1 、试分析齿轮轮齿的主要失效形式及产生的原因
开式闭式齿轮传动设计的准则有何不同
答:失效形式主要有四种:轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、和齿面胶合
一,轮齿折断:因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大,而且有应力集中,因此,轮齿折断一般发生在齿根部分
若轮齿单侧工作时,根部弯曲应力一侧为拉伸,另一侧为压缩,轮齿脱离啮合后,弯曲应力为零
因此,在载荷的多次重复作用下,弯曲应力超过弯曲持久极限时,齿根部分将产生疲劳裂纹
裂纹的逐渐扩展,最终将引起断齿,这种折断称为疲劳折断
轮齿因短时过载或冲击过载而引起的突然折断,称为过载折断
用淬火钢或铸铁等脆性材料制成的齿轮,容易发生这种断齿
二,齿面磨损:齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损;其次是因齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损
磨损后齿廓失去正确形状(图 3-42),使运转中产生冲击和噪声
磨粒性磨损在开式传动中是难以避免的
采用闭式传动,提高齿面光洁度和保持良好的润滑可以防止或减轻这种磨损
三,齿面点蚀:轮齿工作时,其工作表面产生的接触压应力由零增加到一最大值,即齿面接触应力是按脉动循环变化的
在过高的接触应力的多次重复作用下,齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹,裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑,即疲劳点蚀,继续发展以致轮齿啮合情况恶化而报废
实践表明,疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处(图 3-43)
齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关,齿面硬度越高,抗点蚀能力也越强
软齿面(HBS≤350)的闭式齿轮传动常因齿面点蚀而失效
在开式传动中,由于齿面磨损较快,点蚀还来不及出现或扩展即被磨掉,所以一般看不到点蚀现象
可以通过对齿面接触疲劳强度的计算,以便采取措施以避免齿面的点蚀;也可以通过提高齿面硬度和光洁度,提高润滑油粘度并加入添加剂、减小动载荷等措施提高齿面接触强度
四、齿面胶合:在