助于建立齿轮设计的准则，提出防止和减轻失效的措施。关键词：失效；轮齿折断；齿面点蚀；齿面胶合；齿面磨损；齿面塑性变形【分类号】：TH132.41齿轮及其齿轮产品是机械装备的重要基础零件之一，绝大部分机械成套设备的主要传动部件都是齿轮传动。齿轮类型很多，有直齿轮、斜齿轮、人字齿等，齿面硬度有软齿面和硬齿面，齿轮转速有高有低，传动装置有开式装置和闭式装置，载荷有轻重之分。各种齿轮传动因其润滑方式不同，材料及热处理方式不同，齿轮传动的载荷和速度范围不同，在实际应用中会出现各种不同的失效形式。齿轮的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形五种。1 轮齿折断轮齿折断有多种形式，在正常情况下，有以下两种：1）过载折断轮齿因短时过载或冲击载荷而产生的折断，过载折断的断口一般都在齿根部位，断口比较平直，并且具有很粗糙的特征。2）疲劳折断齿轮在工作过程中，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断轮齿。齿面较小的直齿轮常发生全齿折断，齿面较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断；斜齿轮和人字齿齿轮，由于接触线倾斜，一般是局部齿折断。轮齿折断是齿轮传动最严重的失效形式，必须避免。为了提高齿轮的抗折断能力，除设计时满足强度条件外，还可采取下列措施：合理提高齿轮的制造精度和安装精度；采用合适的热处理方式增强轮齿齿芯的韧性；增大齿根过度圆角半径以减小应力集中；消除齿根加工刀痕，齿根处进行喷丸、碾压等强化处理；加大齿轮模数。2 齿面磨损齿面磨损有磨粒磨损和跑合磨损两种。在齿轮传动中，随着工作环境的不同，齿面间存在多种形式的磨损情况。当齿面间落入铁屑、砂粒、非金属物等磨粒性物质时，都会发生磨粒磨损。齿面被逐渐磨损，齿面磨损后，引起齿廓变形，产生振动、冲击和噪声，磨损严重时，由于齿厚过薄而可能发生轮齿折断。磨粒磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。新的齿轮副，由于加工后表面具有一定的粗糙度，受载时实际上只有部分峰顶接触，接触处压强很高，因而在开始运转期间，磨损速度和磨损量都较大，磨损到一定程度后，摩擦面渐渐光洁，压强减小、磨损速度缓和，这种磨损成为跑合磨损。人们有意的使新齿轮副在轻载下进行跑合，为随后的正常磨损创造条件。但应注意，跑合结束后，必须清洗和更换润滑油。提高抗磨粒磨损能力的措施有：改善密封条件，比如采用闭式传动代替开式传动或加防护装置；提高齿面硬度；改善润滑条件，在润滑油中加入减摩添加剂，保持润滑油的清洁。3 齿面疲劳点蚀轮齿在交变的接触应力作用下，齿面接触应力超出材料的接触疲劳极限，在载荷的多次重复作用下，轮齿表层下一定深度产生裂纹，裂纹逐渐发展扩大导致轮齿表面出现疲劳裂纹，疲劳裂纹扩展的结果是使齿面金属脱落而形成麻点状凹坑，这种现象就称为齿面疲劳点蚀。发生点蚀后，齿廓形状遭破坏，传动的平稳性受影响并产生振动与噪声，以至于齿轮不能正常工作而使传动失效。实践表明，疲劳点蚀首先出现在齿面节线附近的齿根部分，这是因为节线附近齿面相对滑动速度小，油膜不宜形成，摩擦力较大，且节线处同时参与啮合的轮齿对数少，接触应力大。点蚀是润滑良好的闭式齿轮传动的主要失效形式，在开式传动中，由于磨粒磨损比点蚀发展得快，因此不会出现点蚀。提高齿轮接触疲劳强度的主要措施有：提高齿面硬度和降低齿面粗糙度；合理选用润滑油粘度，采用黏度较高的润滑油；减小动载荷；采用正变位齿轮传动；增大综合曲率半径。4 齿面胶合齿面胶合是比较严重的黏着磨损，一般发生在齿面相对滑动速度大的齿顶或齿根部位。互相啮合的轮齿齿面，在一定的温度或压力作用下，发生粘着，随着齿面的相对运动，粘焊金属被撕脱后，齿面上沿滑动方向形成沟痕，这种现象称为胶合。胶合发生在高速重载齿轮传动中，使啮合点处瞬时温度过高，润滑失效， 致使相啮合两齿面金属尖峰直接接触并相互粘连在一起，造成热胶合；发生在重载低速齿轮传动中，不易形成油膜，或由于局部偏载使油膜破坏，会造成冷胶合。齿面一旦出现胶合，不但齿面温度升高，而且齿轮的振动和噪声也增大，导致失效。提高抗齿面胶合的方法有：减小模数，降低齿高，降低滑动系数；加入极压添加剂的润滑油；采用齿廓修形，提高传动平稳性；采用抗胶合能力强的齿轮材料；提高齿面硬度和降低齿面粗糙度；材料相同时，使大、小齿轮保持适当硬度差。5 齿面塑性变形齿面塑性变形属于轮齿永久变形，是由于在过大的应力作用下，轮齿材料处于屈服状态而产生的齿面或齿体塑性流动所形成的。当轮齿材料较软，载荷很大时，轮齿在啮合过程中，齿面油膜被破坏，摩擦力增大，而塑性流动方向和齿面所受摩擦力的方向一致，齿面表层的材料就会沿着摩擦力的方向产生塑性变形。齿面塑性变形常发生在齿面材料较软、低速重载的传动中。常出现在低速重载、频繁启动和过载传动中。主动轮齿上所受摩擦力是背离节线分别朝向齿顶及齿根作用的，故产生塑性变形后，齿面沿节线处变成凹槽。从动轮齿上所受的摩擦力方向则相反，塑性变形后，齿面沿节线处形成凸脊。减轻或防止齿面塑性变形的方法有：适当提高齿面硬度；采用粘度高的润滑油。总结：中国已成为世界齿轮制造大国，齿轮制造行业的高速发展，为汽车、航空、航天行业的高速发展提供了保障。中国处于工业化、市场化和城镇化加快发展的时期，也处在消费扩大和结构升级的时期，装备制造业将迎来难得发展机遇，为齿轮的发展提供巨大市场空间。对各种齿轮的失效形式及原因的分析和讨论，对提高机械传动齿轮质量，延长机械设备的使用寿命有非常重要的现实意义。参考文献：1、赵冬梅主编《机械设计基础》第二版 西安电子科技大学出版社2、纪名刚主编《机械设计》第七版 高等教育出版社3、朱孝录《机械传动设计手册》 电子工业出版社
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保温砂浆工艺设备的齿轮传动的失效形式
作者：zzmjjx 发表时间： 8:53:58 阅读：次
　　研究齿轮失效的目的是找出齿轮失效的原因，分析失效的机理和特征，进而提出防止失效的措施和拟订计算准则。当齿轮传动的瞬时传动比不能保证是常数或齿轮不能正常工作时，即为失效。齿轮传动的失效主要发生在轮齿。常见的失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形。
　　(1)轮齿折断。当齿轮的齿面比较脆硬时，容易出现轮齿折断。轮齿折断的失效机理有两种：疲劳折断和过载折断。悬臂梁状态的轮齿，在载荷的多次作用下，当具有较大应力集中的齿根过渡圆角处的弯曲应力超过材料的弯曲疲劳极限应力时，就会在齿根最薄弱的部位产生疲劳裂纹，裂纹在应力的反复作用下逐渐扩展，导致疲劳折断，这种机理的失效主要出现在硬齿面(齿面硬度大于350HBS)轮齿上。用脆性材料铸铁、淬火钢制成的齿轮，轮齿短时过载或受冲击载荷或磨薄后容易发生突然折断。齿宽较小的直齿圆柱齿轮易发生全齿折断，齿宽较大的直齿圆柱齿轮在制造安装不良时会出现端角折断，斜齿圆林齿轮的轮齿接触线倾斜会发生局部倾斜折断。轮齿折断是齿轮传动最危险的失效形式之一，折断的齿块可能碰伤轴或轴承等其他零部件，甚至导致更大的故障。
　　提高轮齿抗折断能力的措施有：增大齿根过渡固角半径及消除加工刀痕；增大轴及支承的刚性；采用合理的热处理方法位齿芯具有足够的韧性；进行喷丸、液压等表面强化处理；采用变位齿轮。
　　(2)齿面点蚀。齿面点蚀是闭式齿轮传动的主要失效形式．特别是在软齿面(齿面硬度小于等于350HB5)上更容易产生。开式传动中，由于齿面磨损严重，不会产生点浊。轮齿受载时，工作表面上的啮合处产生接触应力，运转过程中该应力是按脉动循环变化的，在接触应力的反复作用下，轮齿表面出现微小的疲劳裂纹，裂纹不断扩展，导致金属表面脱落，形成麻点状小坑，即齿面点蚀。由于轮何在节线附近啮合时，同时啮合的齿对数少，齿面接触应力较大，并且齿面相对滑动速度较小，且速度方向有变化，齿面问不易形成泊膜，所以点蚀首先出现在节线附近的齿根表面上。严重的安装不良或齿轮轴变形较大时，点蚀也可能出现在齿顶部位。齿面出现点蚀，齿廓遭到破坏，会使传动中引起的振动和噪声加大，使传动性能恶化乃至失效。
　　提高齿面抗点蚀能力的措施有：提高齿轮材料的硬度、降低表面粗糙度等，采用黏度大的润滑剂可以减缓点蚀的发生。
　　(3)齿面胶合。在高速重载的齿轮传动中，齿面间压力大，润滑油易被挤出，相对滑动速度大，摩擦生热多。瞬时产生的高温将两齿面&焊&住，在继续转动时，较软的齿面被撕出沟纹，即齿面胶合。在航空齿轮传动中易出现齿面胶合。另外低速重载的重型齿轮传动也会产生齿面胶合失效，因没有明显的高温现象，故又称冷胶合。齿面胶合使传动性能严重恶化，振动和噪声加剧，会很快导致齿轮失效。
　　(4)齿面磨损。卤面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式之一。当灰砂、金属屑末等硬质异物落到齿面上，齿面将逐渐磨损，失去惭开线齿形，使侧隙增大引起冲击和振动。磨损严重时会导致轮齿突然折断。
　　改用闭式齿轮传动是避免齿面磨损的最有效方法。提高齿面硬度、降低齿面粗糙度及采用清洁的润滑油也可减轻出面磨损。
　　(5)塑性交形。用软钢或其他材料制成的齿轮，在低速重载与频繁启动的传动中，因突然过载引起轮齿的歪斜，称为&齿体塑性变形&，因过载使油膜破坏，摩擦力剧增，进而使齿面表层材料沿摩擦力方向流动，主动轮节线处凹下，从动轮节线处凸起，称为&齿面塑性变形&。塑性变形使轮齿失去正确的位置和形状．因而不能正确啮合传动。
　　提高轮齿抗塑性变形能力的措施：提高齿面硬度；采用高黏度的或减摩性好的润滑油等。
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齿轮传动复习题（附答案）
　　选择题
　　l、一般开式齿轮传动的主要失效形式是__。
　　A、齿面胶合　　B、齿面疲劳点蚀
　　C、齿面磨损或轮齿疲劳折断　　D、轮齿塑性变形
　　2、高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是__。
　　A、齿面胶合　　B、齿面疲劳点蚀
　　C、齿面磨损　　D、轮齿疲劳折断
　　3、45号钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为__。
　　A、HRC=45~50　　B、HBS=220~270
　　C、HBS=160~180　 D、HBS=320~350
　　4、齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为__。
　　A、齿坏加工、淬火、磨齿、滚齿　　B、齿坏加工、淬火、滚齿、磨齿
　　C、齿坏加工、滚齿、渗碳淬火、磨齿　　C、齿坏加工、滚齿、磨齿、淬火
　　5、齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是__。
　　A、45号钢　　B、ZG340~640　　C、20Cr　　D、20CrMnTi
　　6、齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在__。
　　A、跑合阶段　　B、稳定性磨损阶段
　　C、剧烈磨损阶段 D、齿面磨料磨损阶段
　　7、对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般__。
　　A、按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度
　　B、按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度
　　C、只需按接触强度设计
　　D、只需按弯曲强度设计
　　8、一对标准直齿圆柱齿轮，已知z1=18，a2=72，则这对齿轮的弯曲应力__。
　　A、sF1&sF2　　B、sF1　　9、一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时，它们的__必须相等。　　A、直径　　B、模数　　C、齿宽　　D、齿数　　10、在设计闭式硬齿面传动中，当直径一定时，应取较少的齿数，使模数增大以__。　　A、提高齿面接触强度　　B、提高轮齿的抗弯曲疲劳强度　　C、减少加工切削量，提高生产率　　D、提高抗塑性变形能力　　11、在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而把模数增大，则可以__。　　A、提高齿面接触强度　　B、提高轮齿的弯曲强度　　C、弯曲与接触强度均可提高　　D、弯曲与接触强度均不变　　12、轮齿的弯曲强度，当__，则齿根弯曲强度增大。　　A、模数不变，增多齿数　　B、模数不变，增大中心距　　C、模数不变，增大直径　　D、齿数不变，增大模数　　13、轮齿弯曲强度计算中齿形系数与__无关。　　A、齿数　　B、变位系数　　C、模数　　D、斜齿轮的螺旋角　　14、齿轮传动在以下几种工况中__的齿宽系数可取大些。　　A、悬臂布置　　B、不对称布置　　C、对称布置　　D、同轴式减速器布置　　15、直齿锥齿轮强度计算时，是以__为计算依据的。　　A、大端当量直齿锥齿轮　　B、齿宽中点处的直齿圆柱齿轮　　C、齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮　　D、小端当量直齿锥齿轮　　答案：C、A、B、C、D、A、D、A、B、B、B、D、C、C、C　　填空题　　1.齿轮传动时，如大小齿轮的材料不同，则σH1 = σH2;[σH1]≠[σH2]; σF1≠σF2 ;[σF1]≠[σF2]。　　2.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取 节点 处的接触应力为计算依据，其载荷由一 对轮齿承担。　　3.在圆柱齿轮传动中，齿轮分度圆直径d1不变而减小模数m，对轮齿的弯曲强度、接触强度及传动平稳性的影响分别为弯曲强度降低，接触强度不变， 传动平稳性提高 。　　4.在圆柱齿轮传动设计中，在中心距a及其他条件不变时，增大模数m，其齿面接触应力不变 ，齿根弯曲应力减小，重合度减小。 。　　5.在闭式齿轮传动中，当齿轮的齿面硬度HBS&350时，通常首先出现点蚀破坏，应首先按齿面接触强度进行设计，但当齿面硬度HBS&350时，则易出现齿根弯曲折断 破坏，应首先按齿根弯曲强度设计强度进行设计。　　6.齿轮的齿形系数YF的大小与齿轮参数中的模数 无关，主要取决于齿数。　　7.斜齿圆柱齿轮的齿形系数YF按当量齿数选取。　　8.设计一对圆柱齿轮时，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是以防齿轮轴向错位时，导致啮合齿宽减小。　　9.一对闭式直齿圆柱齿轮，m=3mm，z1=2l，z2=63，α=20°，小齿轮用40Cr钢，表面淬火HRC=55，[σH1]=1200N/mm，大齿轮用45钢调质，HBS=220—240，[σH2]= 600N/mm，若齿轮传动工作时，齿面接触应力为σH=500N/mm，则小齿轮的接触强度安全系数为大齿轮的2倍。　　10.两对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数、齿数、齿宽分别为：　　A对：m=4mm，z1=18，z2=41，B1=58mm，　　B对：m=2mm，Z1=36，z2=82，B2=50mm，　　其余条件相同，若按无限寿命考虑，这两对齿轮传动按接触强度所能传递的转矩比值TA/TB= 1 。　　11.在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮的材料硬度应比大齿轮的材料硬度　　高30~50HBS。　　12.在圆锥一圆柱两级齿轮传动中，如其中有一级用斜齿圆柱齿轮传动，另一级用直齿圆锥齿轮传动，则应将圆锥齿轮放在高速级。　　13.对于闭式软齿面齿轮传动，主要按齿面接触 强度进行设计，这时影响齿轮强度的主要几何参数是d1。　　14.对于开式齿轮传动，虽然主要失效形式是磨损，但目前仅以齿根弯曲疲劳强度 作为设计准则，这时影响齿轮强度的主要参数是模数。　　15.一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是相等的 ;而其许用接触应力是不相等的 ;小齿轮与大齿轮的弯曲应力一般也是不相等的 。　　16.设计
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