机械传动齿轮失效的诊断

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1、机械传动齿轮失效的诊断机械传动齿轮失效的诊断摘要：齿轮传动是现代机械传动中广泛采用的主要运动形式之一。做为最常见的机械传动零件，它优点很多应用广泛。但是，齿轮传动也存在其固有的缺点：不能缓和冲击作用。当制造、安装和使用过程中出现不当情况往往会引起较大的振动、噪声，其至发生断裂等失效故障。产生齿轮失效的原因比较复杂，下面就此进行探讨。引言：随着工业化进程的发展，作为机器运动和动力传递主耍形式的齿轮传动，其零件已成为机械产品的重要基础，其以耐磨损、耐腐蚀、耐高温及安全可靠等特点被广泛应用。但在应用屮也会出现传动失效的问题，本文对此加以探讨。关键词：简易诊断法；精密诊断

2、法;优化设计中图分类号:S611文献标识码：A一、齿轮失效的常见形式1.齿面疲劳点蚀齿轮轮齿在交变应力的作用下，当循环次数超过某一极限时，工作齿面便会产生微小的疲劳裂纹。如果裂缝内渗入了润滑油，在另一齿轮的挤压下，封闭在裂缝内的油压会急剧升高，加速裂纹的扩展，最终导致表面层上小块金属的剥落，形成小坑，这种现象称为疲劳点蚀。2•齿面磨损磨损是轮齿在啮合传动过程中，轮齿接触表面上的材料摩擦损耗的现象。主要发生在开式传动屮的轮齿齿顶边缘和齿根过渡曲线部位。在闭式传动中，润滑油不洁也可能发生。3•齿面胶合在重载传动中，市于润滑不当或散热不良等造成两齿轮工作齿面发生金属表而

3、直接接触并相互粘连，较软齿面上的金属被撕下来形成伤痕的现象。4•塑性变形在过大的应力作用下，轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面或齿体的塑性变形。在较大载荷和摩擦力的作用下会产生。5.轮齿折断是指轮齿的一个或多个齿的整体或其局部的断裂。通常有疲劳折断和过载折断两种。一般由于在载荷的反复作用下，齿根弯曲应力超过允许限度时，发生疲劳折断；用脆性材料制成的齿轮，因短时过载、冲击发生突然断裂。二、齿轮失效的诊断方法1.简易诊断法一对齿轮啮合传动时，某一轮齿进入啮合到退出啮合的吋间，称为啮合周期。啮合周期的倒数则为啮合频率，用ƒm表示，其表达式为式中Z1❷❷小齿轮

4、齿数;Z2❷❷大齿轮齿数；nl❷❷小齿轮的转数(r/min)；n2❷❷大齿轮的转数(r/min)。简易诊断就是通过传感器对运动齿轮的引出端，如普通减速器的轴承座盖等监测部位进行振动监测,并对监测测得的噪声谱进行技术分析，从而对齿轮进行诊断。诊断时，如果轴承座在机壳内部，则可选择轴承座附近刚度好的部位,或测量基础的振动。为了保持每次测定的部位不变，可以在测定位置作出记号。如果测定部位要排在钢铁件上，测定部位的表面应是光滑的。同吋，应尽可能地沿水平、垂直、轴向三个方向进行测定。诊断的齿轮转速可在100r/min以上。简易诊断的项目主要是齿轮的偏心、齿距误差、齿形误差、

5、齿面磨损、齿根部较大的裂纹等。这里应注意的是，齿轮的种类各不相同，因此，不要只用一种方法进行诊断，而是要考虑用两种方法同时诊断。2•精密诊断法齿轮诊断监测的振谱是各具特点的，其屮，啮合频率ƒm在故障诊断中有着重要意义。各类故障在频域中的显示特点可作精密诊断吋的参考：(1)当齿轮磨损时，啮合频率ƒm及其谐频分量保持不变，但幅值大小会有所变化，高次频率分量的幅值将明显增大。(2)当齿廓有变形或齿根有裂纹时，ƒm幅值变大，其谐频分量也增加。(3)当齿轮中出现断齿吋.由于断齿间隔影响了与齿数有关的啮合周期，从而影响了ƒo、ƒ

6、;m及其频率分量的变化(ƒo为固有频率)。(4)当齿轮轴出现平衡不准、对中性不好和松动的缺陷吋，将出现ƒo的低次谐波。(5)齿轮有制造误差，将出现一个特定的转频谐波。(6)当齿圈有偏心时,除振幅增大外，将出现以与偏心有关的ƒo、ƒm为高频的调幅信号。(7)当齿轮有角速度波动时，由于3二2兀ƒ,则岀现调频现象。上述内容是齿轮精密诊断的重要依据，再根据客观的使用情况，辅以检测仪器，从而得出较为客观的诊断。三、齿轮的检修如何通过检修来判断齿轮是否报废呢？不同的机构有不同的报废标准，这里只从常用运行机构中啮合齿轮的不同失效

7、形式来论述。具体检修判断为：一是齿轮凡具有裂纹或轮齿断裂吋，则为报废齿轮。二是齿面的点蚀损坏达到啮合齿面的30%,且深度达到原齿厚的10%；或点蚀面积沿齿宽、齿高超过60%则应报废。三是齿轮的磨损，对于不同的机构就有不同的标准要求。提升机构受力较大，安全系数要求高，齿轮磨损其齿厚不应小于原齿厚的80%；—般运行机构齿轮磨损不应小于原齿齿厚的60%,如超过则应报废，重新更换齿轮。四是齿轮的胶合•般在低速重载的传动中出现，为防止胶合，应采用高粘度的润滑油，或适当提高齿面的硬度和减小齿面的表面粗糙度值。在机构中加入齿轮油不仅对抗胶合有特效，对抗磨损和点蚀也都有较好的效果

8、。对于齿轮