变速器齿轮断裂失效分析

高速动车组齿轮箱断齿故障分析刘昊霖发布时间：2021-07-30T08:37:02.482Z 来源：《中国科技人才》2021年第12期作者：刘昊霖[导读] 为进一步精准掌握高速动车组齿轮箱动力学响应，更高效分析高速动车组故障齿轮箱系统振动特性，从本质解决开发动车组齿轮箱故障检测存在不足。

基于相关参数模拟构建相应的模式，通过仿真模拟正常工况各断齿故障，获取相应的检测方案点的响应状况，最终数据显示，断齿故障会增强其振动能量，出现振动冲击特征，啮合频次降低。

本文就高速动车组齿轮箱断齿故障振动特性分析，为后续采取故障检测开发提供便捷。

刘昊霖中车唐山机车车辆有限公司河北唐山 063035摘要：为进一步精准掌握高速动车组齿轮箱动力学响应，更高效分析高速动车组故障齿轮箱系统振动特性，从本质解决开发动车组齿轮箱故障检测存在不足。

基于相关参数模拟构建相应的模式，通过仿真模拟正常工况各断齿故障，获取相应的检测方案点的响应状况，最终数据显示，断齿故障会增强其振动能量，出现振动冲击特征，啮合频次降低。

本文就高速动车组齿轮箱断齿故障振动特性分析，为后续采取故障检测开发提供便捷。

关键词：高速动车组；齿轮箱；断齿故障齿轮传动系统作为高速动车核心构成，由于其自身传动特征，决定齿轮箱高发故障，对齿轮箱故障进行诊断，对高速动车行车安全性及可靠性至关重要。

齿轮箱安装位置具有一定隐蔽性，且结构复杂繁琐，拆卸难度较大，对齿轮箱故障无损检测技术需求日渐增强。

我国高速动车组故障诊断技术受时间限制，应用缺乏一定的成熟性，影响其故障位置精准确定。

本文通过构建仿真模型，分析其实际振动机理，方针齿轮正常、断齿振动信号，组中掌握其故障出现振动特征，为齿轮箱故障诊断算法提供保证。

一、齿轮箱多体动力学按照多刚体系统动力学为理论基础，构建完善的构架、轮对和齿轮箱计算模型，车辆系统各级悬挂、轴承和C型架结构选取相应的弹簧、阻尼衔接。

构造系统与各部件垂向动力学方程如（1）：G＋Fr＋Fa＝０（1）Gb＋Fp＋Fc＋Fb＝０（2）Gg＋Fc＋Fg＝０（3）Gw＋Fr＋Fp＋Fw＝０（4）式（1）为系统动力学方程，G为系统整体实际重量；Fr为轨道对轮对实际陈承载力；Fa为系统惯性力；式（2）是系统中构架动力学方程，其中Gb为构架重量的1/2；Fp为一系悬挂实际作用力；Fc为C型架作用力；Fb为构架惯性力。

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

减速机高速齿轮轴断裂失效分析摘要：本文通过分析减速机高速轴位置的断口的宏观上的特性，及表面的金相组织，化学成分以及硬度等方面的物理性质加以观察和分析，同时进行相关的测试。

由实验所得数据结果显示出，减速机的高速轴并未按照图纸上的要求选用42crmo钢；在使用之前也没有按照所规定的进行调制处理。

由于键槽并未按照规定的位置设计以及原材料组织上的缺陷导致其发生早期断裂现象而导致最终失效。

关键词：高速轴；魏氏体组织；；断裂；失效中图分类号：tg115 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2013）02-0151-01在某工厂二辊压机构中的减速机高速轴上线运行13天后出现了断裂的现象。

在之前给出的图纸样例中提到了，这个轴的制造图纸上对于原材料的要求是42crmo锻钢，硬度为270～300hb，调质热处理。

同时还要对端口位置的宏观上的形态，金相组织，物理性质如硬度以及化学成分等进行相应的观察和测试，进而为今后这类轴零件的生产量的提升，以及在具体应用时候的使用提供有效的理论参考。

进而防止断裂一类的事件发生。

一、对于检测结果的分析和研究（一）端口宏观相貌的观察结果。

轴同轴间的过渡和链接的位置是减速机高速轴发生断裂的最主要的地方。

此处直径大小发生突变，最为关键的是这是轴的直径最小的地方。

结构圆角的常见现象由于截面形状的变化以及轴间和轴的相交位置的几何关系处于垂直的状态而导致必将会出现的应力集中现象。

端口经常见到的形貌特点便是具有很高的脆性以及较为平整，例如一种极为常见的是扭转应力所导致的断裂口。

只有受力的地方才是裂纹出现的根源，及轴键槽的受力的一面。

应力的大小和半径的大小呈现反比的关系，也就是说半径较小的地方应力则很大。

半径最小的便是轴键槽的根部位置，在此处经常出现应力集中地现象从而承受很大的拉应力；如果不进行强化处理就会提高出现裂纹（这种裂纹是由于疲劳产生的），对于轴类具有很强的破坏性，出现提前失效，很大程度上减少了其寿命。

第一节齿轮强度的失效模式变速器齿轮强度的失效模式有：轮齿断裂、齿面点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损一、轮齿断裂齿轮在啮合过程中，齿面承受有集中载荷的作用。

我们可以把轮齿看作悬臂梁，轮齿根部弯曲应力很大，过渡圆角处又有集中应力作用，故轮齿根部容易发生断裂。

轮齿折断有两种情况，疲劳断裂和过载断裂。

（附图片）1、疲劳断裂在长时间交变载荷的情况下，齿轮根部经受交变的弯曲应力。

如果高应力点的应力超过材料的耐久极限，则首先在齿根处产生很短的裂纹，随着载荷次数的不断增加，裂纹不断扩大，最后导致轮齿部分地或整个地断掉。

在开始出现裂纹处和突然断掉前出现裂纹处，在载荷作用下由于裂纹断面间的摩擦，形成一个光亮的断面区域，这是疲劳断裂的特征。

其余断面由于是突然形成的故为粗糙表面的新断面。

参见图2.1-1。

图2.1-12、过载断裂由于设计不当或齿轮材料不符合要求或热处理不符合要求，或由于突然性的峰值载荷的冲击。

使载荷超过了齿轮弯曲强度所允许的范围，而引起轮齿的一次性突然折断。

此外，由于装配的齿侧间隙调节不当、安装刚度不够、安装位置不对等原因，使齿轮表面接触区偏向一端，轮齿受到局部集中载荷时，往往会使一端沿斜向产生局部齿端折断，各种形式的过载断裂的断面均为粗糙的新断面。

参见图2.1-2。

图2.1-2为避免齿轮轮齿折断，需降低轮齿的弯曲应力，即提高齿轮的弯曲强度，采用下列措施可提高轮齿的弯曲强度：1．）增大齿轮的根部厚度；2．）加大齿轮的齿根圆弧半径；3．）增大齿顶高系数，以提高重合度，使同时啮合的齿数增多；4．）使齿根部过渡圆角的粗糙度尽量的低；5．）提高材料的弯曲疲劳极限，采用优质的齿轮钢；6．）采用强力喷丸提高齿轮根部的压应力；二、齿面点蚀及剥落齿面点蚀及剥落是闭式渗碳齿轮传动经常出现的一种损坏形式。

约占损坏报废齿轮的70%以上，它主要由于齿轮的接触应力不够引起。

1、齿面点蚀因闭式齿轮传动齿轮在润滑油中工作，齿面长期受到脉动的交变应力的作用，会逐渐产生大量与齿面成尖角的小裂缝。

Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ １ ２ ２ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆｃｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ．０， ０１ ｉ
化层的深度与梯度分布 ，采用淬透性更好的材料获 得 更平 缓 的硬 度梯 度 ， 高 材质 疲 劳强 度 ， 提 并缩 短 渗 碳 周期 ， 降低工 艺 成本 。 （） ２ 提升 产 品检测 手 段 ， 对关 键部 件 的零部 件进 行 细致 检验 。 （） ３ 借助 Ｃ Ｅ仿真技 术以及相关理论计算 ， Ａ 对 关键部件进行模拟分析 ， 通过预先结构优化 ， 避免失
Ｔｈ ｃ ａ ｉｍ ａｙ ｉ ｏ ｈ ａ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ Ｆ ｉ ｒ ｅ Ｍｅ ｈ ｎｓ Ａｎ ｌｓｓ ｆ ｅ Ｇｅ ｒ ａ ｔ ｒ ｎ ａｌ ｅ ｔ Ｆ ｕ
Ｈ ｉ — ｉＱ Ｎ Ｈ ｏ ＵＸ ａ ｑ， Ｉ ａ ｏ
（ ｉＧ ｎ ｈ ｎｈ ｉ ｏ ｅｖ ｄ ｓ ｙＣ ， ｔ，ｈ ｎｈ ｉ ０ ２ １ Ｃ ｉａ Ｌｕ ｏｇＳ ａ ｇ ａ Ｈ ｌ Ｈ ａｙ ｎ ｕｔ Ｏ． ｄ Ｓ ａ ｇ ａ ２ １０ ， ｈｎ ） ｄ Ｉ ｒ Ｌ
效 发生 。
参考文献 ： 【张 栋， １ ］ 钟培道． 失效分析［ ． Ｅ ： Ｍ】＝ 京 国防工业 出版社 ，０ ４ ｊ ２０ ．
［ 王 国凡 ． 属 脆 性 断 裂 与 疲 劳 失 效 ， 料 成 形 与 失 效 ［ ． ２ ］ 金 ．
参 考 文献 ：
３ 结束 语
在引人电子节气 门体后 ，节气门体对进气量的
［］ １麻友 良 ， 尹华敏 ， 国栋 ． 刘 电控发动机 电子 节气 门控 制系统 ［． Ｊ 汽车电器 ，０ ６ ８ ３ — ０ 】 ２０ ， ：９ ４ ． ［ 韩 玉敏． ２ 】 汽车智 能电子节气 门控制 系统的研究 Ｌ．交 通科 『 ］

重载齿圈的断裂失效分析及预防措施内容摘要：对损坏齿圈进行了系统的分析，针对问题产生的原因，提出切实有效的预防措施——从原材料、热处理、图纸设计及机加工等多方面把控，提高了产品质量，提升企业形象。

本文分享给机械加工业同行，生产中以供参考，避免我们走过的弯路。

关键词：齿根裂纹；失效分析；预防措施我单位是生产矿用汽车轮边减速器的专业厂，主要服务主机厂及露天矿山终端客户，矿用汽车轮边减速器同时承担驱动载荷和轴重载荷，加之矿区路况差、尘土大，轮边减速器常处于高温、动载荷及润滑较差的工况中，造成轮边减速器的故障居高不下，对生产带来严重的影响。

近期，我公司收到客户反馈，在保养维修轮边减速器时，发现齿圈齿根部位有严重裂纹，且齿圈上车使用仅半年时间，如下图1所示。

我司对存在问题的齿圈进行更换及相关赔付，此次事故不但给公司造成经济上的直接损失，更大的危机是客户对企业产品的质疑，对市场的冲击。

为此，引起了我单位的高度重视，对于问题齿圈我司进行了系统的分析，并根据实际情况提出了相应的预防措施。

一、齿圈技术参数及技术要求1、齿圈参数：m=5；Z=222；a=20°2、齿圈的技术要求齿圈的材料：40CrNi2MoA；齿圈热处理为整体调质处理，硬度290HBS-340HBS，内齿圈部位中频淬火，淬火硬化层深度：①齿面3.0～4.5（㎜）②齿根1.9～3.0（㎜），淬火硬度54～59HRC。

二、齿圈检测及分析1. 对材料化学成分的分析在断面附近取样进行化学成分分析，材料化学成分符合40CrNi2MoA标准。

2. 对材料气体成分的分析在断面附近取样进行N、O、H气体成分分析：N含量97PPM，0含量30PPM，H含量5PPM，除N含量正常外，其它元素含量均严重超标。

3. 断口的宏观分析内齿圈裂纹断面如下图1所示，断口位于齿根尖角处，齿根圆角过小，造成应力集中，断面可见清楚的贝壳纹状疲劳扩展。

齿圈承受载荷，其根部受到脉动循环的弯曲应力作用，当这种周期性的应力过高时，会在根部产生裂纹，并逐渐扩展，此裂纹属于弯曲疲劳断裂。

齿轮常见失效形式及其解决方法(总2页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除齿轮失效分析与解决方法摘要通过对齿轮失效形式的分析，找出相应解决方法，提高机械传动齿轮质量,延长机械设备的使用寿命。

分析研究失效形式有助于建立齿轮设计的准则，提出防止和减轻失效的措施。

关键词失效；轮齿折断；齿面点蚀；齿面胶合；齿面磨损；齿面塑性变形齿轮是现代机械中应用最广泛的重要基础零件之一。

齿轮类型很多，有直齿轮、斜齿轮、人字齿等，齿面硬度有软齿面和硬齿面，齿轮转速有高有低，传动装置有开式装置和闭式装置，载荷有轻重之分，因此影响因素很多，所以实际应用中会出现各种不同的失效形式。

齿轮的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形五种。

1 轮齿折断轮齿折断有多种形式，在正常情况下，有以下两种：1）过载折断。

因短时过载或冲击载荷而产生的折断。

过载折断的断口一般都在齿根部位。

断口比较平直，并且具有很粗糙的特征。

2）疲劳折断。

齿轮在工作过程中，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断轮齿。

齿面较小的直齿轮常发生全齿折断，齿面较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断；斜齿轮和人字齿齿轮，由于接触线倾斜，一般是局部齿折断。

为了提高齿轮的抗折断能力，除设计时满足强度条件外，还可采取下列措施：①采用高强度钢；②采用合适的热处理方式增强轮齿齿芯的韧性；③增大齿根过度圆角半径，消除齿根加工刀痕，齿根处强化处理；④加大齿轮模数；⑤采用正变位齿轮。

为避免轮齿折断，设计时要进行轮齿弯曲疲劳强度计算和静弯曲强度计算。

齿面磨损有磨粒磨损和跑合磨损两种。

在齿轮传动中，随着工作环境的不同，齿面间存在多种形式的磨损情况。

齿轮的失效形式齿轮传动是机械设备中最常见的传动方式，现代机械对齿轮传动的要求日益提高，即要求齿轮能在高速、重载、特殊介质等恶劣环境条件下工作，又要求齿轮装置具有较高的平稳性、高可靠性和结构紧凑等良好的工作性能，由此使得齿轮发生故障的因素越来越多，而齿轮异常又是诱发机器故障的重要因素。

因此，齿轮故障诊断技术的应用研究是非常重要的。

齿轮由于制造、操作、维护以及齿轮材料、热处理、运行状态等因素不同，产生异常的形式也不同，齿轮常见的故障形式有如下几种：1、齿的断裂齿的断裂分疲劳断裂和过负荷断裂。

疲劳断裂是齿轮重复受载后由于应力集中产生的。

当齿轮副进入啮合状态时，最危险的瞬间是接触点位于齿轮的顶部，此时在齿根部产生的弯曲应力为最大，存在较严重的应力集中，当载荷超过设计值，或者齿轮在周期性交变载荷作用下，经过一定的载荷循环后，齿的根部有可能产生裂纹。

齿轮继续工作，裂纹向根部纵深发展，当裂纹削弱的根部不能承受弯曲应力时，齿就发生断裂。

过负荷断裂是由于机械系统速度的急剧变化，轴系共振，轴承破损，轴的弯曲等原因，使齿轮产生不正常的一端接触，载荷集中到齿面的一端而引起的，其原因主要是由于装配不良，机器运转时存在其他故障问题。

齿的断裂是齿轮最严重的故障，常因此造成设备停机，或者引起机器其他零部件的故障。

2、齿的磨损磨损是指金属的整个齿面上连续不断地损耗，从而在齿面上产生金属的研磨状。

齿轮在啮合过程中，往往在轮齿接触表面上出现材料摩擦损伤的现象。

如果磨损量不影响齿轮在其寿命内应具备的功能的磨损，我们称之为正常磨损，其特征是齿面光滑，没有宏观擦伤，各项公差在允许范围内。

如果由于齿轮用材不当，或在接触面间存在硬质颗粒，以及润滑油供应不足或不清洁，往往以其齿轮的早期磨损，有微小的颗粒分离出来，接触表面发生尺寸变化，严重损失，并使齿形改变，齿厚边薄，甚至出现“刀片”状齿尖；啮合间隙增大；噪声增大；严重磨损的结果将导致齿轮失效。

起重机减速机齿轮轴断裂原因分析及改进措施探讨摘要：起重机在钢铁等冶炼行业中有着十分重要的应用，而减速机作为起重机中非常关键的设备，对整个起重机的使用性能有直接的影响。

起重机的主起升减速机在实际使用的过程中，会出现减速机齿轮轴断裂的情况，从而导致起重机的主钩会出现溜钩的事故，严重威胁现场作业安全。

针对这种情况，本文对起重机减速机齿轮轴的材质、力学性能以及制造安装精度等多个方面多齿轮轴断裂的原因进行分析，明确具体原因，在此基础上提出改进措施，避免起重机减速机齿轮轴出现断裂的情况，从而保证作业现场的安全。

关键词：起重机减速机；齿轮轴断裂；原因；改进措施0引言在起重机中，减速机是传递扭矩非常重要的部件，其各级齿轮轴在实际工作的过程中，会受到起重机制动时产生的冲击载荷作用以及正常运行时的扭转力作用。

在这两种力的作用下，会对减速机运行的性能产生影响，而为了保证起重机能够安全稳定的运行，必须确保各个零部件的可靠性。

本文以某型起重机为例，其主升减速机在运行过程中出现高速齿轮轴断裂的情况，导致起重机的主钩出现溜钩事故。

该型起重机的额定载重为90t，跨距为22m，主减速机齿轮传动比为50，输入轴的最小直径为70mm，齿轮轴使用的材料为42CrMo。

为了避免起重机在后续使用的过程中出现重大的安全事故，本文以此为分析案例，对起重机中减速机高速齿轮轴断裂的原因从多个角度进行分析，明确具体的原因，制定相应的改进措施，从而保证起重机的使用安全。

1断裂情况减速机齿轮轴断裂的具体情况如图1所示，根据实际情况，发现断裂的位置是在轴径70mm与轴径85mm之间的台阶处，通过观察发现齿轮轴此处的台阶没有明显的圆角，并且加工质量较为粗糙。

在高速轴油封的位置发现多条因摩擦而产生的光带。

整个端面呈暗灰色并且垂直于主轴线。

在断面的起始区域存在较多的小台阶，台阶处没有较为明显的圆角，在接近表面的部位存在摩擦挤压过的痕迹，并且有多个裂源，导致出现多源疲劳特征。

Ｂｒ ｋ ｎ ｏ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓ ｆ ｌ ｎ ｔ ｒ Ｇｅ ｒ ｈ ｆ ｏ Ｂｅ ｅ ａ ｙ ｉ ｏ Ｐ ａ ｅａ ｙ ａ Ｓ ａ ｔ ｒ ｆ ｖｌ
Ｇ ｅ ｆｅ ｅ ｉ ａｒ Ｄｉ ｒ ｎｔａｌ
图 ４ 空 心 圆 轴 扭 转 变 形 横 截 面
图 ５ ＇ ５时 ｄ’ ｈ ４ ＝ （ｄ
汽 车 运 动 过 程 中 差 速 器 的 十 字 轴 式 行 星 齿 轮 轴 （ 图 见
圆 轴 扭 转 时 应 力 与 其 变 形 有 关 ， 于 平 面 假 设 基 础 上 基
１ ）因传 递 扭 矩 时 受 扭 转 变 形 和 轴颈 根 部 的弯 曲应 力 影
响 ， 十 字 轴 根 部 易 断 裂 ， 使 差 速 失 效 ， 响 汽 车 正 常 在 致 影
ｌｍ （４ ｍ ４
－＇５） 时 最 大 扭 转 应 力 －４ ： －
Ｔ
Ｔ。 （ ０ ． ８ １ ７ ９ １５２ － ０ ． ６）×
１ 内花 键空 心箍 ； ． ２十 字 阶梯 轴 ； ３渐 开线 花 键 ； ． 速 器壳 ４差
图 ２ 行 星 齿 轮 轴 的 分 析 模 型
图 ３ 圆 轴 扭 转 时 横 截 面 应 力 模 型
现 制 技 装备 代 造 术与
２ １ ３ 总 ０期 ０ 第 期 第２ １ ２
差 速 器 行 星 齿 轮 轴 的 断裂 分 析
刘胜 勇
（ 国重 汽集 团 济南 桥箱 有 限公 司 ， 南 ２００ 中 济 ５ １４）
摘 要 ： 鉴 空 心 圆轴 扭 转 变 形 时 的 横 截 面 应 力模 型 和 十 字 轴 万 向 节 危 险 断 面 的 分 析 ， 差 速 器 行 星 齿 轮 借 把 轴 假 想 为 三 部 分 — — 内花 键 空 心 箍 、 字 阶 梯 轴 和 渐 开 线 花 键 ， 关 联 分 析 其 抗 扭 强 度 和 十 字 轴 轴 颈 根 部 抗 弯 十 并

齿轮常见故障及产生原因齿轮是一种常用的传动元件，广泛应用于机械设备中。

但是，在使用过程中，齿轮常常会出现各种故障。

以下是一些常见的齿轮故障及其产生原因：1. 齿面疲劳断裂：齿面疲劳断裂是齿轮最常见的故障之一。

它是由于齿轮长期受到循环加载引起的。

较高的载荷、较大的冲击载荷、不均匀的载荷和设计缺陷都可能导致齿面疲劳断裂。

2. 齿面磨损：齿面磨损是齿轮另一个常见故障。

它通常是由于齿轮表面间的相对滑动引起的。

摩擦、磨粒和润滑不良都可能导致齿面磨损。

3. 齿面点蚀：齿面点蚀是齿轮表面局部点状损伤的一种形式。

它通常是由于齿轮表面间的高压、低速滑动引起的。

缺乏润滑、振动和不均匀的载荷分布都可能导致齿面点蚀。

4. 齿面碎裂：齿面碎裂是齿轮表面局部断裂的一种形式。

它通常是由于齿轮受到突然冲击负荷引起的。

过载、异常载荷和设计缺陷都可能导致齿面碎裂。

5. 齿轮齿条指向不准确：齿轮齿条指向不准确会导致齿轮配合不良，进而引起噪音和故障。

这可能是由于加工误差、装配不当或磨损引起的。

6. 齿轮错位：齿轮错位指的是齿轮轴线偏离正常位置，导致齿轮啮合不良。

这通常是由于轴承松动、装配不当或齿轮轴向负荷不均匀引起的。

7. 齿轮轴瓦损坏：齿轮轴瓦损坏通常是由于齿轮轴向瓦表面不匹配、油膜破裂或载荷过大引起的。

瓦表面的磨损和磨损粒子的产生会进一步加剧齿轮轴瓦的损坏。

8. 齿轮变形：齿轮变形可能是由于材料强度不足、过载和高温引起的。

长时间的运行、过载和高温会导致齿轮变形，进而影响齿轮的啮合和传动性能。

总而言之，齿轮常见的故障包括齿面疲劳断裂、齿面磨损、齿面点蚀、齿面碎裂、齿轮齿条指向不准确、齿轮错位、齿轮轴瓦损坏和齿轮变形。

这些故障的产生原因是多种多样的，包括载荷过大、冲击负荷、设计缺陷、装配不当、润滑不良和材料强度不足等等。

因此，在设计、制造、装配和维护齿轮时，需要注意这些故障的产生原因，以保证齿轮的正常运行和使用寿命。

高齿 面硬 度 、 保持 芯部 的韧 性 。 １２ 过载 折 断 ．
传 动在工作过程中经常会发生失效。 常有齿轮 的轮齿折断 、 通 工作齿 面磨损 、 劳点蚀 、 面胶合 及塑性变形 等 ， 疲 齿 任何 一种 失效都将导致齿轮传动非正常： 作。 ［
齿轮在工作过程中有严重过载或冲击载荷的作用或者在 制造安装过程 中， 精度差 ， 齿轮局部受 载或受较大 的冲击时 ， 均可 能产生过载折断。轮齿受到大载冲击或严重磨损而齿厚 变薄时也会发生折断现象。 如斜齿 圆柱齿轮传动中 ， 轮齿工作
齿轮传动是机械传 动中最 主要 的一种传动形式 。具有工 作可靠 、 使用寿命长 、 传动效率高 、 结构 紧凑 、 瞬时传动 比为常
数 等 一 系 列 特 点 ， 由 于 设 计 、 造 或 使 用 不 当 等 原 因 ， 轮 但 制 齿
过载的程度 ； 应正确选择齿轮 副材 料 ， 进行 适 当的热处 理 ， 以 获得较好 的显微组织 ； 对齿轮进行喷丸 、 碾压等冷作处理以提
１１ 疲 劳 折 断 ．
曲变形过大时 ，将导致轮齿局部过载 ，也会 发生轮齿 局部折
断 。如 ， 某机 车 电动 机 悬 挂 装 置 主 动 齿 轮 断 裂 ， 齿根 断 裂 区 在 发现 在毛 坯 锻 造 过 程 中形 成 的 闭合 孔 洞 及 夹 杂 物 ，严 重 削 弱
轮齿Ｔ作时像一个悬臂梁 ， 受载后在齿根处产生的弯 曲应
面 上 的 接 触 线 为 一 斜 线 ， 齿 受 载 后 ， 有 集 中载 荷 时 ， 会 轮 如 就 发生 局 部 折 断 ；此 外 若 制 造 或 安装 不 良或 轴 的 刚 性 不 够 而 弯
１ 轮齿折 断
轮 齿 折 断可 分 为 疲 劳 折 断 、 载 折 断 、 随机 折 断 ， 常 过 和 通 渐 开线 直 齿 圆 柱齿 轮轮 齿 的折 断 为 全 齿 折 断 ，而 斜 齿 轮 和 锥 齿 轮 轮 齿 的 折 断一 般 是 局 部 折 断 。

减速机齿轮损坏的原因及解决措施1断齿1、原因分析齿轮折断分疲劳折断和过载折断。

齿轮传动在工作中，轮齿多次受交变载荷作用，在齿根的危险剖面上作用着弯曲疲劳应力，在齿根处产生疲劳裂纹，在交变的弯曲疲劳应力作用下，疲劳裂纹逐渐扩展，最终导致轮齿弯曲疲劳折断；齿轮传动在工作中，齿轮受到短时过载，或冲击载荷，或轮齿严重磨损而减薄，都会发生过载折断.2、解决方法增大齿根过渡圆角半径，尽可能减小被加工表面粗糙度数值，则可以降低应力集中的影响，增大轴及支承的刚度，缓和齿面局部受载程度；使轮齿心部具有足够的韧性；在齿根处进行适当的强化处理，都可以提高轮齿的抗折断能力。

2齿轮点蚀与剥落1、原因分析齿轮表面发生点蚀和剥落的原因主要是齿轮的接触疲劳强度不足所致。

这种点蚀和剥落与磨损的不同之处在于，金属不是以微粒形式被磨损掉，而是以成块的形式发生剥落，造成齿面凹坑，严重地破坏了齿型的正确性。

其破坏过程是：首先在齿面产生微小裂纹，润滑油进入疲劳裂纹，再经过多次反复的啮合作用，使裂纹不断扩展和延伸，润滑油随着裂纹的扩展与延伸不断向裂纹深部充满，直到有一小块金属剥落而离开齿面。

这种现象破坏了齿轮的正常啮合性能。

齿面发生点蚀的主要原因有：——材质、硬度和缺陷。

齿轮的材质不符合要求；影响齿轮接触疲劳强度的主要因素是热处理后的硬度较低，无法保证齿轮应有的接触疲劳强度。

此外，齿表面或内部有缺陷，也是接触疲劳强度不够的原因之一。

——齿轮精度较差。

齿轮加工和装配精度不符合要求，如啮合精度、运动精度较差等。

还有圆弧齿轮的壳体中心距误差太大。

——润滑油不符合要求。

使用的润滑油的牌号不对，油品的粘度较低，润滑性能较差。

——油位过高。

油位过高，油温升较高，降低了润滑油的粘度，破坏了润滑性能，减少了油膜的工作厚度。

2、解决措施提高齿面硬度，减小齿面粗糙度数值，尽可能采用大变位系数，增加润滑油的粘度和减少动载荷，这样可以有助于防止齿面发生疲劳点蚀。

3齿轮磨损1、原因分析缺油润滑油中混有磨损下的金属屑，也将引起齿面磨损；齿轮材料不符合要求，造成非正常磨损；齿轮有砂眼、气孔和疏松、球墨化不够等缺陷存在；热处理硬度不够或没有进行热处理；齿轮啮合精度、运动精度达不到要求；圆弧齿轮对中心距的误差敏感性很大，特别是中心距的正向误差，不仅降低了轮齿的弯曲强度，而且还增加了滑动磨损。

曲应 力 ；最 后 ，在 轮 齿 推 动 时 ，只 有 节 点 处 是 纯
滚 动 的 ，其 它 齿 面 各 接 触 点 都 是 连 滚 带 滑 ，而 齿 顶 部分 的运 行速 度要 远远 大 于齿 根部 分 。
通 常 点 蚀会 先 发 生 于 靠近 节 线 的 齿 根 处 。在 滚 滑 过 程 中 ，互 相 滚 滑 的接 触 表 面 在 滑 动 时 会 由于 摩
不 固定 的 ，并 且 断面 相对 粗糙 。如 图 ｌ 示 ： 所
发 生 一 定 的 塑 性 流 动 ，这 种 现 象就 是齿 面 塑性 变 形 。它 的变 形 方 向 与 滑 动 方 向相 平 行 ， 因为 滑 动 摩 擦 力 以 入 主 动 轮 齿 的 滑 动 方 向 与节 线 是相 背 而
轮 在 工 作 时 受 到 了 严 重 的冲 击 载 荷 或 过 载 作 用 ，
２３ 齿 面磨粒 磨 损 ．
当润 滑 不充分 或 者处于 开式 传动 时 ，会 有外界
灰 尘 杂质 进 入 啮合 区 ，从 而 引起 齿 面 材料 的 损失 ， 这种 现 象就是 齿面 磨粒 磨损 。 当出现齿 面磨 粒磨损 时 ，会在 滑动 速度 方 向产 生平 行的 线道滑痕 。
成 飞 边 ，在 节 线 附近 处 产 生 沟 谷 ，而 从 动 轮 则 与
其相反。
节 线 附近 的 应 力 以及 摩 擦 系 数 都 相 对 较 大 ，因 此
收稿日翔：２ １－１－０ ００ １ ５ 作者简介：陈苗青 （９ ８ １７ 一），女 ，浙江义乌人 ，本科 ，中教一级 ，研究方 向为机械传动。
先 ， 由于 齿 轮 的 传 动 过 程 是 依 靠 齿 面 推 压 来 实 现
的 ，所 以轮 齿 中 总是 齿 面 受 力 ；其 次 ，轮 齿 中齿