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轮齿折断(GB/T3481-1997)-齿轮轮齿磨损和损伤术语

Tags: HB标准工业齿轮箱   时间:2015-04-05   点击:
7轮齿折断 Tooth breakage
7.1过载折断 overload breakage
这类折断通常只在一次或很少几次严重过载时发生。有时,由于过载产生的初始裂纹会像疲劳裂纹一样缓慢发展后而折断,这种初始裂纹区域在裂纹发展中通常还存在有微动腐蚀的迹象。过载断口面有三种类型:
—— 脆性断裂;
—— 韧性断裂;
—— 半脆性断裂。
7.1.1脆性断裂 brittle fracture
沿解理面的穿晶断裂或沿晶界的晶间开裂,其特征是没有可见的塑性变形。当发生沿解理面断裂时,断口上常可见光泽的小面。
7.1.2韧性断裂 ductile fracture
断口面无光泽,呈纤维状,用肉眼可看到塑性变形。
有时,由于过载或过载和疲劳综合作用引起的裂纹,其剩余的未开裂的材料在裂纹方向可能因剪切作用而最终折断。这种断齿的剪切区通常呈球状或圆形隆起状(隆起剪切区),该剪切区沿断面最接近于非工作齿面的那一边延伸。
过载折断通常使齿轮的几个齿损伤,而由疲劳裂纹引起轮齿折断一般是折断一个轮齿。
轮齿折断
轮齿折断
小齿轮轮齿的过载折断。折断面呈现出:
—— 由于材料拉应力过大引起轮齿折断后的晶粒状断口面(脆性断裂);
—— 金属材料被剪切后的光滑隆起(韧性剪切)。
7.1.3半脆性断裂 semi-brittle fracture
这种断口上几乎没有塑性变形或没有塑性变形,可见人字形图案,这种图案表明存在一系列交变的脆性和或多或少的韧性断裂。
通常,当齿轮齿根厚度与齿宽相比显得小时,断口面上就会出现人字形。
人字形的顶尖总是指向断裂源。
轮齿折断
承受很高的交变载荷、低循环次数后出现的轮齿断口面。
7.2轮齿剪断 tooth shear
轮齿被剪断的断口面类似于机加工过的表面。这种形式的损伤绝大多数限于啮合齿轮副中材料强度相对较低的齿轮轮齿上,且轮齿剪断几乎都是由于一次严重过载所致。
轮齿折断
右齿面因一次严重过载的轮齿剪断(弯曲过载)。
轮齿折断
轮齿折断
这两幅图表明齿轮所有轮文化部端部或接近齿端的部分被剪掉。
这两个齿轮的损坏是由于一个轴承失效导致啮合轮齿间载荷分配发生剧烈改变而引起的。
7.3塑性变形后折断(抹断) breakage after plastic deformation(smeared fracture)
所有这类断裂都先从轮齿整体塑性变形开始,最后折断。通常,所有轮齿都受到损伤,原因是由于材料不能承受所施加的载荷所致,包括:
—— 载荷产生的应力超过材料强度(冷塑变后断裂);
—— 运转时的过热引起齿轮材料强度的降低(热塑变后断裂)。
轮齿折断
软钢小齿轮轮齿冷塑变后断裂。
轮齿折断
大齿轮严重胶合后热变断裂。
7.4疲劳折断 fatigue breakage
7.4.1弯曲疲劳 benking fatigue
经高循环次数载荷的作用,裂纹扩展导致的轮齿折断。
断口面分为两个不同的区域,疲劳断口面和最终断口面。在疲劳区内看不到塑性变形痕迹,断口面平滑、无光泽,有时由于被抑制线分割,可显现出裂纹扩展各连续阶段的间隔区。
最终断口面形貌可与过载折断引起的一种或其他断口面相对应。
轮齿折断
轮齿折断
两个轮齿的疲劳折断。
轮齿折断
轮齿折断
斜齿小齿轮两个轮齿的疲劳折断。
轮齿折断
弧齿锥齿轮小齿轮两个轮齿的疲劳折断。
轮齿折断
轮齿折断
几个轮齿的疲劳折断。轮齿系双侧齿面承载,最终折断始于齿宽中部。
7.4.2齿端折断 tooth end breakage
通常由于载荷集中在轮齿端部导致的圆柱齿轮或圆锥齿轮轮齿端部的折断。
轮齿折断
在这几个轮齿上由于齿轮传递的载荷集中于靠近一端的一小部分齿面上,因而造成齿面严重点蚀,从而导致其下一轮齿疲劳折断。
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