齿轮失效分析

齿面粗糙或装配不良，造成局部载荷集中；或油品不干净及极压剂未发挥作用，产生划痕。胶合的初期形态，齿面升温不高，不产生金属转移，划痕浅。

齿轮失效

• 磨损及齿面疲劳
  • 齿面磨损
    • 正常磨损（包括跑合）
      • 金属缓慢损耗，预期之内，不影响正常使用
      • 换油，清洁度
    • 重大磨损
      • 破坏性磨损
        • 油膜破坏或干磨损，金属较高速损耗
      • 磨料磨损
        • 硬颗粒
      • 干涉磨损
        • 非正常接触，偏载，引起噪音、局部点蚀、摩擦磨损
      • 腐蚀性磨损
        • 润滑剂中酸性物质、水或高度活泼挤压添加剂造成齿面轻度点蚀
  • 齿面疲劳
    • 点蚀
      • 一般可靠性SHmin≥1 可靠性高SHmin≥1.25。多集中在节线以下，软齿面剥离金属贝壳状，硬齿多呈细小颗粒
      • 渗碳层薄（最大接触应力在硬化层以下）
      • 芯部硬度低（基体承载力弱）
      • 碳化物非金属夹杂超、表面非马氏体，早期磨损
      • 接触面积，载荷不均（载荷分布系数KHβ）
      • 表面硬度低于HRC58或硬度曲线过于陡峭
      • 防锈油失效，产生小凹坑锈蚀
      • 齿面粗糙度
      • 高粘度，抗蚀点齿轮油
      • 初期点蚀
        • 运转初期局部应力过大
      • 进展性点蚀
    • 胶合
      • SSmin与SBmin抗胶合安全系数，见KISSsoft设置；高速重载常有
      • 擦伤
        • 齿面粗糙或装配不良，造成局部载荷集中；或油品不干净及极压剂未发挥作用，产生划痕。胶合的初期形态，齿面升温不高，不产生金属转移，划痕浅
      • 胶合
        • 齿面特征：齿面沿滑动被撕裂或起沟；油膜破裂，极压膜失效，干摩擦导致局部高温金属熔焊转移
        • 瞬时温度（闪温），齿廓修型（油膜的破坏）
        • 合理的变位（主动齿正变位，从动齿负变位，角度变位？）
        • 齿轮本体温度（平稳，一般很少考虑）
        • 角度变位，降低滑动率
        • 减小滑动速度
        • 提高齿面硬度，降低粗糙度
        • 主从动齿硬度差
        • 安装制造误差造成负荷集中
      • 烧伤
        • 重载、高速及润滑剂失效造成局部高温齿面硬度降低，进一步转化为胶合
    • 剥落
    • 表层压碎
• 折断
  • 冲击负载断齿
    • 提高齿轮弯曲强度
      • 改变材料或增大模数
    • 降低或去除冲击负载
  • 重复载荷造成疲劳折断
    • 提高齿轮强度
    • 减轻负载或降低转速
  • 磨损变薄折断
    • 降低粗糙度
• 运转初期局部应力过大
• 解决办法
  • 降低齿面粗糙度
  • 增加齿根圆角
  • 强抛，压应力等
  • 更好的热处理工艺
  • SFmin≥1.25，行业要求1.2-1.4，要求较高≥1.6
• 解决办法
  • 提高齿面接触疲劳强度
    • 硬度及高强度材料
    • 增加齿轮尺寸（齿数、模数）
    • 直齿改斜齿（提高纵向重合度）
    • 降低负载
  • 修正齿轮接触（安装不良）
  • 提高系统刚性改善接触
  • 润滑油改善
  • 滑动率最优±1，极限±3