齒輪常見故障現象

1、斷齒

斷齒是最常見的齒輪故障，輪齒的折斷一般發生在齒根，因為齒根處的彎曲應力最大，而且是應力集中之源。

斷齒有三種情況：

1）疲勞斷齒

由于輪齒根部在載荷作用下所產生的彎曲應力為脈動循環交變應力，以及在齒根圓角、加工刀痕、材料缺陷等應力集中源的復合作用下，會產生疲勞裂紋。裂紋逐步蔓延擴展，最終導致輪齒發生疲勞斷齒。

2）過載斷齒

對于由鑄鐵或高硬度合金鋼等脆性材料制成的齒輪，由于嚴重過載或受到沖擊載荷作用，會使齒根危險截面上的應力超過極限值而發生突然斷齒。

3）局部斷齒

當齒面加工精度較低、或齒輪檢修安裝質量較差時，沿齒面接觸線會產生一端接觸、另一端不接觸的偏載現象。偏載使局部接觸的輪齒齒根處應力明顯增大，超過極限值而發生局部斷齒。局部斷齒總是發生在輪齒的端部。

2、點蝕

點蝕是閉式齒輪傳動常見的損壞形式，一般多出現在靠近節線的齒根表面上，發生的原因是齒面脈動循環接觸應力超過了材料的極限應力。

在齒面處的脈動循環變化的接觸應力超過了材料的極限應力時，齒面上就會產生疲勞裂紋。裂紋在嚙合時閉合而促使裂紋縫隙中的油壓增高，從而又加速了裂紋的擴展。如此循環變化，最終使齒面表層金屬一小塊一小塊地剝落下來而形成麻坑，即點蝕。

點蝕有兩種情況：

1）初始點蝕（也叫收斂性點蝕）

通常只發生在軟齒面（HB＜350）上，點蝕出現后，不再繼續發展，甚至反而消失。原因是微凸起處逐漸變平，從而擴大了接觸區，接觸應力隨之降低。

2）擴展性點蝕

發生在硬齒面（HB＞350）上，點蝕出現后，因為齒面脆性大，凹坑的邊緣不會被碾平，而是繼續碎裂下去，直到齒面完全損壞。

對開式齒輪，齒面的疲勞裂紋尚未形成或擴展時就被磨去，因此不存在點蝕。當硬齒面齒輪熱處理不當時，沿表面硬化層和芯部的交界層處，齒面有時會成片剝落，稱為片蝕。

3、磨損

齒面的磨損是由于金屬微粒、塵埃和沙粒等進入齒的工作表面所引起的。齒面不平、潤滑不良等也是造成齒面磨損的原因。此外，不對中、聯軸器磨損以及扭轉共振等，會在齒輪嚙合點引起較大的扭矩變化，或使沖擊加大，將加速磨損。

齒輪磨損后，齒的厚度變薄，齒廓變形，側隙變大，會造成齒輪動載荷增大，不僅使振動和噪音加大，而且很可能導致斷齒。

4、膠合

齒面膠合（劃痕）是由于嚙合齒面在相對滑動時油膜破裂，齒面直接接觸，在摩擦力和壓力的作用下接觸區產生瞬間高溫，金屬表面發生局部熔焊粘著并剝離的損傷。

膠合往往發生在潤滑油粘度過低、運行溫度過高、齒面上單位面積載荷過大、相對滑動速度過高、接觸面積過小、轉速過低（油帶不起來）等條件下。齒面發生膠合后，將加速齒面的磨損，使齒輪傳動很快地趨于失效。

齒輪故障原因

1、制造誤差

齒輪制造誤差主要有偏心、齒距偏差和齒形誤差等。  偏心是指齒輪（一般為旋轉體）的幾何中心和旋轉中心不重合，齒距偏差是指齒輪的實際齒距與公稱齒距有較大誤差，而齒形誤差是指漸開線齒廓有誤差。

2、裝配不良

齒輪裝配不當會造成工作狀態劣化。當一對互相嚙合的齒輪軸不平行時，會在齒寬方向只有一端接觸，或者出現齒輪的直線性偏差等，使齒輪所承受的載荷在齒寬方向不均勻，不能平穩地傳遞動扭矩，這種情況稱為“一端接觸”，會使齒的局部承受過大的載荷，有可能造成斷齒。

3、潤滑不良

對于高速重載齒輪，潤滑不良會導致齒面局部過熱，造成色變、膠合等故障。導致潤滑不良的原因是多方面的，除了油路堵塞、噴油孔堵塞外，潤滑油中進水、潤滑油變質、油溫過高等都會造成齒面潤滑不良。

4、超載

對于工作負荷不平穩的齒輪驅動裝置（例如礦石破碎機、采掘機等），經常會出現過載現象，如果沒有適當的保護措施，就會造成輪齒過載斷裂，或者長期過載導致大量輪齒根部疲勞裂紋、斷裂。

5、操作失誤

操作失誤通常包括缺油、超載、長期超速等，都會造成齒輪損傷、損壞。