齒輪往往處在機械設備中的關鍵部位,所以齒輪的磨損失效會(huì)給設備帶來很大的損失,齒輪失效往往是由於輪齒失效引起的。本文分享減速機齒輪傳動失效的4種情況(kuàng)及解決措(cuò)施。
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減速機和齒輪(lún)的介(jiè)紹
1.1 減速機的類(lèi)型
減速機包括蝸輪蝸杆減速機、諧波減速機以及(jí)行星減速(sù)機。其中蝸(wō)輪蝸杆減速機具有(yǒu)反向自(zì)鎖的功能,減速比較大,輸入(rù)軸和(hé)輸出軸不在同一軸線上,也(yě)不在同一平麵上(shàng),這種類型的減速機的傳動效率差、精度也不高。
諧波減速機主要是借助柔性元件可(kě)控的彈性變形(xíng)來(lái)傳遞動力,其精度較高,但是柔輪的(de)壽命短,承受衝擊力的能(néng)力差,傳輸速率也不高。
行星減速機(jī)結構緊湊(còu),回程間隙小,精度(dù)也較高,其(qí)使用壽命(mìng)也很長,額定輸出扭矩(jǔ)也可以很大,但是這種減速(sù)機的造價太(tài)高,成本高。
1.2齒輪的相關知識
齒輪的(de)精度一般考慮經(jīng)濟因素,但是齒輪的精度等級對於(yú)噪聲(shēng)的產生以及側隙有很大的影響,高(gāo)精(jīng)度的齒輪產(chǎn)生的噪(zào)聲更小(xiǎo)。
對於齒輪寬度來說,增加齒輪寬度可以減(jiǎn)少恒定扭矩下的單位負荷,扭矩恒(héng)定(dìng)時,小齒輪比大齒輪的噪聲更大,增(zēng)加齒輪寬度也可以(yǐ)加大齒輪的承載力。
小齒距可以(yǐ)保(bǎo)證盡可能多的輪齒同時接觸,可以降低傳(chuán)動噪音,提高傳(chuán)動精度,壓力角較小可以使得齒輪運轉的噪音減小、精度變大。
在進行齒輪的設計和製造(zào)時,應該對齒(chǐ)輪誤差進行重視,包括齒距誤差(chà)、齒向誤差等,這些誤差的消除可以提高齒輪的精度,保證減速機運轉的效率。
裝配不同心時會導致軸係運轉(zhuǎn)不平衡,高精度齒輪如果出現不平衡現象那麽對齒輪運轉的(de)精度有很大(dà)的(de)影(yǐng)響。對於減速機的有效性也會造成破壞(huài)。
齒麵硬度(dù)也是影響減速機齒輪運轉有效性的重要因(yīn)素,齒麵硬度低(dī)會使得減(jiǎn)速機的齒輪運轉失效。
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減速機齒輪失效的形式及解決措施
2.1 齒(chǐ)輪斷齒造成失效(xiào)
齒輪斷齒造成的(de)失效是整個機(jī)械工程中最(zuì)為嚴重的情況,主要包括過載折斷、疲勞折斷隨機折斷等,對於過載(zǎi)折斷來說,是指(zhǐ)齒輪受到一次或者(zhě)多次嚴重過載時發生的斷齒,這種情況(kuàng)下,齒輪的斷口一般位於齒(chǐ)輪根部,斷口一般很平直且(qiě)粗糙。
疲勞折斷是指齒輪在長時間高循環狀態下使得齒(chǐ)根部位產生疲勞裂紋,出現折斷,斷口可以劃分為疲勞斷口麵和最終斷口(kǒu)麵,疲勞斷口區域內看不到塑性變形,疲勞折斷可能發生在齒輪的端(duān)部。隨機折斷一般也發生在齒輪根部,但是特(tè)殊情況也(yě)會(huì)出現(xiàn)在其他部位(wèi)。
對於防範齒輪折斷的措施有很多,可以增大齒根圓(yuán)角半徑,消(xiāo)除(chú)這一部(bù)位的加工刀痕以(yǐ)便減少齒(chǐ)根的應力集中,還可以增大軸及支撐物的剛(gāng)度,以便減輕局(jú)部的受力程(chéng)度,還可以對輪齒進行噴(pēn)丸(wán)、碾壓等(děng)冷作處理以便(biàn)提高齒麵。
2.2 齒麵磨(mó)損無法(fǎ)傳動(dòng)
在減速機齒(chǐ)輪傳動過程(chéng)中,對於(yú)齒麵的磨損是不可避免(miǎn)的,齒麵磨損還(hái)包括粘著磨損、磨粒磨(mó)損、擦傷、腐蝕(shí)磨損(sǔn)和(hé)燒傷。對於(yú)粘著磨損來說主要是指潤滑,如果潤滑油層完整且厚度相當(dāng)厚,那麽金屬(shǔ)之間的接觸就會減小,也就(jiù)不會發生磨損。
溫度等情(qíng)況下,油(yóu)膜可能會發生破壞(huài)情況,這種情況下,磨(mó)損發生在(zài)除了節圓的大部分輪(lún)齒麵上。可以通過提高齒麵硬度、降低齒麵粗糙度,增加油的粘度來改善這種磨損。
磨粒磨損和擦傷主要是指潤滑劑不幹淨存(cún)在雜質或者是指在(zài)運行過程中金屬之間的接觸產生磨屑(xiè),導致減速機的齒輪發(fā)生磨損,使得傳動(dòng)工作失效。
如果齒輪的對中好,擦傷不是由於(yú)池麵上鼓勵的微凸體造成的,那麽整(zhěng)個(gè)齒輪的磨損會擴展到大部分(fèn)區域。腐蝕磨損是指潤(rùn)滑劑中的一些(xiē)物質與齒麵的金屬發(fā)生化學反應(yīng),造成金屬腐蝕。
2.3 齒麵點蝕與齒麵膠合
齒輪在傳動(dòng)過程中,接觸麵上各點的接觸應力呈現脈動循環變化,經過一段時間就(jiù)會由於接觸麵上的金屬疲勞產生裂紋,裂紋發生擴展就會使得金屬(shǔ)剝落,形成(chéng)點蝕。這種情況的防(fáng)止(zhǐ)可以(yǐ)通過(guò)提高齒麵硬度,降低表麵粗糙度等措施實現。
齒輪在高速、大載荷或(huò)者是潤滑失效的情況下(xià),會使得齒麵形成局部高溫,接觸麵(miàn)會出現膠連的現象,這種情況稱為膠合,為了防(fáng)止膠合應(yīng)該提高齒麵硬度(dù)和光潔度,對於不同型號的齒(chǐ)輪(lún)采取不同的鋼種,正確選用(yòng)潤滑油是減輕(qīng)齒輪(lún)失效的重(chóng)要(yào)措施。
2.4 齒麵(miàn)塑性變(biàn)形引起的失效
塑性變形主要包括(kuò)碾壓、錘擊變(biàn)形引起的起波紋(wén)和脊狀(zhuàng)延伸,主要是由於齒輪材料較軟,使得沿(yán)摩擦方(fāng)向出現金屬流動,齒(chǐ)輪工作環境中的溫(wēn)度(dù)、濕度變化也會造成齒(chǐ)麵的塑性變形,可以選用粘度較高的潤滑油來防止塑(sù)性變形(xíng)也可以提高齒麵硬度。
找到減速機齒輪(lún)傳動失效的真正原因才能進(jìn)行相應的問題解決,保證機械運轉過程中的有效性,提高運轉效率,促進工作的開展。



