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齿轮折断的原因是什么该如何预防

发布时间: 2022-01-30 18:29:35

A. 齿轮断齿故障原因分析

1,齿轮设计参数不合理齿轮设计参数不合理。复主要是选用模数偏小,使齿根弯曲应力较大;还有齿轮制副硬度不匹配,导致接触疲劳剥落。齿面偏软,接触疲劳抗力较低;齿轮工作过程中,在交变应力的作用出现剥落,剥落部位成为疲劳源,造成疲劳断裂。 2,轮齿质量不好轮齿原材料存在质量问题,存在大量、粗大夹杂物,化学成分不合格和组织偏析严重等。3,装配和使用不当装配过程中,齿轮座轴瓦齿面接触精度不够,导致偏载;对轮齿根部造成冲击或其他损伤形成应集中较大的区域。使用过程中,齿轮润滑不足,造成齿轮间干摩擦,润滑油服役时产生的温度对轮齿断裂失效也有重要影响;外部危险颗粒进入齿轮间隙,与齿轮发生挤压、碰撞等。

B. 齿轮受损原因在哪

1.齿轮松动 2齿轮间隙大 3.齿轮缺油 5.超负荷运转 6.齿轮油不干净 7.齿轮上有杂物

C. 常见的齿轮失效有哪些形式失效的原因是什么可采用哪些措施来减缓失效的发生

失效形式:1、齿轮折断 2、齿面点蚀 3、齿面磨损 4、齿面胶合 5、塑性变形
原因:齿轮丧失工作能力
减缓失效:设计时进行齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算
可适当提高齿面硬度和齿轮硬度,防止磨损可减小齿面粗糙度、保持良好的润滑、采用闭式传动等措施

D. 减速机的齿轮轮齿断裂是什么原因

减速机轴承断裂原因的特点是震动和噪音。打开减速机检查时,经常会发现减速机内互相啮合的齿轮有折断现象,齿面磨损严重,齿轮间间隙过大,有的减速机由于缺少润滑油,啮合齿之间不能产生油膜,有的轴承损坏等,从而引起减速机的振动和噪音。像这些情况可以进行简单的处理,通过减速机内加润滑油或调整齿轮之间的间隙、更换轴承及齿轮等方法排除。但有的情况下减速机的高速轴也会断裂,下面来看看高速轴断裂的几个特点:

(1)断裂面整齐,且断裂垂直于高速轴的轴线。

(2)断裂面出现在高速轴的应力集中处,如轴肩、螺纹及靠近轴承处等。

故障原因分析与探讨在正常运行情况下,减速机突然发生故障,特别是高速轴出现断裂,会使生产立刻停止,要求立刻进行处理,对故障原因采取分析、判断、排除,找到真正的原因,采取相应措施,使生产能够迅速恢复。

产生此情况的原因有如下机电:

(1)高速轴有缺陷,高速轴本身存在质量问题导致断裂。

(2)减速机在整个皮带设计中是薄弱环节,高速轴设计应力的安全系数小。也就是说高速轴在针对上面的问题,可以选择更换了一根新的减速机高速轴,并且在更换了新的高速轴后进行跟踪观察噪音较大,振动严重的问题,同时向厂家汇报。一般都可以用以下方法解决:

(1)更换一根新的减速机高速轴。

(2)更换一台大功率的电动机及相配套的偶合器。

(3)对电机底座进行加固,增加六块筋板。

E. 轮齿折断都有哪些情况

轮齿折断是指齿轮一个或多个齿的整体或其局部的断裂。它通常是由于轮齿的交变应力超过了材料的疲劳极限所造成。有时,也可能由短时过载所造成。
轮齿折断大致可分三种情况:疲劳折断、过载折断和随机断裂。
1、疲劳折断
疲劳折断是指起源于齿根处的疲劳裂纹不断扩展所造成的断齿。这种疲劳裂纹常发生在齿根圆角半径方向,呈细线状。疲劳折断的断口一般分为疲劳扩展区和瞬时折断区。疲劳扩展区的表面通常较光滑,常可观察到由疲劳源开始的“贝壳纹”状的疲劳扩展迹线。疲劳源及其附近区域,在外观上常呈“眼”状,但有的“眼”在宏观上不明显。瞬时折断区的表面粗糙,参差不齐。
疲劳断齿的据本原因是:轮齿在过高的交变应力多次作用下,从齿根疲劳源起始的疲劳裂纹不断扩展,使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力。传动系统中的动载荷、轮齿接触不良、齿根圆角半径过小和齿根表面粗糙度过高、滚切时的拉伤、材料中的夹杂物、热处理产生的微裂纹、磨削烧伤及其他有害残余应力等因素,都会促成轮齿疲劳折断。
疲劳折断的对策:修改齿轮的几何参数、降低齿根表面粗糙度、对齿根进行正确的喷丸处理、增大齿根圆角半径、对齿根圆角区进行调整以降低齿根危险截面的弯曲疲劳应力,对材料进行适当的热处理以获得较好的金相组织,以及尽可能降低有害的残余应力等措施均有助于防止疲劳折断。
2、随机断裂
随机断裂是指不与齿根圆角截面有关的疲劳断齿,它可以由缺陷或过高的有害残余应力所诱发。断裂部位随缺陷或过高的有害残余应力位置而定。其断口与一般疲劳折断的断口相似。
随机断裂通常是由于轮齿缺陷、点蚀或其他应力集中源在该处形成过高局部应力集中引起的。夹杂物、微细磨削裂纹等轮齿缺陷在交变应力作用下不断扩展导致齿的断裂。不适当的热处理所形成的过高有害残余应力能引起齿的局部断裂。较大的异物进入啮合处也会使局部轮齿产生低周疲劳折断。
随机断裂的对策:在设计时,选择合理的参数和结构;消除产生过高局部应力集中或过高有害残余应力的条件;确保材料的品质;严格控制加工工艺过程防止产生各种缺陷和防止硬性异物进入啮合。

F. 齿轮产生裂纹和断齿的原因有哪些

原因可能性很多。
材质,热处理,壁薄,冲击力等。刨出质量问题一般都是变速齿轮爱坏,多数是挂挡是的冲击力造成的,还有轴端轴承损坏,连带打齿。

G. 齿轮减速机齿轮轮齿断裂的原因是什么

减速机轴承断裂原因的特点是震动和噪音。打开减速机检查时,经常会发现减速机内互相啮合的齿轮有折断现象,齿面磨损严重,齿轮间间隙过大,有的减速机由于缺少润滑油,啮合齿之间不能产生油膜,有的轴承损坏等,从而引起减速机的振动和噪音。像这些情况可以进行简单的处理,通过减速机内加润滑油或调整齿轮之间的间隙、更换轴承及齿轮等方法排除。但有的情况下减速机的高速轴也会断裂,下面来看看高速轴断裂的几个特点:
(1)断裂面整齐,且断裂垂直于高速轴的轴线。
(2)断裂面出现在高速轴的应力集中处,如轴肩、螺纹及靠近轴承处等。
故障原因分析与探讨在正常运行情况下,减速机突然发生故障,特别是高速轴出现断裂,会使生产立刻停止,要求立刻进行处理,对故障原因采取分析、判断、排除,找到真正的原因,采取相应措施,使生产能够迅速恢复。
产生此情况的原因有如下机电:
(1)高速轴有缺陷,高速轴本身存在质量问题导致断裂。
(2)减速机在整个皮带设计中是薄弱环节,高速轴设计应力的安全系数小。也就是说高速轴在针对上面的问题,可以选择更换了一根新的减速机高速轴,并且在更换了新的高速轴后进行跟踪观察噪音较大,振动严重的问题,同时向厂家汇报。一般都可以用以下方法解决:
(1)更换一根新的减速机高速轴。
(2)更换一台大功率的电动机及相配套的偶合器。
(3)对电机底座进行加固,增加六块筋板。

H. 齿轮失效的原因

齿轮的失效方式一般有轮齿折断与齿端崩角,齿面磨损,齿面点蚀与剥落和齿面塑性变形四种。

一、轮齿折断与齿端崩角

渐开线圆柱齿轮轮齿折断,一般发生在齿根部分,这是因为齿根部的回应最大,而且有较高的应力集中。折断有两种:一是轮齿因短时过载或冲击过载而引起的折断,另外是齿轮在多次重复的交变应力作用下引起的疲劳折断。这可用计算弯曲静强度和齿根弯曲疲劳强度来防止。

圆弧圆柱齿轮当模数过小时,齿根承受的狡辩循环应力超过材料的疲劳极限时,就会引起轮齿疲劳折断。段口成月牙形,位置大都发生在靠近齿端的地方。当重和度大于2时,对防止短齿较有利。圆弧齿轮理论上十点接触的集中载荷。当齿轮较大时,还因齿轮及轴的扭转-弯曲变形而加重了轮齿搭接过程中的冲击,齿端也容易发生崩角。采用大尺寸倒角,并对齿端锐角齿面进行修缮,这能有效地避免崩角损伤。

另外,淬火裂纹、磨削裂纹和严重磨损也会使齿发生折断,当然严重磨损也是磨损失效中主要的一部分。

提高轮齿抗折断嫩里的措施很多,如增大齿根圆角半径,消除该处的加工刀痕以减低齿根的应力集中;增大轴及支撑物的刚度以减轻局部的的程度;对轮齿进行喷丸、碾压等冷作处理以提高齿面硬度、保持芯部的韧性等。

二、齿面磨损

齿轮传动中如润滑不良,润滑油不洁、设计选材不当和操作不当均可造成磨损。磨损可分为粘着磨损、磨粒磨损、擦伤、腐蚀磨损和烧伤、齿面胶合。

(一)粘着磨损

润滑对粘着磨损影响很大,如润滑油层完整且有相当厚度就不会发生金属间的接触,也就不会发生磨损。在相同油膜温度和压力下,油的粘度高,有利于防止磨损发生,在低速、重载、极端温度、相对比较粗糙不规则的表面、供油不足和油的粘度太低的情况下,油膜可能被破坏而发生磨损。此时的磨损在除节圆的大部分轮齿面上发生。

在实际中采用提高齿面硬度、降低齿面粗糙度、限制油温、增加油的粘度、选用加有抗交合添加剂的合成润滑油等方法,可以防止交合的产生。

(二)磨粒磨损与擦伤

当润滑剂不干净含有杂质颗粒或在敞开式的吃轮船顶中的外来磨粒,或者在摩擦过程中金属相互作用产生的磨屑,都可以产生磨粒磨损。严重的磨粒磨损会产生表面擦伤现象。此时齿根和齿尖磨损的最严重,然而节线区域保持原状,这是因为在节线处主要存在滚动方式的接触,只有很小的或者根本不存在的滑移作用。如果齿轮的对中好,且擦伤又不是由于齿面上孤立的微凸体引起的,那么擦伤会扩展到整个齿宽。

(三)腐蚀磨损

由于润滑剂中的一些物质,诸如水和酸等污染物与齿面的化学反应造成金属的腐蚀,这样就形成了腐蚀磨损。活性的极压添加剂也是造成腐蚀磨损的一个原因,特别是齿轮在重载时更是严重;过分过热,极压添加剂将加速腐蚀磨损;零件表面保留一层紧密的热处理造成的氧化物膜对抗腐蚀磨损有利,这种作用甚至在碱溶液洗涤剂去油处理后仍能保持。如果在稀磷酸溶液中进行去游处理,那么氧化物膜变为磷酸锰和磷酸铁镀层,则对抗腐蚀磨损更好。如齿轮在热处理后进行磨削或喷丸处理,则具有活性表面对锈蚀敏感,降低了抗腐蚀磨损性能。

(四)烧伤

尽管烧伤本身不是一种磨损形式,但它是由于磨损造成而反过来造成严重的磨损失效和表面变质。烧伤是由于过载、超速或不充分的润滑引起的过分摩擦所产生的局部过热到高温,这种高温足以引起变色和过时效,或使钢的几微米厚表面层重新淬火,出现白层。烧伤还对疲劳性能有不利影响,损伤的表面容易产生疲劳裂纹。

(五)齿面胶合

大功率软齿面齿轮传动,当润滑条件不良造成齿面强烈摩擦时,易产生齿面胶合破坏。破坏较轻时,在吃面形成沿滑动方向的擦伤沟痕,破坏严重时,由于局部高温,形成齿面熔焊粘附现象。

为了防止胶合作用,应适当提高齿面硬度和光洁度,大小齿轮采用不同钢种,低速传动采用粘度大的润滑油(或润滑脂),高速传动时,设法降低油温,并采用活化性润滑油(如硫化油及加有其他化学添加剂的抗胶合润滑油),设计上采取措施提高制造精度和装配质量。

齿轮磨损到一定程度会产生噪音和振动,严重磨损则不能正常工作,甚至使轮齿折断。

总之,正确选用润滑油和润滑方式使得轮齿啮合区得到充分润滑;合理选择选择润滑油添加剂,主要润滑油的清洁和更换,以改善润滑条件;适当提高齿面硬度和光洁度;以及采用合适的正变位齿轮传动,以降低齿面滑动率和比压等,均有利于减轻吃面的磨损。为了解决在恶劣环境工作中的齿轮的严重磨粒磨损,可采用闭式结构。

三、齿面点蚀

轮齿进入啮合时,齿面接触产生很大的接触应力,脱离啮合后接触应力即消失。对齿廓工作面上某一固定点来说,它收到的是近似于脉动变化的接触应力。如果接触应力超过了轮齿材料的接触疲劳极限时,齿面上产生裂纹,裂纹扩展至使表层金属微粒剥落,形成小麻点,这种现象称为齿面点蚀。实践表明,由于齿轮在节线附近啮合时,同时啮合的齿对数少,且轮齿间相对传动中,润滑油膜不易形成,所以点蚀首先出现在界限的齿根面上。一般闭式传动中的软齿面较易发生点蚀失效,设计时应保证吃面有足够的接触强度。为防止过早出现点蚀,可采用提高齿面硬度、降低表面粗糙度值、增加润滑油粘度等措施。而对于开始齿轮传动,由于磨损严重,一般不出现点蚀。

四、齿面塑性变形

软齿面齿轮传递载荷过大(或在大冲击载荷下)时,易产生齿面塑性变形。在齿面间过大的摩擦力作用下,吃面接触应力会超过材料抗剪屈服强度极限,齿面进入塑性状态,造成齿面金属塑性流动,从而破坏了正确的齿形。有时可在某些类型的齿轮的从动齿面形成“飞,边”。设计中如对冲击性尖峰在和考虑不足,在工作中会出现显着“飞边”。严重时挤出金属充满引起剧烈振动,甚至大声断裂。

尽管齿面塑性变形比较普遍地发生在软的韧性金属的齿面上,但是塑性变形失效也可发生在完全淬硬的和表面淬火的而齿轮表面。这是被加载超过接触区域金属的屈服应力的结果。

齿轮齿的塑性有三种主要类型:碾压与锤击变形、起波纹和脊状延伸。

为防止齿面的塑性变形,可采用提高齿面硬度、选用粘度较高的润滑油等方法。

I. 机械基础齿轮折断的原因及解决办法

提高齿轮抗折断能力的方法有:1.增大齿轮的模数。2.采取正变位。3.使用机械性能更高的材料。4.增大中心距。等。

J. 轮齿弯曲疲劳折断的原因

7轮齿折断 Tooth breakage 7.1过载折断 overload breakage 这类折断通常只在一次或很少几次严重过载时发生。有时,由于过载产生的初始裂纹会像疲劳裂纹一样缓慢发展后而折断,这种初始裂纹区域在裂纹发展中通常还存在有微动腐蚀的迹象。过载断口面有三种类型: —— 脆性断裂; —— 韧性断裂; —— 半脆性断裂。 7.1.1脆性断裂 brittle fracture 沿解理面的穿晶断裂或沿晶界的晶间开裂,其特征是没有可见的塑性变形。当发生沿解理面断裂时,断口上常可见光泽的小面。 7.1.2韧性断裂 ctile fracture 断口面无光泽,呈纤维状,用肉眼可看到塑性变形。有时,由于过载或过载和疲劳综合作用引起的裂纹,其剩余的未开裂的材料在裂纹方向可能因剪切作用而最终折断。这种断齿的剪切区通常呈球状或圆形隆起状(隆起剪切区),该剪切区沿断面最接近于非工作齿面的那一边延伸。过载折断通常使齿轮的几个齿损伤,而由疲劳裂纹引起轮齿折断一般是折断一个轮齿。 小齿轮轮齿的过载折断。折断面呈现出: —— 由于材料拉应力过大引起轮齿折断后的晶粒状断口面(脆性断裂); —— 金属材料被剪切后的光滑隆起(韧性剪切)。 7.1.3半脆性断裂 semi-brittle fracture 这种断口上几乎没有塑性变形或没有塑性变形,可见人字形图案,这种图案表明存在一系列交变的脆性和或多或少的韧性断裂。通常,当齿轮齿根厚度与齿宽相比显得小时,断口面上就会出现人字形。人字形的顶尖总是指向断裂源。 承受很高的交变载荷、低循环次数后出现的轮齿断口面。 7.2轮齿剪断 tooth shear 轮齿被剪断的断口面类似于机加工过的表面。这种形式的损伤绝大多数限于啮合齿轮副中材料强度相对较低的齿轮轮齿上,且轮齿剪断几乎都是由于一次严重过载所致。 右齿面因一次严重过载的轮齿剪断(弯曲过载)。 这两幅图表明齿轮所有轮文化部端部或接近齿端的部分被剪掉。这两个齿轮的损坏是由于一个轴承失效导致啮合轮齿间载荷分配发生剧烈改变而引起的。 7.3塑性变形后折断(抹断) breakage after plastic deformation(smeared fracture) 所有这类断裂都先从轮齿整体塑性变形开始,最后折断。通常,所有轮齿都受到损伤,原因是由于材料不能承受所施加的载荷所致,包括: —— 载荷产生的应力超过材料强度(冷塑变后断裂); —— 运转时的过热引起齿轮材料强度的降低(热塑变后断裂)。 软钢小齿轮轮齿冷塑变后断裂。 大齿轮严重胶合后热变断裂。 7.4疲劳折断 fatigue breakage 7.4.1弯曲疲劳 benking fatigue 经高循环次数载荷的作用,裂纹扩展导致的轮齿折断。断口面分为两个不同的区域,疲劳断口面和最终断口面。在疲劳区内看不到塑性变形痕迹,断口面平滑、无光泽,有时由于被抑制线分割,可显现出裂纹扩展各连续阶段的间隔区。最终断口面形貌可与过载折断引起的一种或其他断口面相对应。 两个轮齿的疲劳折断。 斜齿小齿轮两个轮齿的疲劳折断。 弧齿锥齿轮小齿轮两个轮齿的疲劳折断。 几个轮齿的疲劳折断。轮齿系双侧齿面承载,最终折断始于齿宽中部。 7.4.2齿端折断 tooth end breakage通常由于载荷集中在轮齿端部导致的圆柱齿轮或圆锥齿轮轮齿端部的折断。 在这几个轮齿上由于齿轮传递的载荷集中于靠近一端的一小部分齿面上,因而造成齿面严重点蚀,从而导致其下一轮齿疲劳折断。
我实话实说,我在搜搜上抄的,呵呵