齿轮齿面常见的故障形式。
在润滑良好的闭式齿轮传动中,齿面常见的故障形式是齿面疲劳点蚀,即疲劳磨损。齿轮受力后,齿面会产生接触应力,齿面接触应力的脉动循环会发生变化。
在运行过程中,轮齿在接触应力的反复作用下,齿面出现微小的疲劳裂纹,裂纹不断扩散和扩展,金属碎屑从齿面剥落,形成点状坑。齿面点蚀后,齿面损坏,增加振动和噪音,使其无法正常工作。
点蚀多发生在接头附近的齿根表面,因为轮齿在啮合过程中,当轮齿在接头附近啮合时,相对滑动速度方向发生变化,油膜难以形成。此外,当轮齿在节线附近啮合时,啮合齿数少,直齿轮通常只接触一对齿。所以齿面接触应力也比较大,所以在节线附近比较容易发生点蚀。
硬齿面齿轮一般不易出现非扩展性点蚀,一旦出现点蚀就会扩展,形成扩展性点蚀。对于表面淬火和表面渗碳淬火的钢齿轮,齿面疲劳裂纹通常首先发生在淬火硬层和软芯的交接处。裂纹扩展后,齿面会成片剥落,不同于齿面点蚀的外观。剥落坑的面积和厚度大于点蚀。这种齿面剥落的现象称为剥落。
因此,通过提高齿面硬度、改变润滑油性能、采用角位移传动、提高齿轮接触精度等方法,可以减缓和防止疲劳点蚀的发生。