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齒輪傳動類型及故障應對方式

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【摘要】:

齒輪傳動是機械傳動中應用最廣的一種傳動形式。它的傳動比較準確,效率高,結構緊湊,工作可靠,壽命長。

齒輪分類

1、根據兩軸的相對位置和輪齒的方向,可分為以下類型:

  • 直齒圓柱齒輪傳動

  • 斜齒圓柱齒輪傳動

  • 人字齒輪傳動

  • 錐齒輪傳動

  • 交錯軸斜齒輪傳動

2、根據齒輪的工作條件,可分為:

  • 開式齒輪傳動式齒輪傳動,齒輪暴露在外,不能保證良好的潤滑

  • 半開式齒輪傳動,齒輪浸入油池,有護罩,但不封閉

  • 閉式齒輪傳動,齒輪、軸和軸承等都裝在封閉箱體內,潤滑條件良好,灰沙不易進入,安裝精確,齒輪傳動有良好的工作條件,是應用最廣泛的齒輪傳動。

  • 齒輪傳動出現故障如何應對

 

【由制造誤差引起的故障】

制造齒輪時通常會產生偏心、周節誤差,基節誤差及齒形誤差等幾種典型誤差。產生這些誤差的原因很多,有來自機床運動的誤差,切削刀具的誤差,刀具、工件、機床系統安裝調試不當的誤差,夾具的誤差和熱處理內應力引起的齒輪變形等。當齒輪的這些誤差較大時,會引起齒輪傳動忽慢忽快的微慣性干擾轉動,使齒輪副嚙合時產生沖擊、振動,引起較大噪聲。

【由裝配誤差引起的故障】

由于裝配技術和裝配方法等原因,通常在裝配齒輪時會造成“一端接觸、一端懸空”的裝配誤差;齒輪軸的直線性偏差(同軸度、對中性誤差)及齒輪的不平衡等。一端接觸或齒輪軸的直線性偏差會造成齒輪承受負荷不均,造成個別輪齒負荷過重引起局部早期磨損,嚴重時甚至引起輪齒斷裂。齒輪的不平衡,將引起沖擊振動和噪聲。

【由運行中產生的故障】

1、輪齒的斷裂

齒輪傳動時,主動齒輪的作用力和從動齒輪的反作用力都通過接觸點分別作用在對方輪齒上,最危險的情況是某一瞬間接觸點位于輪齒的齒頂部;此時,輪齒如同一個懸臂梁,受載后輪齒根部產生的彎曲應力為最大,若因突然過載或沖擊過載,很容易在齒根處產生過負荷斷裂。

2、齒面磨損或劃痕

輪齒在嚙合傳動過程中存在相對滑動,加上潤滑不良、潤滑油不清潔、潤滑油變質、低速重載或熱處理質量差等,均可造成輪齒齒面的粘著磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損和劃痕等。

3、齒面疲勞

所謂齒面疲勞主要包括齒面點蝕與剝落。造成點蝕的原因,主要是由于輪齒工作表面產生脈動變化的接觸應力引起的微觀疲勞裂紋,當潤滑油進入表面裂紋區后,在嚙合過程中先封閉入口然后擠壓。微觀疲勞裂紋區內的潤滑油在高壓下使輪齒表面裂紋區域擴展,致使表層金屬微粒從齒面上脫落,留下一個個小坑形成齒面點蝕。當輪齒表面的疲勞裂紋繼續擴展到較深,較遠,將造成大面積或大塊脫落現象就形成了齒面剝落。

4、齒面塑性變形

當齒輪材料較軟而傳遞載荷較大時,易產生齒面塑性變形。在齒面間過大的摩擦力作用下,齒面接觸應力會超過材料抗擠壓屈服極限,齒面材料進入塑性狀態,造成齒面金屬的塑性流動。導致主動齒輪在節線附近的齒面形成凹溝,而從動齒輪在節線附近的齒面形成凸棱,從而使齒形破壞。

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