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齿轮轮齿损伤的术语,特征和原因-塑性变形(GB3481-83)

Tags: T螺旋伞齿轮转向箱    发布时间: 2014-11-05
塑性变形Plastlc Deformation
在过大的应力作用下,轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面或齿体的塑性变形.它一般多发生于硬度低的齿轮上:但在重载作用下,硬度高的齿轮上也常发生。
3.1 碾击塑变Cold Flow
在相互滚碾和冲击作用下,表面及次表面材料出现明显的金属流动。在齿顶棱和齿端面上出现飞边;有时齿顶被严重滚圆,接触齿面被压陷;有的在主动轮的轮齿上沿相对滑动速度为零的节线被碾出沟槽,而在从动轮的轮齿上被挤出脊棱。
轮齿材料硬度过低,接触应力过高,齿轮传动啮合不良,动载荷太大以及润滑不良等都会引起碾击塑变。
碾击塑变
图22 碾击塑变
矿山用电铲开式齿轮m=22mm,在重载和冲击作用下,齿面呈现明显的塑性变形,齿顶和端部出现飞边,齿面节线附近出现一条凹沟,齿形明显改变。
3.2 鳞皱Rippling
这是一种呈鱼鳞状皱纹的齿面塑性变形,这种皱纹垂直于滑动速度方向。它一般发生在硬齿面上,但在较软的齿面上有时也能发生。轻度的鳞皱,只要不任其发展,对齿轮传动没有明显的影响。但严重的鳞皱会使齿廓破坏,并引起其他型式的严重损伤。
鳞皱
图23 鳞皱
齿面呈现鱼鳞状塑性变形皱纹。
鳞皱通常是在齿轮运转过程中,由于润滑不良及高压力的作用下,工作齿面间产生“爬行”(粘附滑动现象)的结果。它往往与低速(或中速)条件下油膜厚度不足、振动等因素有关。虽然发生鳞皱的某些条件与发生磨损相类似,但它是一种齿面塑性流动。
3.3起脊Ridging
它主要是由于表面或次表面材料的塑性流动和齿面间的摩擦,使整个工作齿面上,沿滑动方向形成明显的脊校。这种轮齿损伤常出现在孟载的蜗杆传动和准双曲线齿轮传动中。
起脊是由于高的接触应力、低的滑动速度和齿面间润滑不良,使表面或次表面的材料沿滑动方向发生塑性流动而产生的。
起脊
图24 起脊
汽车后桥表面硬化准双曲线小齿轮m=5.439mm,沿滑动方向有明显的塑性变形脊棱。
3.4 压痕Indenting
通常,在齿面上压出的凹痕较为浅平,但严重的压痕常伴有局部的轮齿变形,甚至使正常啮合遭到破坏。
外界异物或从轮齿上掉下的金属碎片进入啮合,是造成压痕的直接因素。
压痕
图25 压痕
机车齿轮m=5mm ,材料40Cr ,因啮合齿面间落入异物造成压痕。
压痕
图26 压痕
剪切机齿轮m=8mm,因异物落入啮合区,造成轮齿严重塑性挤压变形。
3.5齿体塑变Tooth Plastic Flow
一个(或多个)齿的齿体或其部分发生塑性变形。轮齿呈现歪扭,齿形剧变。硬齿面轮齿还常伴有变色现象。
通常由于润滑失常所造成的剧烈温升,使齿轮材料的屈服强度降低而引起轮齿热塑变形。对于强度低的塑性材料,在过大的载荷作用下,轮齿可发生冷塑变形。
齿体塑变
图27 齿体塑变
轧钢机工作辊道圆锥齿轮,m=20mm,45号钢调质处理,由于过载或载荷集中造成齿体严重冷塑变形。
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