浅谈机械工程中齿轮失效现象的预防

浅谈机械工程中齿轮失效现象的预防齿轮作为机械设备中的关键部件，特别大程度的影响设备运转状态及使用期限。本文通过对造成齿轮失效的形式及原因进行分析，探讨和提出了相应的解决方式。 齿轮（Gear）是依靠齿的啮合传递扭矩的轮状机械零件。在现代机械设备的传动装置中，齿轮由于传动效率高，传动比准确，高功率等优点，使其广泛的应用于工业产品中，它的设计和制造水平直接影响工业产品的质量。齿轮分为多种类型，用途不同所选用的齿轮也有所不同。在实际生产中应用的齿轮，不同的故障模式的也存在差异。通常，故障是都发生在多齿面的一部分，其它部位则较少发生。齿轮的失效形式大致分为，齿面磨损，齿面胶合，疲劳点蚀，轮齿折断，齿面塑性变形等。1.1.齿面磨损齿轮磨损是指齿轮在工作过程当中，轮齿表面材料由于摩擦而产生的损耗现象。这种情况一方面导致了渐开线齿廓形状的破坏，引起系统震动产生噪音：另一方面也导致轮齿减薄，容易断裂折断。造成这种情况的原因第一个是工作环境差，粉尘较多使齿面间进入砂砾等硬质屑粒，第二个是软齿面相互作用摩擦产生的损耗。针对这两种造成齿轮磨损的原因，我们需要提高轮齿表面硬度，定期检查轮齿磨损程度，对于关键部位重要齿轮，齿面磨损要小于原齿厚度的 10%，而对于一般齿轮的齿面磨损，在小于原厚度 20%-30%时，应当及时进行更换或维修。1.2 齿面胶合齿面胶合易于发生在高速重载传动的齿轮上，齿轮在工作中，机械摩擦力做功会使齿合区的温度上升，破坏润滑油膜，齿面之间金属直接接触，造成粘连，此时相对较软的齿面金属则会随着齿轮的运动方向被撕下，在齿轮表面并产生峰岗、节瘤、刮痕或沟槽，这种现象被称为胶合。结合实际情况，宜选用低碳合金渗碳钢。对于承受重载和冲击载荷的齿轮，采纳以 Ni-Cr 和 Ni-Cr-Mo 合金渗碳钢为主的钢材(含 Ni 量 2%~4%)；对于负载比较稳定或功率较小、模数较小的齿轮，亦可选用无 Ni 的 Ni-Mn 钢。齿轮的热处理及表面硬化：合理的热处理及表面硬化处理，可以大幅度提升齿轮性能，防止失效。先对齿轮进行渗碳、渗氮等热处理，在对齿面、齿根等关键部位喷丸强化，即提升了表层向芯部过渡的区域抗剪强度又提高了齿轮表面接触疲劳强度（30%~50%）。此外正确的安装运转，选用合理的润滑油等措施都可以起到防止及减缓齿轮失效的作用。根据相关资料显示，齿轮失效事故中，由于不当的润滑而引发的机械事故占 20%，润滑不足而引发的机械事故占有的比例...