齿轮传动零件都具有一定的功能,如承受某种载荷、传递转矩、完成某种规定的动作等。当齿轮传动零件丧失其应有的功能时,则称齿轮传动零件失效。
齿轮损伤是指齿轮在材质、尺寸、精度、表面状态等基本要素的某一或若干方面,在工艺过程或(和)使用过程中所遭受的内外伤。齿轮损伤量的积累达到某一界限,即丧失了对其规定的某种功能,这就是齿轮的某种失效模式。判定某齿轮是否失效的定性、定量依据,即失效判据,或称失效准则。根据失效的统计,在传动装置中,齿轮失效占失效总数的60%左右,其中齿轮损伤又占主要部分。
齿轮损伤的影响因素很多,包括选材、设计计算、毛坯、加工、热处理、安装调试和使用维护等。齿轮承载能力的极限值主要取决于材质、表面状态、圆周速度、润滑条件、传动方式、齿轮种类以及轮齿参数等。为避免轮齿过早损伤,必须对具体轮齿的损伤作具体分析,找出原因及对策。
关于齿轮损伤形式,有关学者早已进行了研究,如1937年白金汉(BucKingham)将齿面损伤分为六种形式;1939年利第奥(Rideout)将齿面损伤分为八种形式;1953年包索夫(Borsoff)和索莱姆(Sorem)将齿轮损伤分为六类。此外,自20世纪50年代以来,一些国家专门以标准的形式,对齿轮损伤形式进行分类,如美国的AG-MA110.02—1951、AGMA110.03—1962及ANSI/AGMA110.04—1980;奥地利的ON-RMM6700—1968;德国的3979—1979等。我国由东北大学和北京科技大学负责起草的,于1982年发布的国家标准GB3481—1983,现已修订为GB/T3481—1997,该标准将齿轮损伤形式分为六大类,即裂纹、轮齿的折断、齿面的接触疲劳、齿面的磨损、齿面胶合以及永久变形等。