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齿轮传动的失效形式

在进行齿轮强度计算时,首先要了解轮齿的损伤和失效形式,并分析其主要原因,然后确定齿轮强度的计算准则.

轮齿的损伤和失效,可分为轮齿折断和齿面损伤两大类、后者又分为疲劳点蚀、磨损、胶合和塑性变形等。

1.轮齿折断

轮齿这段是指齿轮的一个或多个齿的整体或局部断裂。它一般发生在齿根部分，轮齿的这段主要有：

（1）疲劳折断轮齿受力后，在齿根处产生的弯曲应力最大，且在齿根过度圆角处有应力集中，当作用于轮齿上的交变应力重复作用时，在齿根圆角处（拉伸侧）将产生疲劳裂纹，裂纹不断扩展，造成弯曲疲劳折断（5-27）。传动系统的动载荷过大，齿根圆角半径过小，齿根表面粗糙度值过高，滚动时的拉伤，材料中的缺陷，热处理产生的微小裂纹，磨削烧伤及其他有害残余应力等因素，都会促使轮齿过早产生疲劳折断。当轮齿但侧面工作时，根部的弯曲应力一侧为拉双侧面工作时，则齿根弯曲应力按对称循环变化。

（2）过载折断通常是由于短时意外的严重过载或冲击载荷的作用，使轮齿的应力超过其极限应力所造成的。载荷严重集中，动载荷过大，轴承损坏，传动件失效以及有较大的硬质异物进入啮合处等均可能引起过载折断。改善材料性能；适当增大模数；采用正变位齿轮，以增大齿根的厚度；增大齿根圆角半径，消除齿根加工到痕；对齿根进行碰丸、辗压等强化处理，均可提高轮齿的抗折断能力。

为了防止轮齿过早发生疲劳折断，在强度计算时，应使齿根弯曲应力a小于或等于需用弯曲应力*。

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