轮齿折断和疲劳折断是齿轮失效的两种主要形式,它们在发生原因、特征表现以及对设备的影响等方面存在显著的区别;
一、发生原因
1、轮齿折断:
主要由过载引起,当齿轮受到的载荷超过其弯曲强度时,轮齿可能发生折断,这可能是由于设计不当、材料强度不足、热处理不达标或偶然性的峰值载荷冲击等原因导致的;
2、疲劳折断:
疲劳折断是在长时间交变应力的作用下,轮齿根部产生疲劳裂纹并逐渐扩展,导致轮齿断裂的过程,这种疲劳裂纹通常起源于齿根圆角处,因为这里是弯曲应力较大的地方;
疲劳折断的原因包括传动系统中的动载荷、轮齿接触不好、齿根圆角半径过小、齿根表面粗糙度过高、材料中的夹杂物、热处理产生的微裂纹以及磨削烧灼伤等有害残余应力;
二、特征表现
1、轮齿折断:
折断面通常为粗糙的新断面,因为是在一次或几次严重过载下突然发生的;
有时可能伴随多个轮齿的连续损伤,特别是在过载情况下;
2、疲劳折断:
疲劳折断的断口具有明显的特征,通常分为疲劳扩展区和瞬时折断区,疲劳扩展区表面较光滑,可以看到由疲劳源开始的“贝壳纹”状疲劳扩展迹线,瞬时折断区则表面粗糙,参差不齐;
疲劳折断是一个渐进的过程,裂纹在长时间内逐渐扩展导致轮齿断裂;
三、对设备的影响
1、轮齿折断:
通常会立即导致齿轮传动失效,影响设备的正常运行;
如果折断发生在关键部件上,可能导致整个设备停机或损坏;
2、疲劳折断:
疲劳折断是一个相对缓慢的过程,但在裂纹扩展到一定程度后,轮齿的断裂也会导致传动失效;
与轮齿折断相比,疲劳折断更难以预测和防范,因为它是在长时间内逐渐积累的损伤;
综上所述,轮齿折断和疲劳折断在发生原因、特征表现以及对设备的影响等方面都存在明显的区别,在实际应用中,应根据具体情况采取相应的措施来预防和减少这两种失效形式的发生。