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      1. ?造成齒輪減速機齒輪損壞的原因有哪些

        發布日期:2022-01-12    瀏覽次數:1274

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        一、先了解下減速機齒輪的制造工序,再逐步分析。
        齒輪制造工序:
        備料→鍛造毛坯→正火處理(低溫退火)→粗車→半精車→滾齒→齒端倒角→高頻淬火→精加工(磨端面B→磨端面C→插鍵槽→磨內孔→磨齒→去毛刺)→檢驗。
        二、齒輪選材及熱處理
        選擇那種齒輪傳動要根據設計要求,兩種齒輪傳動各有利弊,但由于硬齒面傳動載荷大,使用壽命長,被廣泛的應用。
        通常人們將齒輪傳動分為兩類,即硬齒面齒輪傳動和軟齒面齒輪傳動。
        通常一對嚙合齒輪的齒面硬度均大于350HBS,稱為硬齒面齒輪,否則即稱為軟齒面齒輪。
        硬齒面齒輪采用的材料及熱處理方法很多,比如常用的幾種:
        (1)40Cr . 45#.45Mn2鋼,可以采用熱處理高頻回火或者氮化處理 ;
        (2)20Cr.20CrMnTi.20CrMnVB.20CrNiH等可以采用滲碳淬火;
        (3)38CrMnAl則可以用氮化工藝達到較高的硬度,一些特殊的材料要用特殊的熱處理方法。
        齒輪的制造材料和熱處理過程對齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀50年代前,齒輪多用碳鋼,60年代改用合金鋼,而70年代多用表面硬化鋼。按硬度齒面可區分為軟齒面和硬齒面兩種。
        (4)軟齒面的齒輪承載能力較低,但制造比較容易,跑合性好,多用于傳動尺寸和重量無嚴格限制,以及小量生產的一般機械中。因為配對的齒輪中,小輪負擔較重,因此為使大小齒輪工作壽命大致相等,小輪齒面硬度一般要比大輪的高。
        三、齒輪損壞形式、斷齒原因分析
        1.齒輪損壞形式
        減速機齒輪損壞故障有斷齒、齒輪磨損等。據威高傳動工程師的多年經驗分析:齒輪損壞形式除斷齒和齒輪非正常磨損(這里稱為非正常磨損較為恰當,因為齒輪正常磨損不能認為是故障。非正常磨損是指齒輪發生過早磨損,達不到齒輪應當具有的磨損壽命)之外,還有齒面點蝕和剝落等損壞形式。齒面點蝕和剝落多發生在齒高中間以上頂部位。
        2.斷齒原因分析
        (1)減速機齒輪斷齒部分原因是制造質量缺陷引起的。
        (B1)制造質量引起齒輪斷齒原因有:沒有選合適的鋼材、齒輪鑄造質量不好、淬火硬度偏低、齒輪硬度不夠易彎齒磨損、球墨化不夠、使用時長受交變應力影響會疲勞損壞等……
        (B2)齒輪嚙合精度對斷齒的影響不大。盡管齒輪的嚙合精度對斷齒有一定程度的影響,但對斷齒的影響程度并不大。因為齒輪的嚙合精度不夠,齒輪的接觸面不足,將會發生接觸應力增大、載荷作用不均勻等現象,但這并不是斷齒的主要原因。
        (B3)斷齒還有個原因是載荷過大和齒根有缺陷,輪齒的彎曲強度不夠所致。(影響彎曲強度的主要因素是作用在輪齒上載荷力的大小和齒根的缺陷程度。齒輪嚙合精度差,并不會改變輪齒上載荷力的大小和齒根的缺陷程度,只是增大了輪齒的接觸應力)。
        (B4)造成齒輪磨損的原因除減速機制造質量差之外,也有一些是使用中發生的問題,如:減速機缺油、采用半流體潤滑液。
        (B5)非正常磨損的制造質量因素有:
        ①齒輪材料不符合要求,造成非正常磨損;
        ②齒輪有砂眼、氣孔和疏松、球墨化不夠等缺陷存在;
        ③熱處理硬度不夠或沒有進行熱處理;
        ④齒輪嚙合精度、運動精度達不到要求;
        ⑤圓弧齒輪對中心距的誤差敏感性很大,特別是中心距的正向誤差,不僅降低了輪齒的彎曲強度,而且還增加了滑動磨損。
        (2)減速機缺油對非正常磨損影響很大。如減速機潤滑油漏油,管理人員未能及時發現,減速機還在繼續運轉,減速機也在缺油的狀態下繼續工作,直到把齒頂磨成尖形才被發現,打開減速機上蓋一看,箱底堆了一層金屬粉末,這說明缺油對非正常磨損影響很大。
        (3)金屬微粒加劇齒輪的磨損。應采用磁性體吸附金屬微粒。減速機采用半流體潤滑液,磨損掉的齒輪金屬微?;煸跐櫥褐?,更加劇齒輪的磨損。建議在油箱中增加幾個磁性體,利用磁性作用吸附潤滑液中的金屬微粒,可減少潤滑液的金屬微粒含量。
        四、如何提高齒輪的強度
        提高齒輪的強度主要是指抗彎強度和齒面接觸強度,有以下幾個方法:
        1、選擇合適的變位系數,設計成齒輪(正變位)可以增大輪齒齒厚,提高輪齒的抗彎強度,但不作為唯一推薦方案。
        2、在制造工藝上,增加齒根圓角,提高表面質量,也可以提高齒輪的強度。
        3、建議合理選用材料(如40Cr、45#、45Mn2鋼;0Cr.20CrMnTi.20CrMnVB.20CrNiH)和熱處理方式(表面淬火、滲碳、高頻淬火),提高輪齒的表面硬度,可以提高齒面接觸疲勞強度。
        五、提高齒輪傳動的接觸強度的方法:
        接觸強度與模數無關,模數與彎曲強度有關,接觸強度主要和齒面硬度有關你可以:
        1.齒面修形(現在尤其重要的一個環節,同樣可以改善嚙合性能,避免產生沖擊)
        2.熱處理(一般為中碳鋼,調質后表面高頻淬火,提高硬度;低速重載的齒輪低碳合金鋼滲碳淬火,硬度提高,接觸強度提高)
        3.潤滑中心距和齒數跟這個接觸強度毫無干系,再說了,你需要的傳動比已經確定了,齒數和中心距怎能隨便改呢?
        齒輪加工的精度(精度高會改善嚙合性能,進而改善接觸強度)
        六、齒輪的齒部磨損的原因與防范:
        1、金相組織異常,如組織粗大等,要求為細針狀馬氏體與少量的珠光體鐵素體——可進行金相分析;
        2、淬火硬度偏低,40Cr建議HRC48-55/電機軸,大齒輪需偏低一些(若大齒輪與軸齒的硬度不區配,也會產生磨損過快);
        3、若器具的要求很高,可嘗試中溫氰化或滲碳淬火;
        4、淬硬深度不夠,需至少保證齒根向下1mm淬透;若結構允許,可以選擇較大的模數,但不作為唯一推薦方案。
        (a)硬齒面齒輪的承載能力高,它是在齒輪精切之后,再進行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理,以提高硬度。但在熱處理中,齒輪不可避免地會產生變形,因此在熱處理之后須進行磨削、研磨或精切,以消除因變形產生的誤差,提高齒輪的精度。

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