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工業(yè)減速機齒輪傳動失效的4種情況及解決措施

發(fā)布時間:2019-12-28

工業(yè)減速機齒輪傳動失效的4種情況及解決措施

 

減速機齒輪往往處在機械設(shè)備中的關(guān)鍵部位,所以齒輪的磨損失效會給設(shè)備帶來很大的損失,齒輪失效往往是由于輪齒失效引起的。本文分享減速機齒輪傳動失效的4種情況及解決措施。

減速機和齒輪的介紹1減速機的類型

減速機包括蝸輪蝸桿減速機、諧波減速機以及行星減速機。其中蝸輪蝸桿減速機具有反向自鎖的功能,減速比較大,輸入軸和輸出軸不在同一軸線上,也不在同一平面上,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控的彈性變形來傳遞動力,其精度較高,但是柔輪的壽命短,承受沖擊力的能力差,傳輸速率也不高。

行星減速機結(jié)構(gòu)緊湊,回程間隙小,精度也較高,其使用壽命也很長,額定輸出扭矩也可以很大,但是這種減速機的造價太高,成本高。

2齒輪的相關(guān)知識

齒輪的精度一般考慮經(jīng)濟因素,但是齒輪的精度等級對于噪聲的產(chǎn)生以及側(cè)隙有很大的影響,高精度的齒輪產(chǎn)生的噪聲更小。

對于齒輪寬度來說,增加齒輪寬度可以減少恒定扭矩下的單位負荷,扭矩恒定時,小齒輪比大齒輪的噪聲更大,增加齒輪寬度也可以加大齒輪的承載力。

小齒距可以保證盡可能多的輪齒同時接觸,可以降低傳動噪音,提高傳動精度,壓力角較小可以使得齒輪運轉(zhuǎn)的噪音減小、精度變大。

在進行齒輪的設(shè)計和制造時,應(yīng)該對齒輪誤差進行重視,包括齒距誤差、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(zhuǎn)的效率。

裝配不同心時會導(dǎo)致軸系運轉(zhuǎn)不平衡,高精度齒輪如果出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象那么對齒輪運轉(zhuǎn)的精度有很大的影響。對于減速機的有效性也會造成破壞。

齒面硬度也是影響減速機齒輪運轉(zhuǎn)有效性的重要因素,齒面硬度低會使得減速機的齒輪運轉(zhuǎn)失效。

減速機齒輪失效的形式及解決措施1齒輪斷齒造成失效

齒輪斷齒造成的失效是整個機械工程中最為嚴重的情況,主要包括過載折斷、疲勞折斷隨機折斷等,對于過載折斷來說,是指齒輪受到一次或者多次嚴重過載時發(fā)生的斷齒,這種情況下,齒輪的斷口一般位于齒輪根部,斷口一般很平直且粗糙。

疲勞折斷是指齒輪在長時間高循環(huán)狀態(tài)下使得齒根部位產(chǎn)生疲勞裂紋,出現(xiàn)折斷,斷口可以劃分為疲勞斷口面和最終斷口面,疲勞斷口區(qū)域內(nèi)看不到塑性變形,疲勞折斷可能發(fā)生在齒輪的端部。隨機折斷一般也發(fā)生在齒輪根部,但是特殊情況也會出現(xiàn)在其他部位。

對于防范齒輪折斷的措施有很多,可以增大齒根圓角半徑,消除這一部位的加工刀痕以便減少齒根的應(yīng)力集中,還可以增大軸及支撐物的剛度,以便減輕局部的受力程度,還可以對輪齒進行噴丸、碾壓等冷作處理以便提高齒面。

2齒面磨損無法傳動

在減速機齒輪傳動過程中,對于齒面的磨損是不可避免的,齒面磨損還包括粘著磨損、磨粒磨損、擦傷、腐蝕磨損和燒傷。對于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,那么金屬之間的接觸就會減小,也就不會發(fā)生磨損。

如果油膜溫度和壓力相同,那么油的粘度越高,磨損越小,在低速、重載、極端溫度等情況下,油膜可能會發(fā)生破壞情況,這種情況下,磨損發(fā)生在除了節(jié)圓的大部分輪齒面上。可以通過提高齒面硬度、降低齒面粗糙度,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干凈存在雜質(zhì)或者是指在運行過程中金屬之間的接觸產(chǎn)生磨屑,導(dǎo)致減速機的齒輪發(fā)生磨損,使得傳動工作失效。

如果齒輪的對中好,擦傷不是由于池面上鼓勵的微凸體造成的,那么整個齒輪的磨損會擴展到大部分區(qū)域。腐蝕磨損是指潤滑劑中的一些物質(zhì)與齒面的金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),造成金屬腐蝕。

3齒面點蝕與齒面膠合

齒輪在傳動過程中,接觸面上各點的接觸應(yīng)力呈現(xiàn)脈動循環(huán)變化,經(jīng)過一段時間就會由于接觸面上的金屬疲勞產(chǎn)生裂紋,裂紋發(fā)生擴展就會使得金屬剝落,形成點蝕。這種情況的防止可以通過提高齒面硬度,降低表面粗糙度等措施實現(xiàn)。

齒輪在高速、大載荷或者是潤滑失效的情況下,會使得齒面形成局部高溫,接觸面會出現(xiàn)膠連的現(xiàn)象,這種情況稱為膠合,為了防止膠合應(yīng)該提高齒面硬度和光潔度,對于不同型號的齒輪采取不同的鋼種,正確選用潤滑油是減輕齒輪失效的重要措施。

4齒面塑性變形引起的失效

塑性變形主要包括碾壓、錘擊變形引起的起波紋和脊狀延伸,主要是由于齒輪材料較軟,使得沿摩擦方向出現(xiàn)金屬流動,齒輪工作環(huán)境中的溫度、濕度變化也會造成齒面的塑性變形,可以選用粘度較高的潤滑油來防止塑性變形也可以提高齒面硬度。

找到減速機齒輪傳動失效的真正原因才能進行相應(yīng)的問題解決,保證機械運轉(zhuǎn)過程中的有效性,提高運轉(zhuǎn)效率,促進工作的開展。


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