齿轮常见的失效形式有哪些

齿轮是机械元件中最常见的传动装置之一，大量应用于各种工业领域和机械设备中。由于齿轮传动的高效性、可靠性和长寿命性能，在机械设计和制造中已经成为不可或缺的部分。但是，在齿轮运行中，会产生各种失效形式，极大地影响其运行效率和寿命。本文将会介绍一些齿轮常见的失效形式。

疲劳失效

疲劳失效是齿轮失效的常见形式，其产生的原因是齿轮表面在运转中受到不断的载荷和摩擦而产生微小的裂纹、小孔，随着使用时间增加和载荷作用下扩展，最终导致齿轮失效。这种失效通常发生在齿轮的牙根处和轴向位置上，长时间运转后，轴承表面会出现颜色变化、裂纹、孔洞等形式。

合金疲劳

合金疲劳是指一种齿轮材料本身的疲劳失效。不同于表面疲劳，合金疲劳是因材料在使用寿命内承受不断的应力作用，产生晶格位移和自动蠕变而产生的失效。这种失效是由于材料自身特性或者生产过程中出现的问题导致的，可以通过材料选用以及改进工艺成分等方式进行改善。

磨损失效

齿轮表面受到不断的摩擦和磨损是常见的现象，导致齿轮的运作渐渐失稳，直至彻底失灵。造成磨损失效的原因包括磨损点和疲劳磨损两种。磨损点是由局部载荷作用产生的，因此在齿轮表面形成裂缝和断裂等情况。而疲劳磨损是由于大量疲劳载荷作用下，齿面一直承受着如此剧烈的磨损力而致。齿轮磨损失效可以采取双重措施：选用质量高、抗磨损的材料，同时采取适当的润滑方式以减轻齿面的磨损。

屈曲失效

屈曲失效是齿轮与齿轮的啮合时，齿轮表面的局部载荷过大，导致齿轮传动装置中一些部分的变形，最终导致整体失效。一般情况下，屈曲失效是在疲劳失效和磨损失效后产生的。预防此种失效，可采用完善的疲劳断裂准则，进行加强设计。

金属疲劳

金属疲劳是由于材料长期受到周期性应力变化而导致失效。它通常发生在高速、重载、瞬间过载的应用中，对于质量较差或者加工不当的齿轮，频繁发生金属疲劳失效现象。

高温氧化

高温氧化是一种常见的齿轮失效形式，产生原因大部分情况下是齿轮表面材料受高温环境氧化而腐蚀和产生裂纹等。合理的润滑和冷却系统构建，可以有效地控制齿轮表面的高温度和氧化反应。

腐蚀失效

腐蚀失效是由于齿轮表面与化学物质发生作用导致的结构性失效，比如酸碱、盐分、油气等攻击性物质对齿轮表面产生酸蚀、脱托和腐蚀，导致齿轮元件的失效。为了减少腐蚀失效，一般需要在齿轮加工前对材料进行特殊处理。

通过研究齿轮失效的形式和原因，采取相应的预防措施，将能够使齿轮的寿命和性能得到大大提升，为机械设备的正常运行提供充分保障。