§3-2　齿轮传动的失效形式和设计约束

　　一、齿轮传动的失效形式
　　齿轮传动的失效一般发生在轮齿上，通常有轮齿折断和齿面损伤两种形式。后者又分为齿面点蚀、磨损、胶合和塑性变形等。
　　
　　1、轮齿折断
　　一般发生在齿根部位，因为齿根是应力集中源而且应力最大。轮齿折断可分为：
　　(1)疲劳折断：轮齿受力后齿根部受弯曲应力的反复作用，当齿根过渡圆角处的交变应力超过了材料的疲劳极限时，其拉伸侧将产生疲劳裂纹(图3-1a)。裂纹不断扩展(图3-1b)，最终造成轮齿的弯曲疲劳折断(图3-1c)。

(a)

(b)

(c)

图3-1　疲劳折断

　　(2)过载折断：若齿轮严重过载或受冲击载荷作用，或经严重磨损后齿厚过分减薄时，导致齿根危险截面上的应力超过极限值而发生突然折断。

　　从折断现象上看，折断有全齿折断和局部折断之分。前者一般发生在齿宽较小的直齿圆柱齿轮；后者齿根裂纹沿倾斜方向扩展，往往发生在齿宽较大的直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及人字齿轮上。

　　选用合适的材料和热处理方法，使齿根芯部有足够的韧性；采用正变位齿轮，增大齿根圆角半径，对齿根处进行喷丸、辊压等强化处理工艺，均可提高轮齿的抗折断能力。