齿轮传动的合理使用与影响寿命因素分析

杨皓天　万腾　赵强　刘瑶

摘要：齿轮传动是机械领域广泛使用的传动类型，具有稳定可靠、效率高的优点，机械设计人员及齿轮维修人员在选择和替换齿轮时，应对齿轮的材料、工艺及适用范围做认真的分析，做到使用的科学性与合理性，并注意齿轮使用过程的规范维护与及时保养，以提升齿轮传动的可靠性与使用寿命。

关键词：齿轮传动；合理使用；寿命

中图分类号：TH132文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.11.028

齿轮传动是机械设计及工业使用过程中最常用的传动结构，在日常生活和工作中齿轮传动的应用也非常广泛，汽车、机械仪表、工程机械以及工业机床都包含了大量的齿轮传动结构。因此在齿轮的使用上应着重考虑应用方式及相关参数的合理性，并重视在修理及更换零件时相关参数的一致性，以保证齿轮传动的可靠运行，同时在齿轮的工作过程中应注意对其进行及时润滑及保养，拆装过程注意方式的科学性与合理性，以保证齿轮机构具备较长的使用寿命。

1齿轮传动的使用及注意事项

齿轮传动是通过啮合的方式来传递运动和动力的一种传动形式，齿轮传动由于其传动比准确且范围大，因此常用于加速或减速的传动形式，并能传递较大功率，可用于高速、中速和低速各个级别的传动。通常来说齿轮的正常运行需满足以下两个条件：（1）传动平稳，噪音、冲击及振动均匀且不明显；（2）齿轮的强度好，耐磨损能力高，能保证较长期的使用寿命。

1.1热处理及相关质量应符合国家要求

我国的齿轮年产量位居世界前列，对齿轮的材料及热处理工艺有严格的国家标准，但目前为止我国很多中小齿轮生产企业仍不能达到国家标准要求，很多企业为图经济利益降低了对齿轮材料及热处理工艺的要求，导致在直接购买零件用于机械装配或对成品机械的变速箱或传动箱进行维修时，所能买到的替换齿轮件存在着加工质量不过关、使用寿命与原厂零件相比存在较大差别的现象。因此，在选择和维修齿轮零件时，应尽可能选用通过质量监管体系认可的、大厂制造的成品齿轮件，并在安装后通过传动齿面接触痕迹验证齿轮的接触精度，以确定齿轮的整体加工质量优良，这不仅能够提升齿轮的使用寿命，更能在很大程度上保证齿轮配合的间隙要求，使传动过程平稳、安静地完成。

1.2齿轮装配精度应符合使用要求

（1） 对于齿轮传动机构的装配，应满足轴承孔和齿轮轴之间不出现偏心或歪斜的情况，孔、轴承与轴之间的配合必须满足形位公差的相关要求，同时合理设计齿轮轴的结构，尽量避免受力不均匀等情况的出现。

（2） 对齿轮的安装侧隙应做到设计合理，如果侧隙过大，易导致振动及冲击的发生，若侧隙过小，齿轮传动过程中的热量不能及时散发出去，易出现齿轮受热膨胀而卡死的现象，进而对齿轮造成严重的损坏。

（3） 要注意相啮合的一对齿轮装配时其接触部位应准确妥当，装配后对于高速运转的齿轮结构应进行平衡实验，以保证齿轮在高速运行的过程中，在规定转速内具备对应的稳定程度。

（4） 在装配时，还应认真检查成对齿轮是否存在阻滞或卡死现象，以避免测试或运行中对齿轮组造成严重的损坏。

2影响齿轮使用寿命的因素

2.1轮齿表面磨损

齿轮在长期的运转过程中，会不可避免地产生磨损的现象，这些磨损部分是传动过程中正常产生的，另一部分是由于维护保养不利而产生的，磨损产生的主要原因包括沙尘、铁削等进入齿面间引起的磨粒性磨损以及两齿轮啮合面间相互摩擦而产生的磨合性磨损，磨合磨损是齿轮传动过程中的正常磨損现象，而磨粒磨损在开式齿轮传动难以避免，对于闭式齿轮传动，应及时更换齿轮油并清理齿轮箱，以减少磨粒磨损的产生。

2.2轮齿折断或裂纹

由于齿轮在运转的过程中根部所受到的弯曲应力最大，因此轮齿的折断与裂纹多出现在齿根部位，轮齿出现断裂的原因主要有疲劳折断和过载折断两大类。疲劳折断是由于齿轮在工作的过程中，齿根部位的一侧多次被拉伸，而另一侧多次被压缩，当齿脱离啮合位置后，齿根部位就恢复无压缩状态，在载荷的多次反复作用下，弯曲应力可能会超过齿根所能承受的极限值，进而导致齿根部位出现裂纹甚至折断。过载折断是由于齿轮受到瞬时的冲击或过大载荷而导致的齿根部位突然折断。因此，在齿轮长时间的工作过程中应注意齿轮箱的停歇与保养，并防止突然启动对轮齿造成的过载伤害。

2.3齿面高温胶合

很多齿轮在使用的过程中运转速度非常高，此时，若长时间使用导致热量不能及时散出，或润滑油缺失导致两齿面没有润滑就直接接触而相互粘连，而此时的齿轮仍保持运转状态，会产生两齿轮之间由于惯性作用强行拉扯而出现沟纹，这种现象只容易出现在高速传动中，因此在高速齿轮传动时应注意齿轮侧隙的合理设计以及齿轮油的适时添加，以避免胶合现象对齿轮寿命造成的影响。

3结束语

综上所述，在我国工业技术飞速发展的今天，齿轮传动的应用也会越来越广泛，为保证齿轮传动的高效性与准确性，相关的设计、装配及维修人员应在使用和选择齿轮的过程中应提高其科学性与规范性，并在齿轮的运行过程中注意按时维护保养，以保证齿轮可靠长久的使用。

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