2024齿轮轮齿的磨损和损伤第1部分：术语和特性.docx

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1、齿轮轮齿的磨损和损伤第1部分：术语和特性前言III引言IV1范围12规范性引用文件13术语和定义14类型和失效模式15摩擦损伤（非疲劳）3SI磨投的一般信息35.2磨光磨损I二1擦伤5S4磨料潜损6R5胶合9R6钻着限损165.7微动腐蚀165干涉磨损176疲劳损伤18AI疲劳裂纹18R9接触疲劳18RM弯曲疲劳357非疲劳断裂407.1概述W79齿根折断4373齿端折断4574轮齿剪断458型性变形46.I概述-16T2压痕46?Q布氏压痕47?4冷流动47QT热流动17Q齿根圆角屈服48?.7塑性变形后折断49qR滚压熨变49VQ轮齿钺击型变50工10起皱50II1.起行5119飞边,52

2、,535354工13干涉变形）1乳脆和内部残余应力致失效n磨削烧伤（磨削致回火）6磨削缺口（非失效模式）10其他其他损伤59InI腐蚀59in2气蚀591.1冲蚀62IO1电蚀62ICS过热67参考文献68为尽可能准确地描述齿轮磨损和失效的客观现象，需要首先界定基本概念和表述形式,以招助采购商与制造商之间建立更好的沟通效果、提高沟通效率.GBfT3481由两部分构成:第I部分：术语和特性。目的在于给出有关齿轮磨损和损伤的通用衣述，并提供一致性和连阴性使用的指导,通过对齿轮失效模式形貌的描述，可改善设备采烟商和齿轮制造商之间的沟通,进而对失效和损伤进行分析.由于轮齿磨由i或损伤形式多样且起因不同

3、,因此本部分不对每种类型的磨损或损伤的单一黑囚诳行分析，也不提供补救措俺.第2部分；补充信息，目的在于帮助标准使用者识别轮齿扭伤的原因，避免潜在的损失。其中的一些原因仍处于研究阶段,给出这些内容是为了提出更多的可能性.本部分并不对观察到的损伤给出明确的理由。此外，在某些情况下，为降低某种类型的损伤也可能会增加其他损伤的风险。以上两部分各自独立又相互补充。为降低一种失效模式的风险而做的改动有时可能会恶化或产生其他失效模式或意想不到的后果。因此，在任何补救措施实脩前必须对其进行评估，并在实施后进行全面的试验和评估.有关不同失效模式的潜在原因的更多讨论，以及尽法减少发生这些失效模式的风险的些建议，见

4、ISOJTRIO8252,表1将齿轮常见的齿轮失效模式分为六类.每个类别列出了首选术谱,并招以前的或其他场合常用名称则列为非首选术语,表2列出了有助于区分失效模式的其他术语.表1齿轮失效模式的命名常见模式春才选术好小节摩原学粮伤（非孩劳类）磨光（非有质的）Burnishing5.2擦折5.3Ift1.1.1.ft1.ft切削，搜般25.4股分擦痕,墟合，ffiiV,咬Jv5.5粒模解朝，胞合Ifi损，撒裂，拔蚀，徐算5.6微动腐蚀5.7干件眦恂5.8疲劳报伤装点说姑布，灰斑，冏落6.2.2宏观点蚀接触罐劳破坏性拗伪模形损伤6.2.3衣屋Ik碎1次发层疲劳）内部断裂6.2.4白层剥落6.2.5齿

5、面i我（TFF）6.2.6深层齿而断裂T1.bF）6.2.7皮根筏拧断裂6.3.1轮缘.轮IM和轮皱裂奴6.3.2非我劳新我伤根折断快速断系7.2出荆折断7.3轮优物析7.4图性变形痕压泌.ttJK8.2布氏代痕8.3冷波动8.4热流动8.5齿根网用用JH8.6艺性变形百折M8.7汲Ifi?B变8.8轮世便击变8.9起皱起鳍.扇形%变8.10起前8.11飞边8.12常见模式季苜选术噜小节干涉变形8.13锻造淑i9.1硬化裂权洋火裂蚊9.2明削裂纹9.3双魇和内部及余应力致失败9.4照IU烧伤（除削致回火）9.5KMfta（季失效模式）9.69.7初心分离9.8真也表面推饬得蚀10.1气蚀10.

6、2冲独10.3电蚀总领10.4过热IOJ强烈不推特使川,刻痕一作为术语,因为其可能代表不同然弼类型,如曲希窈崩或电料IftM表2附加术语额外项小节中描述IS小节点面源点宏观点情6.2.3利落宏观点W1.623战果黑角裂蚊出根放劳斯裂6.3.1累被劳性过效设根折断7.2依布氏仄般微动鹰性5.7大M果性变形煲性变形后折断7.1.8.7次表面起始药曲技劳M而断裂6.2.65摩擦损伤（非疲劳）51磨损的一般信息磨损描述了没有任何疲劳裂找迹望时由于材料的去除导致的轮齿表面的变化它可能伴的着U科的一些位移。齿廓的定义见ISO1.1.22又磨损包括磨光、擦伤和席科磨损.可分为轻度、中度或重度磨摘.图1和图2

7、展示了中度和班度磨损的样例，而非用于指示磨投模式，图1中度磨损图2圭度磨损R：磨光磨投5.2.1微述磨光磨损是一种非常缓慢的磨合过程，在超介过程中，两接触齿轮的凹凸不平被逐步磨去，百到产生光滑镜面的齿面.齿轮齿面可能是光滑的，也可能是指有同部凸起的楮皱.放大倍数足终时，可以发现表面似乎被沿滑动方向的细划痕所殂盖。注：点脐光可能发生在制造过程中或阐合过程中，仅限于发生在承栽内面粗糙峥的磨光磨损。轻度磨光磨损通常发生在跑台过程中，并没有去除火面原始加工痕迹.5.2.3中度磨光磨损承致出面上可以看到原始加工痕迹的残余的磨光磨损5.2.4至度磨光磨损承战版面的所有原始加工痕迹被去除时的跳光磨损,磨损齿

8、面可能是波浪状的，并且可能在承栽齿面端部和出根形成磨损台阶.见图3和4-图3在两个齿脚上的圭度磨光1*14错位齿轮上的克度磨光撩伤是表面上出现窄而浅的凹槽或沟槽,它们通常沿滑动方向。这是T中特殊类皇的跳料磨损。见图在制造或装配过程中也可能出现擦伤.并且这种擦伤可以发生在任何方向J图5滑动方向的擦伤54磨料磨损5.4.1概述磨料磨损,也称为磨粒磨损,是指由于存在坚硕!颗粒（例如赳浮在润滑剂中或嵌入在对嘀齿面的金属碎片、氧化皮、锈蚀物、砂粒或研痛粉）而&致材料的去除或位移.傍料磨损的结果是在齿面上造成沿滑动方向的划痕或压痕.放大后观察，划痕呈现为光滑、干净的平行沟梏.见图6.注I对角线是注划熊道由

9、硬庾颗粒切削向成的是科牌损沟椭.显小山光？ft.干冷的外观.水平线处厚始府的痕班.图6磨料磨演引起的划痕，扫描电子显微镜（SEM）图像由松故异物造成的磨料磨损称为三体照科磨损.这三体指的是两个齿轮元件和松散污染物.三体磨料磨损表现为小的、通常是方形的、随机分布的磨投或划痕区域。见图7和8。当一个轮齿齿面上嵌入的颗粒或表面做凸体与相喷合的优面划擦时称为二体磨料磨损，倒卜长的划痕，并且常形成重登性图案。根据严重程度，磨料磨损可分为轻度、中度或重度.图8三体磨料磨损5.4.2轻度磨料磨损如果磨料磨损由细小的划痕组成,而这些划痕的致信或深度不足以从齿.面去除大收材料,并且在齿面上可以看到一些加工痕迹，

10、则将其归类为轻度照科磨损，见图9。图9磨削齿轮齿顶附近的轻度磨料磨损5.4.3中度磨料磨扳如果在齿面上仅能看到少盘原始加I：痕迹的残余,则磨料磨损被旧类为中咬磨损.如果承戌齿面所有原始加工农透被去除，则跳料磨损被归类为重度磨料磨损，在承载面端部和轮齿接触的最低点可能有磨损台阶.尚惇可能显著减小，在某些情况下，齿顶可能被磨损成统边.见图10和II.图11圭度磨料磨损5*胶合5.5.1 概述齿面胶合是由干咕合齿面炜介和搦t导致齿面金将材料发生迁移和损失的严重钻着磨损.胶合损伤通常发生在远离节战位芮，沿滑动方向形成宽带或窄带.在齿面出现应力集中的位置也可能会出现局部的股介现象.齿面胶合区域会呈现粗糙

11、、呼光的纹理.在放大视角下观察.可见出于材料撕扯和变性变形导致的粗糙龙面.齿轮发生胶合可能引起齿面材料特性发生变化,包括硬度、品粒结构和残余应力等，同时伴随衣齿面颜色发生变化.胶合是突然发生的,并不是一种疲劳现象.虽然所有胶合的基本失效机理相同（表面制淋油膜破裂，表面焊合及金属材料排扯箝格）,齿轮股合宜分为“热胶合和冷胶合”.根据损伤的严重程度.齿轮胶合失效可以分为轻度胶合、中度胶合和重度胶合.历轮的热胶合失效是由于齿间大接触压力、高滑动速度、过高的接触温度（由于压力和沿动逑度导致的）以及润滑剂性能不足的综合作用，导致齿面向油腹6克裂,从而发生金权和金屈直接接触.局部的焊合和捌裂痕迹交替出现在

12、接触齿面上，并且促使金版碎屑从齿面快速脱落，从而逐步改变齿轮的几何轮廓,见图12-图21.齿轮股合痕迹一般在滑动速度较高的齿顶和火根较为明显.胶合痕迹以条钗或划痕的形式出现，底部和例向锐化.通常我现为在滑动方向上可变深度和宽度的条纹既可能影响到局部区域也可能影响到整个齿面宽度.5.5.3 冷股合冷胶令失效是由于去面之间的商压和低切向速度的共I可作用，引起较低的垃大滑动速度（戌速度不高于约4m&这导致瞰合过程中接触面之间的润滑油膜破裂造成齿面金属与金屁直接接触.一般来说.这种胶合始于少数几个齿面上的一个或多个胶合点，井逐渐向附近扩散,直至瞬及齿轮的整个齿面.胶合损伤扩展的速度是与采用的湖滑剂、齿

13、轮将加工工艺以及历面硬度相关的函数。见图22。冷股台主要发生在我而硬度较低的齿佗上，例如根据STRIBECK曲线小，运行在边界润滑区或混合区条件下的直齿枪或没有硬化加工的齿轮。5.5.4 轻度胶合当齿轮胶合失效只发生在齿面上小区域，并且仅限于齿轮表面微凸体的尖部,这类胶合损伤应被归为轻度胶合.轻度胶合通常不扩展.见图12.图12齿轮轻度热胶合5.5.5 5.5中度胶合中度胶合会在齿廊的重要部位产生损伤图块.在齿轮运行工况不改变的条件下，中僮胶合可能犷展见图13图17。图13中度热胶合图14中度热胶合7.UnIOS8邛印图中S1.50y111注:SEM1.KIftV示了粗眩,撕裂和?性变形的外观.注:图16中度焦胶合图中4小原合村料从齿G概扯后成凹坑的SEM照片-图17中度热胶合5.5.6重度胶合虫度胶合发生在齿面的R要位置（例如整个齿顶、整个齿根或者两者都行。在某些情况下，齿轮本体表面材料可能发生塑性变形,并向齿顶和齿根根部位