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1、1了解渐开线齿轮的失效形式。2熟悉齿轮传动的维护和保养。3了解齿轮传动的常见故障及排除。4了解蜗杆传动的失效形式。5熟悉蜗杆传动的常见故障。6熟悉蜗杆传动的维护和修复。课题课题5 齿轮传动常见故障及维护齿轮传动常见故障及维护学习目标学习目标一、渐开线齿轮的失效形式一、渐开线齿轮的失效形式齿轮传动过程中，若轮齿发生折断、齿面损坏等现象，则齿轮失去了正常的工作能力，称为失效。齿轮传动的失效，主要是轮齿的失效。常见的齿轮失效形式有齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、齿面塑变和轮齿折断等。1 1齿面点蚀齿面点蚀齿轮传动时，两轮齿在理论上是线接触，而由于弹性变形的原因，实际上是很小的面接触，表面却产生很大的接
2、触应力。接触应力按一定规律变化，当循环次数超过某一限度时，轮齿表面会产生细微的疲劳裂纹，裂纹逐渐扩展，使表层上的小块金属剥落，形成麻点和斑坑，这种现象称为齿面的疲劳点蚀，如图5-5-1所示。图5-5-1 齿面点蚀防止点蚀主要措施有：设计时应合理选用齿轮参数，选择合适的材料及提高齿面硬度，减小表面粗糙度值，选用黏度高的润滑油并采用适当的添加剂，以提高轮齿抗点蚀的能力。2 2齿面磨损齿面磨损齿轮在传动过程中，接触的两齿面产生一定的相对滑动，也即产生滑动摩擦，使齿面发生磨损。对于开式齿轮传动，润滑条件不好，又有硬质颗粒等杂物落入轮齿的工作表面，会加剧齿面磨损，所以齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式
3、，如图5-5-2所示。减少齿面磨损的主要措施有：提高齿面硬度，减小表面粗糙度值，采用合适的材料组合，改善润滑条件和工作条件（如采用闭式传动）等措施。图 5-5-2齿面磨损3 3齿面胶合齿面胶合在压力较大的情况下，齿轮轮齿齿面上的润滑油被挤走，两齿面金属直接接触，局部产生瞬时高温，致使两齿面发生粘连。随着齿面的相对滑动，较软齿面的表面金属会被熔焊在另一轮齿的齿面上形成沟痕，这种现象称为齿面胶合，如图5-5-3所示。对于高速和低速重载的齿轮传动，易发生齿面胶合。防止齿面胶合的方法有：选用特殊的高黏度润滑油或者在油中加入抗胶合的添加剂，选用不同的材料使两轮不易粘连，提高齿面硬度，降低表面粗糙度值，改
4、进冷却条件等措施。图 5-5-3齿面胶合4 4齿面塑变齿面塑变当齿轮的齿面较软时，在重载情况下，可能使表层金属沿着摩擦力方向发生局部塑性流动，出现塑性变形，如图5-5-4所示。防止塑性变形的主要措施有：提高齿面硬度，采用黏度大的润滑油，尽量避免频繁启动和过载。图 5-5-4齿面塑变5 5轮齿折断轮齿折断轮齿在传递动力时，相当于一个悬臂梁，齿轮的齿根处受力最大，在齿根部位容易发生轮齿折断，如图5-5-5所示。图 5-5-5轮齿折断防止轮齿折断的主要措施有：选择适当模数和齿宽，采用合适的材料及热处理方法，减少齿根应力集中，齿根圆角不宜过小，应有一定要求的表面粗糙度，使齿根危险截面处的弯曲应力最大值
5、不超过许用应力值。二、齿轮传动的维护与修复二、齿轮传动的维护与修复1 1齿轮传动的维护齿轮传动的维护（1）及时清除齿轮啮合工作面的污染物，保持齿轮清洁。（2）正确选用齿轮的润滑油（脂），按规定及时检查油质，定期换油。（3）保持齿轮工作在正常的润滑状态。（4）经常检查齿轮传动啮合状况，保证齿轮处于正常的传动状态。（5）禁止超速、超载运行。2 2齿轮传动的修复齿轮传动的修复（1）齿轮磨损严重或轮齿断裂时，应更换新的齿轮。（2）如果是小齿轮与大齿轮啮合，一般小齿轮比大齿轮磨损严重，应及时更换小齿轮，以免加速大齿轮磨损。（3）大模数、低转速的齿轮，个别轮齿断裂时，可用镶齿法修复。（4）大型齿轮轮齿磨损
6、严重时，采用更换轮缘法修复，具有较好的经济性。（5）锥齿轮因轮齿磨损或调整垫圈磨损而造成齿侧间隙增大时，应进行调整。齿轮修复的具体情况，可参考表 5-5-1。表 5-5-1齿轮修复方法三、蜗杆传动的失效形式三、蜗杆传动的失效形式蜗杆传动中，由于蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，所以失效常发生在蜗轮轮齿上。蜗杆传动的主要失效形式有蜗轮齿面胶合、点蚀及磨损，具体现象可参照齿轮的相应失效形式。四、蜗杆传动的维护与修复四、蜗杆传动的维护与修复1 1蜗杆传动的维护蜗杆传动的维护（1 1）润滑）润滑由于蜗杆传动摩擦产生的热量较大，所以要求工作时有良好的润滑条件，润滑的主要目的在于减少磨损与散热，以
7、提高蜗杆传动的效率，防止胶合及减少磨损。蜗杆传动的润滑方式主要有油池润滑和喷油润滑。（2 2）散热）散热蜗杆传动摩擦大，传动效率较低，所以工作时发热量大。为了提高散热能力，可采用下面的措施：如在箱体外壁增加散热片；在蜗杆轴端安装风扇进行通风；在箱体油池内装蛇形水管冷却；采用压力喷油冷却等。蜗杆传动的冷却方式如图5-5-6所示。图 5-5-6蜗杆传动的冷却方式a）风扇冷却b）蛇形水管冷却c）压力喷油冷却2 2蜗杆传动的修复蜗杆传动的修复（1）一般传动的蜗杆蜗轮磨损或划伤后，要更换新的。（2）大型蜗轮磨损或划伤后，为了节省材料，一般采用更换轮缘法修复（车去磨损轮缘，再压装一个新的轮缘）。（3）分度
8、用的蜗杆机构（又称分度蜗轮副）传动精度要求很高，修理工作复杂、精细，一般采用精滚齿后剃齿或珩磨法进行修复。五、技能训练五、技能训练齿轮的修理齿轮的修理1齿轮严重磨损或轮齿断裂时，一般都应更换新的齿轮。2对于大模数齿轮或一些传动精度要求不高的齿轮，当轮齿局部损坏时，可采用焊补法或镶齿法修复。图 5-5-7崩齿缺陷图 5-5-8堆焊方法图 5-5-9修复后的齿形（1）焊补法（堆焊法）修复（以齿轮崩齿修复为例，如图5-5-7所示）（2）镶齿法修复的一般步骤图 5-5-10镶齿法a）焊接固定b）螺钉固定3采用更换轮缘修复法，如图5-5-11所示。（1）将损坏的齿轮轮齿车掉。（2）按原齿轮外圆和车掉轮齿后的直径配制一个新的轮缘。（3）将新制轮缘压入齿坯，用焊接、铆接或螺钉固定的方法将新的轮缘固定。（4）在加工齿轮的机床上按技术要求加工出新的轮齿。图 5-5-11更换轮缘修复法a）焊接固定b）铆接固定思考与练习思考与练习1渐开线齿轮的失效形式有哪些？2齿轮传动需要从哪几个方面进行维护？3简述齿轮传动具体情况的维修方法。4简述蜗杆传动的失效形式。5如何对蜗杆传动进行维护？6简述蜗轮传动的冷却方式。7简述蜗杆传动的具体修复。8完成一个齿轮的修理操作。