裂缝和裂纹
由于一个或多个原因,诸如磨削不当、热处理不当、应力过大或材料缺陷等,齿轮上了出现裂缝和裂纹。这些情况下面术语中分别说明。
在齿轮切削过程中显露的由于锻造缺陷引起的裂纹
由于轮缘厚度不够在大齿轮轮缘上产生的裂
卸去施加的载荷后不能回复的变形。轮齿撞击可使齿轮轮齿弯曲、压陷。或在超高载荷和摩擦条件下运转的齿轮副由于轮齿的滚动和滑动作用可使齿面材料流动。
1滚压塑变
主动齿轮齿面上节圆柱面附近的材料向齿根和齿顶流动,并在齿根和齿顶常看到飞边,而从动齿轮齿面上相应材料向节圆柱面附近流动,因此,在主动齿轮轮齿面上产生沟槽,相应在从动齿轮齿面上出现起脊。
轮齿的滚压塑变。图为从动齿轮,其齿面上工作节曲面附近明显的隆起清晰可见。
2轮齿锤击塑变
这种变形的特征是在齿面上易看到浅沟槽,沟槽与啮合轮齿间的接触线一致。
内齿轮工作面上由于轮齿锤击产生的塑性变形,在齿顶形成了明显的飞边
起皱
齿面上垂直于滑动方向的诶小。这些小本身也是波状的,而不是直的,看上去其形状如同风吹沙土,水冲泥浆一样,只是规模小的多而已。
(2)汽车齿轮。下图是解放牌汽车的变速箱中的齿轮,其任务是将发动机的动力传递到后轮,承受重载和大的冲击力,工作条件比机床齿轮复杂,要求齿面具有高的硬度(60~62HRC)和耐磨性、齿心部具有高的强度和优良的韧性,考虑到渗碳工艺性的要求和淬透性的问题,可选用20CrMnTi钢。其工艺路线为:
下料→锻造→正火→粗加工、半精加工→渗碳→淬火+低温回火→喷丸→校正花键孔→精磨齿。
渗碳是为了提高表层的碳含量。淬火是为了使表层获得高碳马氏体和碳化物,具有高的硬度(58~62HRC)、耐磨性和疲劳强度;心部获得低碳马氏体,硬度可达到33~48HRC,具有高的强韧性。低温回火消除淬火应力、提高抗冲能力、防止产生磨削裂纹。喷丸可增大渗碳层的压应力,有利于提高疲劳强度。
2、化学因素引起的失效
润滑脂与空气中的氧发生化学反庆产生酸性物质,它首先是消耗脂中的化添加剂,但到一定程度后,生成的有机酸会腐蚀金属元件并破坏脂的结构,使其滴点下降、基础油粘度增加和流动性变差等。大量试验表明,温度越高,润滑脂的寿命下降越明显。如温度在90~100度时,温度每升高19度,脂的寿命 约降低一半,而在10~150度时,温度每升高15度,脂的寿命也将下降一半。
此外,润滑脂使用环境中的水分、尘埃和有害气体等也是使其劣化的重要因素。例如:脂中混入铜、铁、铅和青铜等磨损微粒,会地脂的氧化起催化作用。总之,润滑脂的失效原因很多,有时可能由某一原因引起,但更多是多种因素其同作用的结果,或者以一种原因为突破口,然后其他原因共同作用。
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