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1  序言

輪齒折斷（斷裂）是一種危險(xiǎn)性很大的最終失效形式。在GB/T 348l—1997《齒輪輪齒磨損和損傷術(shù)語(yǔ)》（ISO 10825：1995）中，將輪齒的斷裂（折斷）細(xì)分為以下幾種：過(guò)載折斷、疲勞折斷、剪斷和抹斷。標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有包含輪齒經(jīng)常出現(xiàn)的隨機(jī)斷裂。

齒輪輪齒發(fā)生隨機(jī)斷裂的原因很多，主要有：

1）隨機(jī)斷裂通常是由于輪齒缺陷、點(diǎn)蝕、剝落或其他應(yīng)力集中源在該處形成過(guò)高局部應(yīng)力集中引起的。

2）夾雜物、細(xì)微磨削裂紋等輪齒缺陷在交變應(yīng)力作用下，裂紋不斷擴(kuò)展導(dǎo)致輪齒隨機(jī)斷裂。

3）不當(dāng)熱處理造成的過(guò)高殘余應(yīng)力也能引起輪齒的局部斷裂。

4）載荷過(guò)大，或輪齒修形不到位，引起嚙入沖擊載荷過(guò)大，都會(huì)造成隨機(jī)斷裂。

5）輪齒偏載造成的齒面損傷會(huì)引起輪齒腰部或輪齒根部的隨機(jī)斷裂。

6）較大的異物進(jìn)入嚙合處也會(huì)使局部輪齒斷裂。

4  預(yù)防輪齒隨機(jī)斷裂的措施

可以從以下幾方面來(lái)預(yù)防輪齒的隨機(jī)斷裂：

1）在齒輪的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要精細(xì)計(jì)算齒輪的強(qiáng)度，避免因齒面接觸應(yīng)力過(guò)大造成齒面的嚴(yán)重?fù)p傷，例如深層剝落、齒面壓碎等。這些嚴(yán)重?fù)p傷會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，從而引發(fā)輪齒隨機(jī)斷裂。

3）對(duì)于高速、重載齒輪要經(jīng)過(guò)合理的輪齒修形，避免過(guò)大的嚙合沖擊載荷，因?yàn)辇X根部位的隨機(jī)斷裂，大部分是由于嚙合沖擊引起的。

4）采用夾雜物少的鋼材，齒輪的坯料應(yīng)該經(jīng)過(guò)鍛造，鍛造比不能小于3，避免齒輪內(nèi)部缺陷引發(fā)的隨機(jī)斷裂。

5）優(yōu)化熱處理工藝，避免齒輪出現(xiàn)過(guò)大、不利的殘余應(yīng)力；齒頂部位的硬度不能太高。