齿轮故障分析与改进

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1、齿轮故障分析与改进摘要：介绍齿轮的儿种常见故障的特征以及处理分析。在齿轮故障诊断过程中，利用振动和噪声可以解决变速箱屮大部分问题。有吋还可以综合应用温度、失效情况等辅助手段來进行诊断分析。进一步提高齿轮故障诊断的准确性和口J靠性。作者：张炳琨关键词：齿轮故障V-X.一X一1刖S齿轮传动在各机械设备屮应用较为广泛，大多数齿轮零件都是用来传递运动和动力的。齿轮在工作时一般都承受较人的扭矩和径向载荷。在加工前应对齿轮零件的结构、功能、技术要求、定位基准和热处理等方面进行分析。齿轮在工作过程屮往往会产生噪声和振动。根据噪声和振动来诊断齿轮是否失效，从实际

2、工作屮及资料统计来看，用噪声和振动来诊断齿轮是否失效约占60%以上。因此，齿轮箱的故障诊断通常利用此方法进行分析。齿轮装入齿轮箱内，齿轮啮合是质量的关键。齿轮的啮合质量主要表现在齿侧间隙和一定的接触面积及正确的接触位置。此外，箱体孔的加工位置精度、形状精度及相互位置精度等都冇着密切的关系。就齿轮常见故障进行简单的分析和处理。2齿轮常见故障分析齿轮在运转时，由于齿轮制造误差、装配不当或操作维护不善，会发生各种各样的的齿轮失效。失效形式又随着齿轮材料、热处理、运转状态等因素的不同而不同。常见的齿轮传动故障形式有以下几种。2.1轮齿折断这是齿轮屮较常见

3、的问题。轮齿折断后齿轮箱会冇很大的冲击振动和噪声。轮齿折断一般发生在齿根部分。因为齿根处的弯曲应力最大，且有应力集中。就原因而论：受较大的过载或冲击会发生突然断齿；齿轮工作时间较长后，受多次重复弯曲作用轮齿根部发生疲劳，产生裂缝，并逐渐扩大而引起的疲劳折断。2.2轮齿点蚀轮齿在工作时长时间产生较大的接触应力，当接触应力和重复次数超过一定限度时，轮齿的表面就会产生细微的疲劳裂纹，慢慢渗入润滑油，在经过啮合齿轮的挤压，很快裂纹就会扩展，表面有麻点或小块金属脱落这样继续工作下去，造成工作不平稳和噪声加大，久而久之使齿轮失效。2.3齿面磨损齿轮在工作屮，

4、齿而都会产生一定的磨损，如润滑较好或闭式传动，齿而磨损相对较慢；润滑不好或开式传动中的齿轮，齿面磨损很快。磨损后的轮齿变形、齿侧间隙增大，容易产牛轮齿折断现象，传动的平稳性和扭曲强度明显降低。2.4轮齿塑性变形齿轮在超载工作时，齿面的压力过大，在力的作用F,使齿面的金属产生塑性流动，失去了原来的齿形当产生塑性变形时，齿而的金屈将沿着濟擦力的方向流动。过载工作是产生塑性变形的重要原因。2.5齿面胶合。热胶合和冷胶合是齿面胶合的两种常见形式。热胶合主要是指在齿轮较高的传动卜；啮合的两齿面的实际接触的部分由于金屈熔化而粘结在了一起，粘着的金屈随齿而的运

5、动而撕落。冷胶合是指在齿轮较低的传动速度下,在较高的局部压力下，两啮合齿轮表面膜被刺破，因为金属的直接接触而导致齿面粘合。3齿轮故障的改进根据以上实际情况与理论结合分析来看，齿轮在使用过程中，部分齿轮，尤其是承受载荷较大的齿轮，损坏较严重，就此避免或减少齿轮的损坏，我建议在条件允许的情况下对部分承载较大齿轮进行全面改进。首先选材要合理，根据实际使用情况，对各项强度系数进行计算，求出允许的极限载荷参数，尽可能在齿轮加工时，增加齿轮根部的厚度，齿轮的宽度，表面粗糙度要适宜，做好热处理,这样可以使它半载运动。齿轮不易超载疲劳工作；其次选择合理的润滑油，

6、润滑油不宜过多或过少，要定期更换或检查齿轮箱内的润滑油，保持齿轮在较清洁的润滑油中工作。此外需要提高滚齿生产率，涉及到机床、刀具、切削用量和和工艺方法等，因此这是一个很复杂的问题，现在从几个方面谈一谈提高滚齿生产率的途径：一、提高切削用量（-）捉高走刀量s垂：限制走刀量提高的主要因素是加工表而光洁度，机床的刚度和刀齿的负荷。由于增加走刀量会引起工件表面光洁度恶化，所以多在粗加工吋采用大走刀量。但出于人走刀量切削的切削力及功率都比较犬，因此要求滚齿机的机床主轴、滚刀杆等具有足够的刚性，机床耍求有足够的功率，所以一般在机床刚度,加工表而光洁度，滚刀刀

7、齿负荷允许的条件下，尽量采用大的走刀量。（-）提高切削速度V：要提高滚刀的切削速度，除了机床要求足够的功率、刚性外，对刀具的材料提出了新的要求。对于一般的刀具，当转速提高20%时则其耐用度降低一倍左右。因此刀具采用新的材料具有特殊的意义。滚刀常用的材料为高速钢，其采用的切削速度V二20〜30米/分。近年来，我国已开发设计和制造刚度较好和具有自动轴向窜刀机构的高速齿轮机，同吋生产了铝高速钢制造的滚刀，滚齿速度可提高到V=1OO米/分以上，走刀量S垂二1.38〜2.06毫米/转，此吋滚刀的磨损反而比V二60米/分吋下降15%左右，而生产率则提高25%

8、。国外合金高速钢滚刀的切削用量已由70〜80米/分捉高到100〜150米/分，硕质合金滚刀已经试验到400米/分以上。为了适应高速滚齿，