齒輪輪齒損傷的術(shù)語苏狠、特征和原因
UDC 62.833 : 001.4
GB 3481-83
本標(biāo)準(zhǔn)為鋼侠呛、鑄鐵和銅合金齒輪的一般損傷型式提供統(tǒng)一的術(shù)語摘形。本標(biāo)準(zhǔn)各詞條對損傷的特征和原因的敘述卦羡，是為了說明各術(shù)語的含義和鑒別損傷的類型功氨。
本標(biāo)準(zhǔn)不作為齒輪是否失效的判據(jù)。附錄A 中所列的有關(guān)損傷的對策刊懈，只是一般性的指導(dǎo)準(zhǔn)則这弧，因為某一齒輪特定損傷型式的判別和對策需要有專門的經(jīng)驗和分析研究，故不屬于本標(biāo)準(zhǔn)范圍虚汛。
對于其他材質(zhì)和某些特殊的齒輪匾浪，其輪齒的損傷型式，可大致地參用本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容珊辛。
1 磨損wear
磨損是在嚙合傳動過程中蚜烹，輪齒接觸表面上的材料摩擦損耗的現(xiàn)象。
1.1 輕微磨損Polishing
輕微磨損是一種相當(dāng)緩慢的磨損現(xiàn)象障渡。接觸表面上的微凸休逐漸磨平报案，直到出現(xiàn)非常光滑的表面為止。
圖l 輕微磨損
機車齒輪篙袄，m=12mm 抚揖，材料20CrMnTi 簿翔，滲碳淬火HRC58～62 ，工作8000 小時后齒面如鏡面樣光亮平滑瓢宝。
通常督靶，輪齒由于接觸表面的粗糙度與潤滑油粘度、齒面工作速度捂臣、工作載荷之間不相匹配，造成彈性流體潤滑油膜厚度不夠邓星，導(dǎo)致齒面微凸體峰部被剪切掉或某種塑性變形堡掏，使工作齒面微凸體逐漸磨平，粗糙度逐漸變小刨疼。
1.2 中等磨損Moderate Wear
中等磨損是一種比較常見的磨損現(xiàn)象泉唁，它可存在于齒輪傳動的整個設(shè)計壽命期內(nèi)．中等磨損的齒輪，節(jié)線上下齒面上的材料都有一定移失揩慕、離相對措動速度為零的竹線愈遠亭畜，磨損量愈大．在此節(jié)線位置上，逐漸呈現(xiàn)出一條近于連續(xù)的線迎卤。
圖2 中等磨損
機車齒輪拴鸵，m＝10mm，材料20CrMnTi蜗搔，滲碳淬火HRC58～62劲藐，工作7000 小時以上，齒面上節(jié)線附近可見一條明顯的連續(xù)線樟凄，上齒面有輕微的磨痕聘芜。
由于工作速度、載荷缝龄、溫度磁揽、潤滑劑性能等方面的限制，齒輪常在邊界潤滑或接近邊界潤滑的狀態(tài)下工作林没；潤滑系統(tǒng)中少量的污染雜質(zhì)伺亭，都可能引起中等磨損。
1.3 過度磨損Exce : sive Wear
工作齒面材料大量磨掉律腊，齒廓形狀破壞藐捉，磨損率很高，齒輪將達不到其設(shè)計壽命．節(jié)線附近有時伴隨點蝕辑蛔，常導(dǎo)致嚴(yán)重噪聲和系統(tǒng)振動氛玛，最終使齒輪不能正常工作。
圖3 過度磨損
磨礦機齒輪m=24mm昔主，工作齒面嚴(yán)重磨損蹂勺，出現(xiàn)明顯的臺階稻填，齒厚減薄，齒廓遭到破壞携帘。
潤滑系統(tǒng)和密封裝置不良恰壁，油膜建立不起來，系統(tǒng)有嚴(yán)重振動旨椒、沖擊載荷等都能導(dǎo)致齒面過度磨損晓褪。
1.4磨紋磨損Abrasive Wear
輪齒接觸表面上沿滑動方向常有較均勻的條痕，這種多次摩擦產(chǎn)生的條痕一般具有重疊的特征综慎。
圖4 磨粒磨損
平爐傾動裝里開式齒條m = 65mm涣仿，由于護渣顆粒落入嚙合齒面，導(dǎo)致齒面呈現(xiàn)均勻的條痕示惊。
圖5 磨粒磨損
礦山電鏟行走機構(gòu)減速器齒輪m＝24mm 好港，因潤滑油中的磨料導(dǎo)致齒面呈現(xiàn)勻布的條痕。
落在工作齒面間的外部顆粒米罚，起著磨粒作用钧汹，引起磨粒磨損。磨谅荚瘢可以是齒輪和軸承等零件因損傷產(chǎn)生的顆粒拔莱、焊接飛濺物、氧化皮隘竭、銹蝕物辨宠、型砂和其他類似的金屬和非金屬物。這種磨損常由于新齒輪裝置跑合后未予清洗以及其他原因使?jié)櫥捅晃廴径斐砂蒲τ陂_式傳動湾蝙，磨粒磨損更為嚴(yán)重。
1.5 腐蝕磨損Corrosive Wear
這是一種以化學(xué)腐蝕作用為主螃妨、并伴有機械磨損的輪齒損傷型式．齒面上呈現(xiàn)均勻分布的腐蝕麻坑惰绘，工作齒面沿滑動方向并伴有磨蝕痕跡。
圖6 腐蝕磨損
齒輪表面普誼呈現(xiàn)明顯的化學(xué)腐蝕麻點耐叽，工作齒面腐蝕后磨損蟀蛆，齒形改變。
進入潤滑劑中的活性成分和輪齒材料發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)录抖，引起齒面腐蝕．由于摩擦或沖刷作用而使蝕斑被磨失或沖掉男沛，形成腐蝕磨損．在高溫時，極壓添加劑會形成非沉胶颍活潑的腐蝕劑而侵蝕齒面．工藝過程中殘留于齒面上的不利介質(zhì)也會引起腐蝕磨損滞泣。
1.6 膠合Scoring
膠合是相嚙合齒面的金屬，在一定壓力下直接接觸發(fā)生粘著，同時隨著齒面的相對運動奋屠，使金屬從齒面上撕落而引起的一種嚴(yán)重粘著磨損現(xiàn)象橄霉。根據(jù)一定工作條件下粘著概念的內(nèi)涵特征不同，膠合可有熱應(yīng)合與冷膠合之分邑蒋。熱膠合通常是由于嚙合處局部過熱導(dǎo)致兩接觸齒面金屬融焊而粘著姓蜂，而冷碎合娜暈由于嚙合處局部壓力很高、且速度低而使兩接觸表面間表面膜被刺破而粘著医吊。齒面產(chǎn)生熱膠合的部位常呈現(xiàn)過熱特征（回火色）钱慢，而冷膠合常在齒面上局部發(fā)生。
1.6.1 輕徽膠合Slightscoring
輕微膠合常呈現(xiàn)為在靠近齒頂或靠近齒根的齒面上沿滑動方向極輕微而細密的傷痕（一條暗帶）卿堂，有時要借助子顯微鏡才能見到其粘著痕跡滩字。
圖7 輕微膠合
高速齒輪們m＝3.7mm，滲碳淬火HRC> 62御吞，齒面頂部呈現(xiàn)輕微膠合的暗帶。
這種損傷可能是由子在運轉(zhuǎn)初期相嚙合齒面的潤滑條件與工作情況不甚協(xié)調(diào)漓藕，但材質(zhì)條件較好而造成的陶珠，它也可能是由于輕微干涉而引起的。
6.2 中等膠合Moderate Scoring
這種損傷表現(xiàn)為輪齒的齒頂部享钞、齒根部揍诽，為明顯。這種膠合的條紋較細較淺泄楷。
圖8 中等膠合
齒頂部呈現(xiàn)細而淺的膠合條紋竖枚。
齒輪嚙合處的局部過高溫度而使?jié)櫥湍て屏咽钱a(chǎn)生這種損傷的主要條件。
1.6.3 破壞性膠合Destructive scoring
沿滑動方向呈現(xiàn)明顯的粘撕溝痕．整個齒面尤其是齒頂部有明顯的材料移失跡象眠荒，相對滑動速度為零的工作節(jié)線明顯路棍，齒廓幾乎完全毀壞，振動噪聲增大薄称，齒輪很快失效攀叼。
圖9 破壞性膠合
機床齒輪m=5mm,材料20Cr ，滲碳淬火HRC58～62 丐忠，因嚴(yán)重缺油造成齒面破壞性膠合要嘿，齒頂部膠合溝痕更為明顯。
圖10 破壞性膠合
珠光體球墨鑄鐵齒輪坦推，m=5mm或腔，因嚴(yán)重過載造成齒面破壞性膠合，工作齒面材料嚴(yán)重移失擅揖，節(jié)線明顯可見蔚便。
這種損傷是由于潤滑不充分，工作溫度過高豌蟋、齒面接觸應(yīng)力或速度過高等原因引起的過熱所造成漆际。
1.6.4 局部膠合Localized Scoring
在形貌上它與中等膠合有相似之處淆珊，但僅發(fā)生于相接觸齒面的局部區(qū)域上，并不沿相接觸的全部齒面延伸奸汇、擴展施符。
圖11 局部膠合
航空高速齒輪m=3mm，材料12CrZNi4A 擂找，表面滲碳HRC > 62 戳吝，在齒頂部中部局部區(qū)域發(fā)生膠合。
圖12 局部膠合
航空高速齒輪m= 3mm贯涎，材料12CrZN過A听哭，表面滲碳淬火HRC>62，在齒面膠合區(qū)域上疊加有明顯的局部膠合傷痕塘雳。
通常局部膠合是由于載荷集中造成的陆盘。載荷集中可能是設(shè)計不當(dāng)引起的，也可能是制造誤差败明、安裝誤差丰搞、外載荷引起的偏斜或齒面不均勻冷卻形成的。在鼓形齒中讼狗，當(dāng)鼓形量過大時稚铡，在凸起部分上也會形成載荷集中而引起局部膠合。齒輪熱膨脹不均勻也會形成凸起效應(yīng)而導(dǎo)致載荷集中硝闸，尤其齒寬較大時旺哀，齒輪的中部比兩端溫升高、熱膨脹量大硼挡，這種毛病易于出現(xiàn)恤朝。
2 齒面疲勞Surface Fatigue
齒面疲勞是由表面或次表面的疲勞裂紋擴展而成的一種齒面損傷，它取決于相嚙合齒面的接觸應(yīng)力和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)版绢。
齒面疲勞裂紋常呈現(xiàn)為不規(guī)則的細線狀似靖。疲勞裂紋擴展的結(jié)果，使齒面金屬脫落而形成凹坑败旋。這些凹坑的大小录切，視材料性能、載荷大小等因素而定仁连。這些凹坑蓝角，有的不再擴展，有的則不斷擴展而連成一片饭冬。
2.1 點蝕Pitting
它是一種齒面呈麻點狀的齒面疲勞損傷使鹅。
2.1.1 早期點蝕Initial Pitting
出現(xiàn)的麻點一般較小、數(shù)目不多，常發(fā)生在局部過高應(yīng)力區(qū)患朱。齒面跑合后鲁僚，接觸應(yīng)力趨向均勻，麻點不再繼續(xù)擴展裁厅。如果早期點蝕的點蝕坑面積在工作齒面上占的比例過大冰沙，就會發(fā)展成為破壞性點蝕。
圖13 早期點蝕
船舶齒輪m=5mm执虹，材料40Cr硬度HB255～280拓挥，輪齒工作齒面節(jié)線附近呈現(xiàn)較細小的麻點。
圖14 早期點蝕
試臉齒輪m＝5mm袋励，材料45號鋼調(diào)質(zhì)侥啤，運轉(zhuǎn)不久齒面出現(xiàn)少量麻點，直至循環(huán)次數(shù)大于107接碘，麻點也未擴大弦蜀。
通常早期點蝕是由于相嚙合的齒面貼合不良造成局部過載而引起的。齒形誤差班域、齒面凹凸不平或軸姆歪斜等都能導(dǎo)致這種損傷栋负。
2.1.2 破壞性點蝕 Destructive Pitting
這種點蝕的麻點，常比早期點蝕的大而深衰件，一般首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根表面上，并且不斷擴費季础，最后導(dǎo)致輪齒失效擅盏。通常破壞性點蝕是由于齒面上過高的應(yīng)力引起的，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增多谦选，敘點蝕不斷擴展纹硼，從而導(dǎo)致運轉(zhuǎn)不良和噪聲增大。
圖15 破壞性點蝕
軋鋼機齒輪m=16mm投惶，材料40Cr 壶缚，節(jié)線附近齒面點蝕麻坑擴展，幾乎達整個齒寬荧关。
2.2 剝落Spalliog
剝落是指齒面上的材料成片剝離的一種輪齒損傷．剝落坑的形狀不規(guī)則溉奕，一般較為淺平，而且比點蟲坑大些忍啤。
這種損傷通常都是在過高的接觸應(yīng)力反復(fù)作用下加勤，疲勞裂紋發(fā)展到一定程度后齒面材料碎裂而形成的。
剝落可以在點蝕坑的邊緣碎裂擴大連接而成同波，這種情況一般在中硬材料的輪齒上最為常見鳄梅。
表面硬化處理的輪齒，由于材料缺陷、熱處理毛病戴尸、磨削過熱以及載荷過大等原因使齒表層或次表層的應(yīng)力超過該處材料的極限應(yīng)力粟焊，裂紋就在表層或次表層內(nèi)產(chǎn)生。然后裂紋在表層內(nèi)或沿著齒表層軟硬過渡區(qū)延伸和擴展孙蒙，齒面金屬被壓碎呈片狀剝落而形成剝落坑项棠，這種剝落損傷通常也稱表層壓碎。
圖16 剝落
軋鋼機人字齒輪mn=33mm马篮，材料4oCr沾乘，硬度HB 217～255，齒面大塊剝落是由點蝕坑碎裂擴展而成诽泪。
圖17 剝落
鋁鐵青銅蝸輪m＝20mm杰赴，呈現(xiàn)大面積剝落。
圖18 剝落
汽車齒輪m＝9.879mm挂闺，材料20MnVB便金，滲碳淬火表面硬度HRC56～62，由于載荷過大造成齒表面金屬壓碎剝落轮贫。
圖19 剝落
本圖為圖18 齒輪輪齒的金相試樣局部放大断克，約3.5 倍。
圖20剝落
汽車齒輪m=9.879mm蛛跛，材料20MnVB抑琳，滲碳淬火表面硬度HRC56～62，硬化層過渡區(qū)的裂紋擴展到齒面造成齒面材料大片脫落痊缎。
圖21 剝落
本圖為圖20 齒輪輪齒的局部放大果嗜，約3.5倍，由圖可見過渡區(qū)裂紋的擴展情況石勋。
3 塑性變形Plastlc Deformation
在過大的應(yīng)力作用下补颗，輪齒材料因屈服產(chǎn)生塑性流動而形成齒面或齒體的塑性變形．它一般多發(fā)生于硬度低的齒輪上：但在重載作用下，硬度高的齒輪上也常發(fā)生缓待。
3.1 碾擊塑變Cold Flow
在相互滾碾和沖擊作用下蚓耽，表面及次表面材料出現(xiàn)明顯的金屬流動。在齒頂棱和齒端面上出現(xiàn)飛邊旋炒；有時齒頂被嚴(yán)重滾圓步悠，接觸齒面被壓陷；有的在主動輪的輪齒上沿相對滑動速度為零的節(jié)線被碾出溝槽瘫镇，而在從動輪的輪齒上被擠出脊棱贤徒。
輪齒材料硬度過低，接觸應(yīng)力過高汇四，齒輪傳動嚙合不良接奈，動載荷太大以及潤滑不良等都會引起碾擊塑變踢涌。
圖22 碾擊塑變
礦山用電鏟開式齒輪m=22mm ，在重載和沖擊作用下序宦，齒面呈現(xiàn)明顯的塑性變形睁壁，齒頂和端部出現(xiàn)飛邊，齒面節(jié)線附近出現(xiàn)一條凹溝互捌，齒形明顯改變癌割。
3.2 鱗皺Rippling
這是一種呈魚鱗狀皺紋的齒面塑性變形，這種皺紋垂直于滑動速度方向茵沾。它一般發(fā)生在硬齒面上窟怪，但在較軟的齒面上有時也能發(fā)生。輕度的鱗皺负腻，只要不任其發(fā)展嫡笔，對齒輪傳動沒有明顯的影響。但嚴(yán)重的鱗皺會使齒廓破壞淡窘，并引起其他型式的嚴(yán)重損傷辞仇。
圖23 鱗皺
齒面呈現(xiàn)魚鱗狀塑性變形皺紋。
鱗皺通常是在齒輪運轉(zhuǎn)過程中讼牢，由于潤滑不良及高壓力的作用下板拂，工作齒面間產(chǎn)生“爬行”（粘附滑動現(xiàn)象）的結(jié)果。它往往與低速（或中速）條件下油膜厚度不足盾摹、振動等因素有關(guān)嬉竞。雖然發(fā)生鱗皺的某些條件與發(fā)生磨損相類似，但它是一種齒面塑性流動厉斟。
3.3起脊Ridging
它主要是由于表面或次表面材料的塑性流動和齒面間的摩擦挚躯，使整個工作齒面上，沿滑動方向形成明顯的脊校捏膨。這種輪齒損傷常出現(xiàn)在孟載的蝸桿傳動和準(zhǔn)雙曲線齒輪傳動中秧均。
起脊是由于高的接觸應(yīng)力食侮、低的滑動速度和齒面間潤滑不良号涯，使表面或次表面的材料沿滑動方向發(fā)生塑性流動而產(chǎn)生的。
圖24 起脊
汽車后橋表面硬化準(zhǔn)雙曲線小齒輪m=5.439mm锯七，沿滑動方向有明顯的塑性變形脊棱链快。
3.4 壓痕Indenting
通常，在齒面上壓出的凹痕較為淺平眉尸，但嚴(yán)重的壓痕常伴有局部的輪齒變形域蜗，甚至使正常嚙合遭到破壞。
外界異物或從輪齒上掉下的金屬碎片進入嚙合噪猾，是造成壓痕的直接因素霉祸。
圖25 壓痕
機車齒輪m=5mm 筑累，材料40Cr ，因嚙合齒面間落入異物造成壓痕丝蹭。
圖26 壓痕
剪切機齒輪m=8mm疗刮，因異物落入嚙合區(qū)，造成輪齒嚴(yán)重塑性擠壓變形蝌购。
3.5齒體塑變Tooth Plastic Flow
一個（或多個）齒的齒體或其部分發(fā)生塑性變形忿迷。輪齒呈現(xiàn)歪扭，齒形劇變铅阎。硬齒面輪齒還常伴有變色現(xiàn)象纫惰。
通常由于潤滑失常所造成的劇烈溫升，使齒輪材料的屈服強度降低而引起輪齒熱塑變形歌饺。對于強度低的塑性材料瓢疤，在過大的載荷作用下，輪齒可發(fā)生冷塑變形厦螟。
圖27 齒體塑變
軋鋼機工作輥道圓錐齒輪官溜，m=20mm,45號鋼調(diào)質(zhì)處理，由于過載或載荷集中造成齒體嚴(yán)重冷塑變形癣二。
4 輪齒折斷Breakage
輪齒折斷是指齒輪一個或多個齒的整體或其局部的斷裂牵字。它通常是由于輪齒的交變應(yīng)力超過了材料的疲勞極限所造成。有時哥谷，也可能由短時過載所造成岸夯。
4.1 疲勞折斷Fatigue Breakage
疲勞折斷是指起源于齒根處的疲勞裂紋不斷擴展所造成的斷齒。這種疲勞裂紋常發(fā)生在齒根圓角半徑方向们妥，呈細線狀猜扮。疲勞折斷的斷口一般分為疲勞擴展區(qū)和瞬時折斷區(qū)。疲勞擴展區(qū)的表面通常較光滑监婶，陈糜可觀察到由疲勞源開始的“貝殼紋”狀的疲勞擴展跡線。疲勞源及其附近區(qū)域惑惶，在外觀上常呈“眼”狀煮盼，但有的“眼”在宏觀上不明顯。瞬時折斷區(qū)的表面粗糙带污，參差不齊僵控。
疲勞斷齒的根本原因是：輪齒在過高的交變應(yīng)力多次作用下，從齒根疲勞源起始的疲勞裂紋不斷擴展鱼冀，使輪齒剩余截面上的應(yīng)力超過其極限應(yīng)力．傳動系統(tǒng)中的動載荷輪齒接觸不良报破、齒根圓角半徑過小和齒根表面粗糙度過高、滾切時的拉傷柔睡、材料中的夾雜物烘梭、熱處理產(chǎn)生的微裂紋磨削燒傷及其他有害殘余應(yīng)力等因素阴应，都會促成輪齒疲勞折斷。
圖28 疲勞裂紋
齒根圓角部分呈現(xiàn)疲勞裂紋螺子。
圖29 疲勞折斷
破碎機小錐齒輪m= 30mm 已清，材料40Cr 調(diào)質(zhì)硬度HB233 ，輪齒斷口呈現(xiàn)明顯的貝紋狀疲勞裂紋擴展區(qū)和表面粗糙不平的瞬時折斷區(qū)镇弄。
圖30 疲勞折斷
軋機齒輪m＝16mm卷霜，材料35SiMn2MoV，中頻淬火HRC>45纽肄，輪齒斷口可見明顯的疲勞源和疲勞裂紋擴展的跡線遗渊。
4.2 過載折斷Overload Breakage
過載折斷通常是由于短時意外的嚴(yán)重過載所造成的，其斷口一般較粗糙夹村，沒有疲勞折斷斷口的典型特征什异。
圖31 過載折斷
起重機齒輪m＝8mm,45號鋼調(diào)質(zhì)，由于突然過載造成多個輪齒從根部彎斷袒兵。
過載折斷主要是由于輪齒的應(yīng)力超過其極限應(yīng)力所造成的毙驯。載荷的嚴(yán)重集中、動載荷過大灾测、軸承損壞爆价、傳動件失效以及有較大硬質(zhì)異物進入嚙合處等，均能引起過載折斷媳搪。
4.3 隨機斷裂Random Fracture
隨機斷裂是指不與齒根圓角截面有關(guān)的疲勞斷齒铭段，它可以由缺陷或過高的有害殘余應(yīng)力位置而發(fā)。其斷口與一般疲勞折斷的斷口相似秦爆。
隨機斷裂通常是由于輪齒缺陷序愚、點蝕或其他應(yīng)力集中源在該處形成過高局部應(yīng)力集中引起的。夾雜物等限、微細磨削裂紋等輪齒的缺陷在交變應(yīng)力作用下不斷擴展導(dǎo)致齒的斷裂爸吮。不適當(dāng)?shù)臒嵬饫硭纬傻倪^高有害殘余應(yīng)力能引起齒的局部斷裂。較大的異物進入嚙合處也會使局部輪齒產(chǎn)生低周疲勞折斷望门。
圖32 隨機斷裂
貝氏體球墨鑄鐵齒輪形娇，m＝5mm，硬度HRC43怒允，由于齒面缺陷造成隨機斷裂埂软。
圖33 隨機斷裂
采煤機雙聯(lián)齒輪m=10mm矫撤，材料30CrMnTi滲碳淬火HRC58～62思袋，由于熱處理缺陷造成過渡層裂紋導(dǎo)致隨機斷裂。
圖34 隨機斷裂
本圖是圖33 輪齒損傷的斷面圖赃勺。
5其他損傷Associated Gear Failure
6.1 輪坯缺陷Blank Deficiencies
輪坯缺陷是指齒輪輪齒部位在毛坯階段就已存在的缺陷估骡，主要是：氣孔蜒且、砂眼、夾雜物和裂紋等暮霍。它們通常在局部出現(xiàn)尤喂，有時可貫穿幾個齒，也可達到較深部位串篓。
圖35鑄造缺陷
鑄造錫磷青銅蝸輪ms=8mm辽奥，由于嚴(yán)重組織疏松而報廢。
圖36 鑄造缺陷
球墨鑄鐵齒輪m=5mm绩寂，由于組織琉松引起斷齒茶括。
輪坯材料的冶、鑄佃戈、鍛诅福、焊等工藝過程不當(dāng)或控制不嚴(yán)，往往導(dǎo)致夾渣或非金屬夾雜物混入輪坯拖叙、出現(xiàn)氣孔氓润、砂眼或產(chǎn)生裂紋等。后者也可能由于材料不均勻所引起薯鳍。
5.2 淬火裂紋Quenching Cracks
淬火裂紋是指齒輪在淬火時產(chǎn)生的裂紋咖气。淬火裂紋多數(shù)呈發(fā)絲狀，有時能自行擴展挖滤。裂紋有的沿齒根圓角半徑方向采章，有的在齒的兩個端面，也有的穿越齒頂或在齒端面的表面硬化層與芯部交界處壶辜，較大裂紋的初始部位常有銹蝕或氧化的痕跡悯舟。
淬火裂紋是由于淬火過程中產(chǎn)生的過大內(nèi)應(yīng)力造成的。齒端面上的裂紋通常是由于硬化層與芯部交界處的相變不協(xié)調(diào)所引起的砸民。
圖37 淬火裂紋
航空齒輪m=3mm抵怎，材料12CrZNi4，滲碳淬火HRC58～62岭参，齒根沿徑向產(chǎn)生淬火裂紋反惕。
5.3 磨削裂紋Grindiog Cracks
磨削裂紋是磨削過程中在齒面上產(chǎn)生的網(wǎng)狀裂紋或互相平行的短裂紋。磨削裂紋一般很淺麸奇，往往肉眼不易發(fā)現(xiàn)而需用磁粉探傷或其他專門方法來檢測马怎。有時，磨削裂紋是潛在的票援，并且在閑置若干時間或加載工作后才顯示出來惰渐。
圖38 磨削裂紋
航空齒輪m＝3mm，滲碳淬火后磨削膊争，因磨削工藝不當(dāng)造成齒面條狀磨削裂紋（磁化后照像）校社。
圖39 磨削裂紋
采煤機齒輪m=12mm屯贺，材料30CrMnTi，淬火滲碳HRC58～62欠怕，因熱處理工藝不當(dāng)摸进，經(jīng)瑪格磨齒機磨齒后，磁粉探傷顯示出網(wǎng)狀裂紋潘所。
磨削裂紋主要是由于磨削過程中的過熱引起的挽晌，也可能是熱處理不當(dāng)引起的。過熱可能是磨削工藝參數(shù)選擇不正確怠褐、砂輪不合格或選用不當(dāng)矛渴、冷卻措施不適當(dāng)?shù)纫穑承┹嘄X材料，對磨削過熱敏感惫搏，更易產(chǎn)生磨削裂紋具温。
5.4 電蝕Electric Current Damage
電蝕齒面呈現(xiàn)大量均勻分布的微小坑點。這些坑點形貌光滑筐赔，有熔融狀放電痕跡铣猩，坑點邊緣有退火色。電蝕常發(fā)生于多個齒面茴丰，甚至全部輪齒上达皿。
圖40 電蝕
發(fā)電機組勵磁機減速裝置人字齒輪，因檢修時漏裝絕緣墊片贿肩，造成嚴(yán)重電蝕峦椰。
圖41 電蝕
本圖是圖40中的人字齒輪局部放大，齒面到處可見大量均勻分布的電蝕斑點汰规。
當(dāng)電流通過輕微接觸或快速離合的嚙合齒面向接地零電位流動時汤功，齒面間產(chǎn)生很高的電位差造成火花放電，使齒面電蝕．引起電蝕的電流可來自電器設(shè)備：如電動機鲁其、電磁離合器等吟芜。這種雜散（漏）電流也可能來自帶傳動或其他與傳動有關(guān)零件的靜電電流。有時耐浙，附近的電器設(shè)備（如電焊機）通過齒輪裝里不適當(dāng)?shù)亟拥睾婚唬矔斐呻娢g。
5.5 干涉損傷Failure by Interference
這種損傷是由齒廓嚙合干涉造成的慢荧。其特征是齒頂部杯岩、尤其是齒根部有明顯的金屬移動痕跡。齒根部挖出溝槽松奖，齒頂部被滾圓测脯。通常，干涉損傷可引起齒面磨損、塑性變形薯替、膠合，甚至導(dǎo)致輪齒折斷假仙。
圖42 干涉損傷
采煤機齒輪m＝14mm救辖，材料30CrMnTi，滲碳淬火氮唯，由于嚙合干涉造成齒根部有明顯的干涉條紋帶鉴吹。
嚙合參數(shù)設(shè)計不合理、加工齒形誤差過大惩琉、安裝中心距過小豆励、工作中熱變形過大等，都可造成輪齒不正常嚙合而引起干涉損傷瞒渠。相嚙合的輪齒頂部和根部載荷過大或嚙合過緊良蒸，有可能使?jié)櫥湍なВ斐升X頂伍玖、齒根部金屬急劇移動嫩痰，導(dǎo)致整個齒面損傷。
5.6 輪緣和輻板損傷Rlm and web Failure
輪緣裂紋通常發(fā)生在兩相鄰齒之間的齒根部窍箍。輻板裂紋有的是輪緣裂紋沿徑向擴展而成串纺，有時輻板內(nèi)也產(chǎn)生裂紋但不一定擴展到輪緣。
圖43 輪緣損傷
由齒根發(fā)生的疲勞裂紋椰棘，沿徑向擴展貫穿輪緣纺棺。
圖44 輻板損傷
輻板呈現(xiàn)貫穿裂紋。
輪緣的斷裂丰倾，通常是輪齒疲勞裂紋發(fā)展的結(jié)果助苫。齒輪某部分的殘余應(yīng)力過高，會形成井促使裂紋擴展齿雕。輻板損傷可因輻板強度不足朋丢、應(yīng)力集中或振動等因素而引起。
附錄A
有關(guān)損傷的對策
（參考件）
相應(yīng)于本標(biāo)準(zhǔn)文本中損傷術(shù)語的編號剔撮，各種基本損傷型式的對策分別敘述如下：
A.1.1 輕微磨損的對策
除了齒輪裝置的設(shè)計壽命比在輕微磨損基礎(chǔ)上確定的磨損壽命大得多之外请癣，輕微磨損一般不需避免。輕微磨損可得到良好的貼合齒面母边。
在齒輪輕微磨損過程中砍倾，應(yīng)適時更換潤滑劑或采取其他措施，以得到較合適的油膜厚度蒲姥。
A.1.2 中等磨損的對策
改善潤滑條件乎叫，增加油膜厚度：提高潤滑油粘度，降低油溫，加入適當(dāng)?shù)奶砑觿┯锏纳茲櫥绞叫盎祝绻ぷ魉俣群洼d荷可變，則可提高工作速度扎狱、減小載荷侧到。至于潤滑系統(tǒng)中的污染雜質(zhì)，可增設(shè)過濾裝置或換油來排除淤击。
A.1.3 過度磨損的對策
采用合適的密封型式和潤滑裝置（如采用過濾裝置）匠抗、改善潤滑方式、加強維護污抬。提高潤滑油粘度汞贸、改善潤滑玲卻裝置，如果可能印机，也可提高工作速度矢腻、減輕載荷（特別是振動載荷）。上述措施如不奏效射赛，則可改進設(shè)計踏堡，如改變齒輪幾何參數(shù)、材質(zhì)咒劲、精度今伏、齒面粗糙度等。
A.1.4 磨粒磨損的對策
對于采用飛濺潤滑的閉式傳動轴布，可以及時換掉臟油癌越、清洗有關(guān)零件，如采用循環(huán)潤滑系統(tǒng)缓捂，則宜采用過濾裝置洲芥。對運轉(zhuǎn)初期跑合過程中產(chǎn)生的磨粒磨損，更應(yīng)特別注意清洗整個系統(tǒng)茄妇、適時換油昌嘶。對于由于較細物料造成的磨粒磨損，則可考慮采用較高粘度的潤滑油以減輕之晨丸。對于開式傳動诱榴，特別應(yīng)注意采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施，選用合適的潤滑劑以減輕這種損傷云卤。
A.1.5 腐蝕磨損的對策
在選用極壓添加劑時备则，應(yīng)考慮到它對齒面腐蝕的影響。添加劑成分和含量應(yīng)掌握適當(dāng)．加入添加劑后城也，應(yīng)經(jīng)常檢查隐锭，發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象應(yīng)立即換油、調(diào)整添加劑以使腐蝕磨損減少到最低程度。為防止?jié)櫥捅煌饨绲乃账⑺岷推渌杏泻Φ奈镔|(zhì)所污染蒂窒，齒輪裝里應(yīng)有良好的密封。在加工荞怒、檢驗過程中洒琢，若與腐蝕性介質(zhì)接觸時，應(yīng)建立合理的工藝規(guī)程挣输，以使腐蝕減少到最低限度纬凤。
A.1.6.1 輕微膠合的對策
控制起動過程中的載荷和保證良好的潤滑條件福贞，可避免產(chǎn)生輕微膠合撩嚼。如由輕微干涉引起的損傷，則應(yīng)及時排除產(chǎn)生干涉的起因挖帘。
A.1.6.2 中等膠合的對策
降低供油溫度以降低齒輪整體溫度完丽，換用有極壓添加劑的潤滑油，在接觸齒面涂敷固體潤滑劑拇舀，利用珩磨加工降低表面粗糙度等漱屁，均可有利于造成良好的潤滑條件，達到防止膠合的目的株矩。在可能的條件下茧津，適當(dāng)降低載荷和速度，也可減輕或避免這種損傷碱跃。
A.1.6.3 破壞性膠合的對策
必須保證齒輪傳動在一定載荷营鸽、速度、溫度等條件下园湘，始終具有良好的潤滑奴万。采用極壓添加劑以及特殊高粘度的合成齒輪油，可防止這種損傷单墓。含抗膠合添加劑的合成油个荔，也能防止在較高溫度下工作的齒輪的膠合。
A.1.6.4 局部膠合的對策
可通過消除局部載荷集中來避免發(fā)生局部膠合返工。齒輪箱體軸孔中心線的形位公差和齒輪齒向誤差應(yīng)選得適當(dāng)易贿。高速齒輪應(yīng)注意使沿嚙合區(qū)寬度散熱均勻，冷卻油量和供油部位要適當(dāng)嫡纠。鼓形齒的鼓形量也不能選得太過大悍赢。
A.2.1.1 早期點蝕的對策
輪齒表面光滑和從運轉(zhuǎn)一開始載荷就沿齒寬分布良好，可避免產(chǎn)生這種點蝕．提高齒形精度货徙、采用齒廓修形以減小動載荷的辦法左权，在一定程度上可控制產(chǎn)生點蝕。精心跑合，也可改善輪齒的貼合情況赏迟，從而減輕早期點蝕屡贺。
A.2.1.2 破壞性點蝕的對策
保持接觸應(yīng)力低子輪齒材料的疲勞極限，破壞性點蝕就可避免锌杀。提高材料的硬度甩栈，可提高材料的疲勞極限．有時僅提高主動件的硬度，也能制止這種點蝕糕再。提高潤滑油的粘度以及采用適宜的添加劑量没，對防止齒面點蝕都有明顯的效果。
A.2.2 剝落的對策
使齒面的接觸應(yīng)力降低到材料的疲勞極限以下突想，可避免這種損傷殴蹄。
對齒輪材料進行硬化處理可提高其抗剝落的能力。通常侄侨，在點蝕坑基礎(chǔ)上或表面裂紋兄哮、缺陷發(fā)展而成的剝落的出現(xiàn)，說明齒面承載能力不足气凫，因此往往需要對齒輪進行重新設(shè)計参匀。
對另一種剝落― 表層壓碎，防止這種剝落的最有效的辦法是適當(dāng)增加輪齒硬化層的有效深度市协，同時適當(dāng)增加輪齒芯部材料的硬度昭仓；這可以通過改換材料或改變熱處理工藝等措施來達到。至于存在過大的有害殘余應(yīng)力瞬芒，則應(yīng)修改設(shè)計凯辆。此外，減少載荷集中也是有利的始树。
A.3.1 碾擊塑變的對策
減小接觸應(yīng)力和增加接觸表面及次表面材料的硬度泞首，可以消除這種損傷。提高齒距精度和減小齒形誤差會改善輪齒工作情況绳宰，并降低動載荷掖饲；采用極壓添加劑和高粘度的潤滑油以改善齒輪的潤滑情況、降低摩擦力呀邢。保證安裝精度洒沦，控制齒向誤差，以避免載荷集中价淌，也是一般常采取的措施申眼。
A.3.2 鱗皺的對策
增加齒面硬度、減少接觸應(yīng)力蝉衣、改善潤滑狀況括尸，都可防止鱗皺的發(fā)生巷蚪。采用極壓添加劑和高粘度的潤滑油、提高速度濒翻、控制齒輪的振動等辦法屁柏，都可改善潤滑狀況。
A.3.3 起脊的對策
降低接觸應(yīng)力有送、增加材料的硬度和采用帶極壓添加劑的粘度較大的潤滑油能夠防止起脊發(fā)生淌喻。在沒有循環(huán)潤滑系統(tǒng)的傳動中，經(jīng)常更換潤滑油并保證潤滑劑中沒有外來的雜質(zhì)雀摘，也是有益的宜柱。
A.3.4 壓痕的對策
防止外界異物掉進齒輪傳動裝置中，尤其在檢修時更應(yīng)注意编喊。及時清理傳動裝置拣薄，排除金屬碎片等外界異物。輕度的壓痕呀胁，經(jīng)修整齒形后招狈，仍可便用艇氯。
A.3.5 齒體塑變的對策
對于循環(huán)潤滑的齒輪裝置殖吧，要注意防止?jié)櫥到y(tǒng)給油不足和中斷。對于油池潤滑的齒輪裝里药炊，要注意油面位置牧返。提高潤滑油的粘度，有時可獲得一定效果变跃。對于冷塑變形的齒輪弥铸，主要要提高齒輪材料的屈服極限。
A.4.1 疲勞折斷的對策
修改齒輪的幾何參數(shù)瘪决、降低齒根表面粗糙度脸候、對齒根進行正確的噴丸處理、增大齒根圓角半徑绑蔫、對齒根圓角區(qū)進行調(diào)整以降低齒根危險截面的彎曲疲勞應(yīng)力运沦、對材料進行適當(dāng)?shù)臒崽幚硪垣@得較好的金相組織以及盡可能降低有害的殘余應(yīng)力等措施均有助于防止疲勞折斷。
A.4.2 過載折斷的對策
從設(shè)計上防止這種損壞是比較困難的配深，因為這種損壞經(jīng)常是一些意外的因素所造成携添。注意避免意外的嚴(yán)重過載以及在傳動系統(tǒng)中設(shè)置安全裝置，如安全聯(lián)軸器等篓叶，可有助于防止過載折斷烈掠。
A.4.3 隨機斷裂的對策
在設(shè)計時，選擇合理的參數(shù)和結(jié)構(gòu)缸托；消除產(chǎn)生過高局部應(yīng)力集中或過高有害殘余應(yīng)力的條件左敌；確保材料的品質(zhì)瘾蛋；嚴(yán)格控制加工工藝過程防止產(chǎn)生各種缺陷和防止硬性異物進入嚙合。
A.5.1 輪坯缺陷的對策
采用合理的冶矫限、鑄瘦黑、鍛、焊工藝奇唤；建立適當(dāng)?shù)妮喤鳈z驗制度趾倾，及時剔除不合格的輪坯。
A.5.2 淬火裂紋的對策
根據(jù)齒輪材料和對其要求制訂合理的淬火工藝規(guī)程场陪，并嚴(yán)格控制工藝過程绑功。如淬火速度不應(yīng)過高或過低等。齒輪的各部尺寸與結(jié)構(gòu)適應(yīng)淬火工藝要求干蒸。應(yīng)保證工藝設(shè)備工作正常窥书。
A.5.3磨削裂紋的對策
選擇適當(dāng)?shù)哪ハ鞴に嚕刂七M給盤和磨削速度讥蚯，加強冷卻措施偷被，選用不易磨裂的材質(zhì)和合適的熱處理工藝。
A.5.4 電蝕的對策
有關(guān)電設(shè)備或可能通過漏電流的齒輪裝置應(yīng)嚴(yán)格絕緣犬耀。適當(dāng)?shù)胤胖媒拥鼐�逝遣。
A.5.6 干涉損傷的對策
應(yīng)在設(shè)計和加工過程中，從輪齒幾何形狀把鹊，切削刀具以及制造安裝等方面加以避免耽盛。選擇適當(dāng)?shù)臐櫥秃屠鋮s措施也是有效的。
A.5.6 輪緣和輻板損傷的對策
輪緣伏尼、輻板的尺寸均應(yīng)滿足強度要求忿檩。局部應(yīng)力集中因素，如切削刀痕爆阶、磨削裂紋燥透、輪緣和輻板過渡處的尖銳圓角等，應(yīng)設(shè)法減少或消除辨图。必要時班套，應(yīng)采取有效的減振、防振措施徒役。
附加說明：
本標(biāo)準(zhǔn)由機械工業(yè)部提出孽尽，由機械工業(yè)部鄭州機械研究所歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)由東北工學(xué)院和北京鋼鐵學(xué)院負責(zé)起草忧勿。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人東北工學(xué)院何德芳杉女、劉茵、蔡春源鸳吸、鄂中凱熏挎；北京鋼鐵學(xué)院傅德明速勇、談嘉禎、朱孝祿障昆、范垂本欠慢。
