课题5-齿轮传动常见故障及维护

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5齿轮传动常见故障及维护学习目标课题5齿轮传动常见故障及维护一、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。课题5齿轮传动常见故障及维护1．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。课题5齿轮传动常见故障及维护图5-5-1齿面点蚀课题5齿轮传动常见故障及维护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。课题5齿轮传动常见故障及维护2．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，如图5-5-2所示。课题5齿轮传动常见故障及维护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齿面磨损课题5齿轮传动常见故障及维护3．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。课题5齿轮传动常见故障及维护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，改进冷却条件等措施。图5-5-3齿面胶合课题5齿轮传动常见故障及维护4．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。课题5齿轮传动常见故障及维护图5-5-4齿面塑变课题5齿轮传动常见故障及维护5．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轮齿折断课题5齿轮传动常见故障及维护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不超过许用应力值。课题5齿轮传动常见故障及维护二、齿轮传动的维护与修复1．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。课题5齿轮传动常见故障及维护2．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。课题5齿轮传动常见故障及维护齿轮修复的具体情况，可参考表5-5-1。表5-5-1齿轮修复方法课题5齿轮传动常见故障及维护三、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。课题5齿轮传动常见故障及维护四、蜗杆传动的维护与修复1．蜗杆传动的维护（1）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。课题5齿轮传动常见故障及维护（2）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。课题5齿轮传动常见故障及维护图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）压力喷油冷却课题5齿轮传动常见故障及维护2．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。课题5齿轮传动常见故障及维护五、技能训练——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。课题5齿轮传动常见故障及维护图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）课题5齿轮传动常见故障及维护（2）镶齿法修复的一般步骤图5-5-10镶齿法a）焊接固定b）螺钉固定课题5齿轮传动常见故障及维护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。课题5齿轮传动常见故障及维护图5-5-11更换轮缘修复法a）焊接固定b）铆接固定课题5齿轮传动常见故障及维护思