齿轮传动失效分析及预防

开式齿轮传动的主要失效形式有齿面磨损开式齿轮传动是一种常见的传动方式，主要由齿轮、齿轮轴、齿轮支架、轴承等部件组成。

它具有传动效率高、传动比稳定、传动平稳等优点，因此在各种机械设备中得到广泛应用。

然而，随着使用时间的增长，开式齿轮传动也会出现各种失效形式，其中齿面磨损是较为常见的一种。

本文将对开式齿轮传动的齿面磨损失效形式进行分析，并提出相应的预防和修复措施。

一、齿面磨损的原因开式齿轮传动在长时间使用后，齿轮的齿面会出现磨损。

这主要是由于以下几个原因：1.负载过大：当齿轮传动系统承受超过其设计负荷的负载时，齿轮的齿面容易出现磨损。

这是因为超负荷会导致齿轮在传动过程中受到过大的扭矩，从而导致齿面的磨损加剧。

2.使用环境恶劣：在潮湿、腐蚀或者灰尘较多的环境中使用齿轮传动系统容易导致齿轮齿面的磨损。

例如，潮湿的环境容易导致齿轮表面产生腐蚀或者生锈，而灰尘的积聚则会加速齿轮表面的磨损。

3.润滑不良：润滑油起着降低齿轮摩擦和磨损的作用，但是当润滑油的精度、质量和使用方法不当时，会导致齿轮齿面的磨损。

4.轴承故障：当齿轮传动系统中的轴承发生故障时，会导致齿轮在传动过程中受到过大的振动和冲击，从而加剧齿面的磨损。

以上几点是导致开式齿轮传动齿面磨损的主要原因，针对这些原因，可以采取一些措施来预防齿面磨损的发生。

二、预防齿面磨损的措施1.合理选用齿轮：在设计齿轮传动系统时，应根据传动负载和使用环境的特点，选择合适的齿轮。

同时，要根据实际使用情况来确定传动比，以避免齿轮传动系统承受过大的负载。

2.加强维护管理：定期对齿轮传动系统进行维护和保养，及时更换磨损严重的齿轮，定期检查轴承的运转状态，并对润滑油进行定期更换和补充。

3.加强润滑：在采用齿轮传动系统时，应根据实际使用情况和环境特点，选择适当的润滑油，并确保润滑油的使用方法正确，及时补充和更换润滑油。

4.加强环境保护：在使用齿轮传动系统时，应尽量避免使用环境恶劣的条件，并加强对环境的保护，定期清洁齿轮传动系统，减少腐蚀和灰尘的积聚。

1.5 塑性变形齿⾯塑性变形主要出现在低速重载、频繁启动和过载的场合。

当齿⾯的⼯作应⼒超过材料的屈服极限时，齿⾯产⽣塑性流动，从⽽引起主动轮齿⾯节线处产⽣凹槽，从动轮出现凸脊。

此失效多发⽣在⾮硬⾯轮齿上，齿轮的齿形严重变形，特别是左右不对称时应更换新件。

上⾯阐述的⼏种主要轮齿失效形式，在⼀般情况下，不仅可以修复，且在不能改变齿轮材料、加⼯⼯艺的条件下通过提前预防来延迟齿轮失效不利情况的发⽣，提⾼齿轮使⽤寿命。

2、预防齿轮失效措施2.1 提⾼齿轮安装精度2.2 合理选材齿轮材料的选择，要根据强度、韧性和⼯艺性能要求，综合考虑。

结合我国实际，宜选⽤低碳合⾦渗碳钢。

对于承受重载和冲击载荷的齿轮，采⽤以Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合⾦渗碳钢为主的钢材；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。

⽤这种钢材制造的齿轮与普通电炉钢制造的齿轮相⽐，其接触和弯曲疲劳寿命可提⾼3-5倍，齿轮极限载荷可提⾼15%-20%。

2.3 热处理通过热处理⼯艺，可以改善齿轮材质，适当提⾼硬度，消除或减轻齿⾯的局部过载，提⾼齿⾯的抗剥落能⼒。

例，对煤矿机械中的齿轮，深层渗碳淬⽕，可减⼩齿轮硬化，提⾼芯部硬度，较⼩的过渡区残余拉应⼒和充⾜的硬化层深度。

2.4 根据实际情况选择齿轮油据资料显⽰，机械故障的34.4%源于润滑不⾜，19.6%源于润滑不当，换句话说，以54%的机械故障是由于润滑问题所致。

因此，选择好的齿轮油对提⾼齿轮使⽤寿命有重要的意义。

2.5 修复为了确保齿轮的强度和硬度，决定采⽤氩弧焊合⾦焊丝堆焊修复，后⽤磨光机整形处理⽅案，这样焊后的齿轮轮齿少不经热处理达到较⾼的硬度和强度。

通过对齿轮失效形式的分析，可提⾼准确判别设备故障的能⼒，及时解除故障，提⾼经济效益。

预防措施 改变设计参数 增大齿根过渡圆角半径 对齿根处进行强化处理 降低载荷
二、齿面点蚀
产生原因 接触应力——疲劳裂纹 ——裂纹扩展——麻点状小坑
二、齿面点蚀
发生场合及产生部位
发生在：闭式齿轮传动中 靠近节线的齿根面处
二、齿面点蚀
预防措施
提高齿面硬度 降低表面粗糙度值 改善润滑条件 改变设计参数
轮齿折断
齿面点蚀
齿面磨损
齿面胶合
塑性变形
一、轮齿折断
产生原因 疲劳折断 过载折断
一、轮齿折断
硬齿面（齿面硬度＞350HBW）闭式传动齿轮，失效形式是轮齿折断
发生场合及产生部位 发生在：开式齿轮传动和 闭式硬齿面齿轮传动中 直齿轮：全齿折断 斜齿轮：局部折断
一、轮齿折断
硬齿面（齿面硬度＞350HBW）闭式传动齿轮，失效形式是轮齿折断
带式输送机的设计
学习导图
CONTENTS
一、轮齿折断 二、齿面点蚀 三、齿面磨损 四、齿面胶合 五、塑性变形 六、总结
任务导入
某齿轮箱，齿轮使用一段时间后发生如下损坏，请分析失效形式，产生原因， 提出防止失效措施。
任务导入
齿轮设计首要考虑齿轮在传动中不发生失效，常见的齿轮失效一般发生在轮齿 上。
三、齿面磨损
产生原因 硬质微粒进入——轮齿表面磨损
三、齿面磨损
发生场合及产生部位
发生在：开式齿轮传动中 全齿面磨损
三、齿面磨损
预防措施
加防护装置 提高齿面硬度 减小接触应力 降低表面粗糙度值 保持润滑油的清洁
四、齿面胶合
产生原因
压力大，温度升高 ——金属相互粘连 ——粘住的地方被撕破——带状或 大面积的伤痕
四、齿面胶合

机械传动齿轮失效问题分析与应对策略机械传动齿轮在使用过程中可能会出现失效问题，这些问题会影响机械传动的正常运转，甚至导致机械设备的故障。

本文将对机械传动齿轮失效问题进行分析，并提出相应的应对策略。

机械传动齿轮的失效问题主要包括齿轮齿面磨损、齿轮齿面断裂、齿轮齿面剥落等。

这些问题的主要原因包括以下几个方面：1. 不合理的齿轮设计。

齿轮的设计应考虑到传动的扭矩、转速等参数，以确保齿轮运转期间不会超过其承受能力。

2. 齿轮制造质量问题。

齿轮的制造质量对其使用寿命至关重要。

如果齿轮制造过程中出现问题，如质量不合格、热处理不足等，都可能导致齿轮失效。

3. 齿轮使用不当。

齿轮在使用过程中需要注重保养和维护，否则会加速齿轮的磨损和失效。

不及时更换润滑油、不定期检查齿轮磨损情况等，都会对齿轮的使用寿命产生负面影响。

针对以上问题，我们可以采取以下应对策略：1. 合理设计齿轮。

在设计齿轮时，应根据传动的扭矩、转速等参数选择合适的材料，并进行适当的强度校核。

还需要确保齿轮的齿面硬度达到要求，以提高其耐磨性和使用寿命。

2. 严格控制齿轮制造质量。

在齿轮制造过程中，应加强质量控制，确保每个工序的合格率。

还应对齿轮进行必要的热处理，以提高其硬度和耐磨性。

3. 加强齿轮的保养和维护。

定期更换齿轮润滑油，并定期检查齿轮的磨损情况，及时进行维修和更换。

还可以采取一些预防措施，如添加润滑剂、减少齿轮负载等，以延长齿轮的使用寿命。

机械传动齿轮的失效问题是影响机械设备正常运转的重要原因。

通过合理设计齿轮、严格控制制造质量以及加强齿轮的保养和维护，可以有效降低齿轮失效的概率，延长机械设备的使用寿命。

对于机械传动齿轮的失效问题应引起重视，并及时采取相应的应对策略。

齿轮传动系统故障处理实例1. 故障描述在一个工业设备中，齿轮传动系统出现了故障。

操作人员报告说，在正常运行中突然听到一声巨响，设备停止运转。

经过检查发现，主要故障部件是齿轮传动系统中的一对齿轮。

2. 故障分析2.1. 负荷过大导致齿轮损坏首先要检查传动系统的负荷是否过大。

如果负荷超过了齿轮的承载能力，齿轮就会因过大的压力而损坏。

可以通过检查传动系统的设计参数以及实际的工作负荷来判断是否存在负荷过大的问题。

2.2. 齿轮润滑不良导致齿轮磨损齿轮传动系统的润滑状态也是一个重要的因素。

如果润滑不良，摩擦会导致齿轮表面磨损，进而导致齿轮失效。

可以检查润滑系统的工作状态，包括润滑油的质量和量是否符合要求，润滑油是否有污染物等。

2.3. 齿轮配合间隙不合理导致齿轮噪音和损坏齿轮之间的配合间隙也会影响传动系统的工作。

如果配合间隙过大或过小，会产生噪音和振动，同时也容易导致齿轮的损坏。

可以通过检查齿轮的配合间隙是否符合设计要求来判断是否存在此类问题。

3. 故障处理3.1. 更换齿轮在齿轮损坏的情况下，最常见的处理方法是更换齿轮。

可以根据齿轮的类型、尺寸等参数来选择和更换合适的齿轮。

3.2. 检查和调整负荷为了避免类似的故障再次发生，还需要检查和调整传动系统的负荷。

可以根据设备的工作条件和要求来重新评估和调整工作负荷，确保不会超过齿轮的承载能力。

3.3. 检查和维护润滑系统润滑系统的工作状态直接影响齿轮的寿命和运行效果。

需要检查和维护润滑系统，包括更换润滑油、清理润滑油污染物、检查润滑油管道是否存在堵塞等。

3.4. 调整齿轮配合间隙如果发现齿轮之间的配合间隙不合理，可以进行相应的调整。

根据实际情况，可以调整齿轮的啮合方式、齿轮的安装位置等，以达到合适的配合间隙。

4. 预防措施为了预防类似故障的再次发生，可以采取以下措施：定期检查和维护传动系统，包括齿轮的磨损情况、润滑系统的工作状态等。

认真记录和分析齿轮传动系统的工作参数，及时发现和解决问题。

图 ２ 齿 面 点 蚀 区
在 任意 部位 的裂 纹 ， 可 能在 裂 纹 处产 生 应 力 集 中 ， 使 均 促
裂纹 扩展 ， 终导 致 齿 的断 裂 。 最
发 生 点 蚀 的 常 见 原 因 是 齿 表 面 硬 度 不 够 ， 齿 轮 装 配 新
精 度 不符 合 要 求 ，齿 面上 负 载 分 布不 均 匀 以及 频 繁启 动
轮齿 的抗 疲 劳折 断 能力 。
２ 齿 面 疲劳 （ 蚀 、 落 ） 点 剥
由于齿 面 的接触 应 力是 交 变 的 ，经应 力 多次 重 复后 ，
在 节线 附近 靠近 齿 根部 分 的表 面 上 ， 出现 若 干小 裂纹 ， 会
封 闭 在 裂 纹 中 的 润 滑 油 ， 压 力 作 用 下 ， 生 楔 挤 作 用 而 在 产
经 过 一 定 的 载 荷 循 环 后 ， 的 根 部 有 可 能 产 生 裂 纹 。齿 轮 齿
继续 工 作 ， 纹 向根 部纵 深 发展 。当裂纹 削 弱后 的根部 不 裂
能 承 受 弯 曲 应 力 时 ， 就 发 生 断 裂 。 此 外 ， 轮 的 淬 火 裂 齿 齿 纹 、 削 裂 纹 以 及 轮 齿 严 重 磨 损 后 ， 厚 过 分 减 薄 时 产 生 磨 齿
引起 的过载 。 对 于 软 面 齿 轮 ， 载 荷 不 大 时 ， 工 作 初 期 ， 于 相 啮 当 在 由
合 的齿 面 接 触不 良造 成 局部 应 力 过 高 而 出现 麻 点 ， 即早 期 点 蚀 。如果 在 足够 大 的载荷 作 用下 ， 面点 蚀 面积 不断 齿
扩 展 ， 点 数 量 不 断 增 多 ， 蚀 坑 大 而 深 ， 会 发 展 成 破 麻 点 就
坏 性 点蚀 。

可 以 通 过 对 齿 面 接 触 疲 劳 强 度 的 计 算 ， 便 采 以 取 措施 以避免齿 面 的点 蚀 ： 可 以通 过 提高 齿 面硬 也 度 和 光 洁 度 ， 高 润 滑 油 粘 度 并 加 入 添 加 剂 、 小 动 提 减 载荷 等措施 提高齿 面接触 强度 。 １ ４ 齿 面胶 合 ． （ 转 第 ３ ２页 ） 下 ４
齿 轮 失 效 分 析及 预 防 措 施
沈 武
（ 神华集 团包头矿业有 限责任公 司鄂 尔多斯李家豪煤矿 ， 内蒙古 鄂尔多斯 ０７０ ） １００
摘 要 ： 论 了齿 轮 轮 齿 失 效 的 形 式 及 原 因 ， 基 于 失 效 原 因 的 分 析 提 出 了一 些 应 对 措 施 。 讨 并 关键词 ： 齿 失效 ； 析 ； 施 轮 分 措 中 图 分 类 号 ： ４ ７． ５ ＴＧ ５ ２ 文 献标 识码 ： Ａ 齿轮 是机 械传动 件之一 ， 轮传 动形式 很 多 ， 齿 应 用 广 泛 ， 具 有 效 率 高 、 构 紧 凑 、 动 比稳 定 等 特 它 结 传 点 。如 果 齿 轮 轮 齿 失 效 不 仅 会 影 响 设 备 的 使 用 ， 甚 至还 会造 成事 故 。 齿 轮传 动 的失 效 主要 是 轮齿 折 断 、 作 齿 面磨 工 损 、 蚀 、 合 和塑性 变形 等 。 点 胶
丸 、 压等 工艺措 施对 齿根 表层 进行 强化 处理 。 液
１ ２ 齿 面 磨 损 ．
图 ３ 齿面点蚀示意图
在 齿 轮 传 动 中 ， 面 随 着 工 作 条 件 的 不 同会 出 齿 现 多 种 不 同 的磨 损 形 式 ， 面 磨 损 主 要 是 由于 灰 砂 、 齿 硬屑 粒 等 进 入齿 面 间 而 引起 的磨 粒 性磨 损 ， 图 ２ 如 所示 ， 钦 是 因齿面互 相摩 擦而 产生 的跑 合性磨 损 。 其

齿轮传动中轮齿的失效分析及对策1. 前言齿轮传动是一种常见的传动方式，应用广泛。

然而，在齿轮传动过程中，由于各种原因导致的轮齿失效问题屡见不鲜，严重影响到了齿轮传动的正常运转和寿命。

因此，在深入分析齿轮传动失效原因及对策的基础上，对齿轮传动的稳定性和可靠性提高具有重要的意义。

2. 齿轮传动中轮齿失效的原因2.1. 疲劳失效疲劳失效是齿轮传动中轮齿失效的主要原因之一。

由于轮齿在正向和反向转动的过程中，承受不断的变频载荷作用，因此轮齿表面会出现间歇性应力集中，使传动装置在寿命一定时期后，出现断裂疲劳破坏，从而导致轮齿失效。

2.2. 磨损失效磨损失效是齿轮传动中轮齿失效的常见原因之一。

在传动装置长期运行的过程中，由于齿轮之间的磨擦和沉积，使轮齿表面出现磨损、腐蚀、锋利度降低等变化，从而导致轮齿失效。

2.3. 强度失效轮齿成型及热处理质量不好，致使硬度或韧性不足，内部夹杂、裂纹等缺陷，或轮毂、轮齿接触应力过高，在强的冲击载荷作用下，形成裂纹并发展成疲劳断裂，从而导致轮齿强度失效。

2.4. 设计失误齿轮传动中轮齿失效还有可能与设计失误有关。

例如，齿数过少、齿形设计不佳、材料选型不当等问题都会导致轮齿失效。

3. 对策在齿轮传动的设计、制造和使用过程中可采取以下对策以降低轮齿失效率。

3.1. 加强设计和制造质量控制在齿轮传动的设计和制造过程中，应加强品质控制，尽量减少轮齿的缺陷产生的机会，确保轮齿承受较高的载荷时不致于出现失效现象。

3.2. 改进润滑方式改善润滑方式是降低齿轮传动中轮齿磨损的有效手段。

可以采用油、油雾、油膜等不同的润滑方式，以补充齿轮之间的润滑缺陷，减少轮齿表面的磨损和腐蚀现象。

3.3. 优化热处理工艺热处理质量对于轮齿传动的寿命有着重要的影响。

在齿轮传动的制造过程中，应采用恰当的热处理工艺，以提高齿轮的韧性和强度。

3.4. 采用高效的材料和齿形设计采用合适的高效材料和齿形设计，以提高轮齿的耐疲劳和强度，这是齿轮传动中降低轮齿失效的重要措施之一。

４ 防止断裂措施和建议
结合上述疲 劳断裂机理 的分析 ， 建议采取如下措施防止类似
断裂事故的再次发生 ： （ １ ） 严 密 监 控传 况 ， 尽
在周 期性转矩作用 下， 应力集 中处的初始微裂纹不断发生扩 展。 当裂纹扩展 到一定尺 寸后， 传动 轴的剩余部 分不足 以承 受载 荷 的作用 ， 因此发生瞬 时断裂 ， 最后导致整个 传动轴发 生疲劳断 裂。 由于轴受扭转应力作用时 ， 最大应 力方 向为环 向， 因此裂纹扩 展沿着 与轴线 垂直的方 向进 行， 最终形成 的断 口整体呈现正断特
系金属材料工程专业 ， 大四在校 生。
（ 上接 ７ ６页 ）
［ ３ ］ 张 厚美 ； 薛佑 刚 ．岩 石可 钻性表 示 方法探 讨 ［ Ｊ ］ ．钻 井工
艺 ，１ ９ ９ ９ ， １ ３ （ １ ）： １ ０ — １ ３ ．
Ｚ ｈ ａｎ ｇ Ｈ ｏ ｕ ｍｅ ｉ ． Ｘ ｕ ｅ Ｙ ｏ ｕｇ ａ ｎ ｇ． Ｒｏ ｃ ｋ ｄ ｒｉ ｌ １ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
ｌ ｎ ｍ
应进行表面 处理。 具有相似 作用的常用表面处理方法 包括 ： 激光
图 ８疲 劳裂纹扩展三个阶段示意图
熔覆 、 热喷涂 、 电镀 、 化学镀等 ， 这 些技 术在零件表 面处理方 面应
技术 也相对成熟 ， 建议在 以后类似 的传 动轴发 生相似损 第 １阶段通常是起 始于金属 表面 的初始裂 纹处， 扩展方 向为 用很 广， 以提高备用件 的使用 寿命 。 最大切应 力方 向 （ 与主应 力成 ４ ５度角 ） ， 沿晶面 向内扩展 。 由于 坏时有选择地采用相应技术 ， 不 同的晶粒 的位 向不 同， 并且存在在 晶界的阻碍作 用， 因此随着 裂 纹的 向内扩展 ， 其扩 展方 向逐渐转 向和主应 力垂直 。 第 一阶段 的裂 纹扩展深度 很小 ， 通常约为几个 晶粒范 围。 若表面 受到力 的 作用 ， 则会导致很难观察到第一阶段的裂纹扩展 。 疲劳 裂纹扩 展第 １ Ｉ阶 段的 主要特 征是裂 纹扩 展方 向与主 应力相垂直 ， 当承 受扭转载荷 时， 该 主应 力方 向为传 动轴 的环 向 （ 或切 向 ） ， 与该方向垂直的方 向为轴向或径 向， 在本例 中这一方 向为径 向， 即垂 直于轴 向的截 面。 在这一阶段 ， 裂 纹尖 端的塑性区

开式齿轮传动的主要失效形式有齿面磨损齿轮传动作为目前最常用的传动方式之一，具有结构简单、传动效率高、传动精度高等优点，在工业生产和机械设计中得到了广泛的应用。

然而，齿轮传动也存在一些主要的失效形式，其中齿面磨损是其中的一种。

本文将针对开式齿轮传动的主要失效形式—齿面磨损进行探讨，并对齿面磨损的原因、影响以及预防措施进行分析和总结。

一、齿面磨损的原因1.1齿轮材料选择不当齿轮传动中使用的材料是造成齿面磨损的主要原因之一。

材料的硬度、强度、韧性和耐磨性等性能直接影响着齿面磨损的程度。

如果选择的材料硬度不足、韧性差或者耐磨性不够，就容易导致齿轮表面的磨损加剧。

1.2加工质量不良齿轮在加工、热处理等工艺过程中，如果存在工艺上的缺陷或者质量控制不到位，就容易导致齿轮表面出现裂纹、氧化层、高应力集中等缺陷，从而影响齿轮的使用寿命。

1.3润滑油质量差齿轮传动的润滑是保证其正常运转和延长使用寿命的重要条件，如果润滑油质量不佳、粘度不匹配或者污染严重，就会导致摩擦增加和磨损加剧。

1.4工作环境恶劣齿轮传动常常处于高温、高负荷、高速运转等恶劣工作环境下，这种极端条件容易导致齿轮表面磨损加剧，从而影响其使用效果。

1.5运转过程中的冲击载荷齿轮传动在运转过程中，由于载荷冲击、过载、频繁启停等原因引起的冲击负荷也是齿面磨损的主要原因之一。

长期的冲击负荷会导致齿面微裂纹的扩展和齿面磨损的加剧。

二、齿面磨损的影响2.1降低传动效率齿面磨损会导致齿面粗糙度增加、齿轮啮合几何形状的变化，造成齿轮传动效率的降低。

2.2噪音增加齿轮传动在运转过程中，由于齿面磨损导致啮合偏差增加，轴向载荷和径向载荷增加，从而引起齿轮的振动和噪音的增加。

2.3导致齿轮脱落齿面磨损严重的齿轮在工作时，由于载荷的作用会出现表面材料的破裂和脱落，从而导致齿轮失效。

2.4缩短使用寿命齿面磨损会导致齿轮的几何形状发生变化，降低了齿轮的强度和耐磨性，导致其使用寿命缩短。

机械传动齿轮失效问题分析与应对策略机械传动齿轮是工程机械中常见的一种传动方式，其失效问题可能给生产和使用者带来严重的影响。

本文将分析常见的机械传动齿轮失效问题，并提出相应的应对策略。

机械传动齿轮失效问题的常见原因包括材料疲劳、齿轮设计不合理、润滑不良以及工作环境不恰当等。

针对这些原因，可以采取以下应对策略：1. 优化齿轮材料选择：选择适合工作环境和负载条件的齿轮材料，同时进行必要的热处理以提高材料的硬度和强度，以延长齿轮的使用寿命。

2. 改善齿轮设计：根据实际应用的负载条件和工作环境，合理设计齿轮的模数、压力角、齿面弧向系数等参数，确保齿轮具有足够的强度和抗疲劳性能。

3. 加强润滑管理：选择适合的润滑剂，并根据实际工作条件进行定期更换和维护。

注意齿轮箱的密封性，以防止灰尘和湿气的侵入，降低润滑效果。

4. 提高工作环境条件：保持机械传动齿轮工作环境的清洁和干燥，避免过高或过低的温度和湿度。

对于已发生齿轮失效的情况，还可以采取以下应对策略：1. 定期检查和维护：定期对机械传动齿轮进行检查，尤其是齿轮的磨损和齿面的损伤情况，及时采取维修或更换措施。

2. 齿轮故障分析：对于齿轮失效的具体原因进行深入分析，了解其失效机制和影响因素，为今后的齿轮设计和使用提供经验教训。

3. 质量管理和生产监控：加强对齿轮生产过程的质量管理和监控，提高产品的一致性和合格率。

机械传动齿轮失效问题的分析与应对策略是一个复杂的工程问题，需要综合考虑材料性能、设计参数、润滑管理以及工作环境等多个方面的因素。

通过合理的材料选择、优化的设计、良好的润滑管理和适宜的工作环境条件，可以有效地减少齿轮失效问题的发生，并提高工程机械的可靠性和使用寿命。

机械传动齿轮失效问题分析与应对策略机械传动齿轮在生产和制造过程中经常会出现失效问题。

这些问题可能由多种原因引起，如精度不足、损伤和磨损等。

为了确保机械系统的正常运行和延长齿轮寿命，必须及时识别和处理齿轮失效问题。

本文将从问题原因、分类、预防和修复策略等方面进行分析和探讨。

一、机械传动齿轮失效原因1. 精度不足传动装置的精度不足是齿轮失效的主要原因之一。

精度不足包括损失、发生误差、掉齿、压力角等方面的因素。

当齿轮的几何形状和尺寸不符合设计要求时，传动效率会降低，相应地也会导致齿面磨损和失效。

2. 损伤齿轮机械系统在使用过程中，往往受到振动、冲击以及过载的作用。

这些因素对齿轮系统造成损伤是不可避免的。

当机械系统中齿轮遭受损伤时，就可能会造成齿面基本性能的改变和齿面断裂。

3. 磨损机械系统中各个装配部件之间会发生摩擦，在齿距角和压力角的作用下，齿轮表面会发生磨损。

当齿面磨损超过设计限值时，齿面表面会变得凹凸不平，齿根和齿顶之间的距离会减小，导致齿轮失效。

根据失效特点和构造形式，齿轮失效可以分为以下几种类型：1. 压力面掉齿当齿轮传动过程中，应力超过了材料的承载极限时，会导致齿轮齿面发生严重损伤，从而使齿轮齿面掉齿。

一旦出现压力面掉齿，就会导致齿轮系统失效。

2. 齿面疲劳过载和撞击也会导致齿轮疲劳失效。

疲劳是指金属材料在作用周期后，发生微动摩擦，导致表面裂纹和疲劳裂纹，最终导致齿面开裂和脱落。

3. 齿轮脱落如果齿轮装配不当、材料不合格，或齿轮之间的间隙超过了设计限制，则会导致齿轮脱落。

齿轮脱落通常是由于设计和制造过程中的错误或疏忽所导致的。

4. 渐进性损坏随着齿轮使用次数增加，齿面表面磨损会逐渐增加，从而导致齿形变形和齿距角偏差。

这些渐进性损坏因素会导致齿轮的承载能力降低，最终导致齿轮失效。

1. 加强质量监管齿轮失效是由钢材、热处理、齿轮加工等多种因素引起的。

因此，在生产和制造过程中，需要坚持全过程质量控制，从材料、工艺、设备、检测等方面严格控制每个环节。

科技探索丨 TECHNOLOGY EXPLORATION摘要：齿轮是重工机械设备中最常用到的零件.它是传递动力和运动的一种主要形式。

在实际中，机械装置的复杂程度越来越 高，要求齿轮传动有良好的传动平穗性和较低的故障率。

文章主要简述齿轮传动中碰到的问题及如何在设计时进行预防。

关键词：齿轮传动问題：齿轮故障：解决方法I齿轮传动实际应用中的问题及解决办法■文1. 齿轮传动中的问题与故障齿轮传动在现代设备中应用广泛，在经济发展中起着巨 大作用。

因此了解齿轮传动的问题与故障，分析其中的原因，对设计出合理的结构及找到预防措施有着重要的意义。

齿轮传动主要有以下优点：①传动比恒定；②传动比范 围大；③传递功率范围大，承载能力强：④传动效率高，使 用寿命长：⑤结构紧凑，占用空间小：⑥维护简便等。

同时，齿轮传动也有以下缺点：①传动过程中有振动、冲击和噪声，并产生动载荷：②无过载保护作用；③齿轮加 工制造时制造工艺复杂（尤其是一些特殊定制齿轮），对加 工用的机床刀具和检测仪器有着较高的要求，成本较高。

齿轮传动中碰到的问题与齿轮的优缺点有关系，在齿轮 传动中要充分发挥优点，避开缺点。

齿轮传递中失效的类型分为：齿轮本身的失效和固定齿 轮的结构失效。

齿轮本身的失效主要表现为：点蚀、磨损、齿面胶合和断齿等；固定齿轮的结构失效最终也体现在齿轮 上，主要表现为：齿轮的偏咬、错齿、传动中振动和冲击。

还有一些失效影响着齿轮的传动如轴承、密封损坏等。

固定 齿轮的结构失效主要原因有设计方案不正确、齿轮箱变形、安装问题等情况。

2. 齿轮传动中问题故障的原因分析与预防2. 1齿轮本身失效的原因分析齿轮本身失效占齿轮传动问题的70%以上。

失效的主 要表现为点蚀、磨损、齿面胶合、断齿等。

齿轮的制造过程 包括齿数模数齿形等参数的选择、热处理要求和最后的检验。

2. 1.1齿轮的参数设计齿轮设计主要设计两个公式：齿面接触疲劳强度公式和 齿根弯曲疲劳强度公式。

齿轮传动失效形式及预防方法
齿轮传动是一种常见的机械传动方式，广泛应用于各种机械设备中。

然而，齿轮传动也存在着多种失效形式，下面进行简要介绍。

1. 疲劳断裂：齿轮传动在长期使用过程中，由于受到周期性的载荷和温度变化的影响，齿轮的齿面会产生疲劳断裂。

疲劳断裂通常发生在齿轮的齿面接触处，这是由于齿面接触时产生的高温和高压造成的。

2. 磨损：齿轮传动中，齿轮之间的接触会导致磨损，从而影响齿轮传动的效率和质量。

磨损通常是由于齿轮之间的摩擦和接触造成的，可能是由于齿轮的材料疲劳、润滑不足或接触压力过高等原因引起的。

3. 热失效：齿轮传动过程中，由于齿轮之间的摩擦和传动效率的影响，齿轮传动会产生热量，从而导致齿轮的温度升高。

如果热量积累过多，可能会导致齿轮的过热失效。

4. 腐蚀：齿轮传动过程中，如果齿轮的材料受到腐蚀，可能会导致齿轮的齿面磨损和断裂。

腐蚀可能是由于润滑油的质量不良、环境条件恶劣或齿轮的材料质量问题引起的。

5. 结构失效：齿轮传动的结构失效也是一种常见的失效形式。

这可能是由于齿轮的结构设计不合理、材料选择不当或制造质量不良等原因引起的。

为了避免齿轮传动中的失效形式，需要采取一系列措施。

例如，可以选择适当的齿轮材料，合理选择齿轮的结构和尺寸，加强齿轮的润滑和保养，以及提高齿轮的制作质量和结构设计等。

这些措施可以有效地延长齿轮传动的使用寿命，提高机械设备的工作效率和质量。

一、齿面点蚀
1、产生原因及现象：脉动偱环的接触应力→齿面产生微小裂纹，在齿轮的挤压下润滑油压上升→裂纹扩展，小块金属剥落→小坑（麻点）
2、发生部位：靠近节线的齿根面处
3、发生场合：闭式传动
4、预防措施：提高齿面硬度、降低表面粗糙度值、合理选择润滑油的粘度及采用正角度变位齿轮传动
二、齿面磨损
1、产生原因及现象：铁屑、灰层进入，啮合齿面间的相对滑动摩擦而产生磨损，齿形变瘦
2、发生场合：开式传动
3、预防措施：采用闭式传动，提高齿面硬度，减小接触应力，降低表面粗糙度值，保持润滑油的清洁
三、齿面胶合
1、产生原因：高速重载时散热不好，低速重载时，压力过大，使油膜破坏，金属熔焊在一起而发生胶合。

2、发生部位：靠近节线的齿顶面
3、发生场合：高速、低速重载齿轮
4、预防措施：适宜的润滑油、提高硬度、减小表面粗糙度值、采用抗胶合能力强的齿轮材料
四、齿面塑性变形（飞边）
1、产生原因：较软齿面的齿轮在频繁起动和严重过载，由于齿面很大压力和摩擦力的作用使齿面金属局部塑性变形
2、发生部位：主动轮形成凹沟，从动轮齿面形成凸棱
3、预防措施：提高齿面硬度、选用较高粘度的润滑油，避免频繁起动和严重过载
五、轮齿折断
1、原因：变载（疲劳、过载）
2、发生后果：不能正常传动，甚至造成重大事故
3、发生场合：开式齿轮传动和硬齿面闭式齿轮传动中
4、预防措施：选择适当的模数和齿宽，采用合适的材料及热处理工艺，减小齿根处的应力集中。

机械传动齿轮失效问题分析与应对策略在机械传动系统中，齿轮是一种常见的传动元件，常用于传递动力和转速。

由于齿轮长期工作在高负荷和高转速的环境下，可能会发生齿轮失效的问题。

齿轮失效会导致传动系统的故障和停机，造成生产停工以及维修和更换齿轮的成本。

对齿轮失效问题进行分析并采取相应的应对策略，对确保机械传动系统的可靠运行至关重要。

齿轮失效通常可以分为以下几种类型：齿面磨损、齿面疲劳断裂、裂纹和齿面损坏。

齿面磨损是一种比较普遍的齿轮失效现象。

齿轮工作时，由于摩擦和载荷作用，齿面可能会逐渐磨损。

齿面磨损不仅会影响齿轮的传动效率，还会增加噪音和振动，并缩短齿轮的使用寿命。

分析齿面磨损的原因，主要有以下几点：润滑不良、载荷过大、工作温度过高等。

需要按时进行润滑、控制载荷以及保持适当的工作温度，以减少齿面磨损。

还可以通过齿面硬化和涂层来提高齿轮的耐磨性。

齿面疲劳断裂是一种齿轮常见的失效模式。

疲劳断裂通常发生在齿距逐渐产生裂纹并最终导致断裂的部位。

齿面疲劳断裂的原因一般有以下几点：载荷过大、应力集中、材料质量不良、几何尺寸设计不合理等。

为了减少齿面疲劳断裂的可能性，可以通过优化齿轮的几何尺寸和材料选择，改善工作条件，控制载荷，增加载荷分布均匀性，以及进行表面强化处理等。

裂纹是另一种可能导致齿轮失效的重要因素。

裂纹通常由于材料缺陷、应力集中和载荷过大等原因引起。

如果裂纹在工作过程中持续扩展，最终可能导致齿轮失效。

检测和修复裂纹是防止齿轮失效的重要手段。

常用的检测手段有超声波检测、磁粉探伤和光学检测等。

对于发现的裂纹，可以通过磨削、焊接或更换齿轮来进行修复。

齿面损坏是一种可能导致齿轮失效的另一原因。

齿面损坏通常是由于齿面载荷不均匀、设计不合理或制造缺陷等原因引起的。

齿面损坏可能会导致齿轮传动效果不佳、噪音增大以及齿面疲劳断裂等问题。

为了减少齿面损坏的发生，可以加强齿轮的硬度、改善齿轮的强度和刚度，优化齿面几何形状，提高加工质量和润滑条件等。

第一讲齿轮传动的失效原因及解决方法1．齿面齿轮的疲劳失效（点蚀失效和疲劳剥落）齿面疲劳可以划分为点蚀和剥落两种基本形式。

在过大的当量接触剪应力作用下，表面层发生塑性变形，塑性变形逐渐积累，导致微观晶裂并形成原始裂纹，裂纹向齿面方向按疲劳裂纹扩展规律扩展，最后材料从齿面脱落或形成点蚀，这就是齿面疲劳。

齿面产生点蚀的首要条件是存在微裂纹。

裂纹可以因机械加工而产生于表面；也可以因材料组织不均匀(存在夹渣、气孔和硬质颗粒等)以及局部剪切应力过大而产生于表层或次表层。

在齿轮运转过程中，裂纹在反复受载下不断扩展而导致点蚀，并可延伸到表面而引起脱落。

齿轮的传动特点是诱发齿轮点蚀的主要原因。

齿轮转动时，为了保持啮合的连续性，当一对齿轮的齿顶进入啮合状态时，另一对齿轮则逐渐退出啮合。

一方面当轮齿靠近节线附近啮合时，由于同时啮合的齿对数少，因此当量最大剪应力出现在节线附近的齿面次表层处，即节线附近的接触强度最薄弱；另一方面，当轮齿在节线附近啮合时，相对滑动速度方向发生变化。

在节线处，齿面滑动速度为零，润滑油流速低，不易形成油膜，因此在节线附近最容易发生点蚀。

齿轮在运转过程中，在接触压力作用下产生的高压油波以极高的速度进人裂纹，对裂纹壁产生强大的流体冲击作用；因此提高润滑油的粘度可以减缓冲击并延缓裂纹的扩展；与此同时某一齿轮表面可以将另一齿轮表面的裂纹口封闭，从而使裂纹内的油压进一步升高并迫使裂纹向纵深扩展。

此外，部分研究者认为，具有腐蚀性的极压添加剂可使刚刚产生的裂纹尖端立即受到腐蚀，从而堵死部分新生裂纹重新被压焊连通的路线，加速裂纹的扩展，以硫烯极压添加剂为例，其极压性能优异，可以保证齿轮在高温高负荷下不发生胶合，但其抗磨性能不佳，并具有相当强的腐蚀作用，因此在运转过程中可导致齿轮磨损加剧并降低齿轮的抗疲劳能力。

相反，采用兼具优良极压，抗磨及减磨性能抗磨添加剂可以更有效地改善齿轮润滑状态，从而显著提高齿轮的疲劳寿命。