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東莞市廣聯自動化科技有限公司
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美國McMASTER-CARR的齒輪材質及失效形式
2019-7-25 閱讀(1807)
McMASTER-CARR成立于1901年，是美國工業品分銷商之一，擁有超過555,000種產品，包含機械傳動件、緊固件、密封件、管件接頭、電子元器件、流體控制、壓力控制及其它五金配件，其產品廣泛應用于航空、化工、食品、醫療等各個行業。公司總部設立在埃爾姆赫斯特（伊利諾斯州），并在羅賓斯維爾（新澤西）、圣菲斯普林斯（加利福尼亞）、亞特蘭大（喬治亞）、克利夫蘭（俄亥俄）設有分公司。
齒輪是指輪緣上有齒輪連續嚙合傳遞運動和動力的機械元件。齒輪在傳動中的應用很早就出現了。19世紀末，展成切齒法的原理及利用此原理切齒的機床與刀具的相繼出現，隨著生產的發展，齒輪運轉的平穩性受到重視。
美國McMASTER-CARR的齒輪材料
制造齒輪常用的鋼有調質鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強度比鍛鋼稍低，常用于尺寸較大的齒輪；灰鑄鐵的機械性能較差，可用于輕載的開式齒輪傳動中；球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪 ；塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方，與其配對的齒輪一般用導熱性好的鋼齒輪。
未來齒輪正向重載、高速、高精度和率等方向發展，并力求尺寸小、重量輕、壽命長和經濟可靠。
而齒輪理論和制造工藝的發展將是進一步研究輪齒損傷的機理，這是建立可靠的強度計算方法的依據，是提高齒輪承載能力，延長齒輪壽命的理論基礎；發展以圓弧齒廓為代表的新齒形；研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝； 研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場的分布，進行輪齒修形，以改善齒輪運轉的平穩性，并在滿載時增大輪齒的接觸面積，從而提高齒輪的承載能力。
摩擦、潤滑理論和潤滑技術是 齒輪研究中的基礎性工作，研究彈性流體動壓潤滑理論，推廣采用合成潤滑油和在油中適當地加入極壓添加劑，不僅可提高齒面的承載能力，而且也能提高傳動效率。
類型
按傳動比分：
定傳動比 —— 圓形齒輪機構(圓柱、圓錐）
變傳動比 —— 非圓齒輪機好構（橢圓齒輪）
按輪軸相對位置分
平面齒輪機構、直齒圓柱齒輪傳動、外嚙合齒輪傳動、內嚙合齒輪傳動、齒輪齒條傳動、斜齒圓柱齒輪傳動、人字齒輪傳動、空間齒輪機構、圓錐齒輪傳動、交錯軸斜齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動
按工藝分
錐形齒輪、毛坯半制品齒輪、螺旋齒輪、內齒輪、直齒輪、蝸輪蝸桿
美國McMASTER-CARR的齒輪失效形式
1、齒面磨損
對于開式齒輪傳動或含有不清潔的潤滑油的閉式齒輪傳動，由于嚙合齒面間的相對滑動，使一些較硬的磨粒進入了摩擦表面，從而使齒廓改變，側隙加大，以至于齒輪過度減薄導致齒斷。一般情況下，只有在潤滑油中夾雜磨粒時，才會在運行中引起齒面磨粒磨損。
2、齒面膠合
對于高速重載的齒輪傳動中，因齒面間的摩擦力較大，相對速度大，致使嚙合區溫度過高，一旦潤滑條件不良，齒面間的油膜便會消失，使得兩輪齒的金屬表面直接接觸，從而發生相互粘結。當兩齒面繼續相對運動時，較硬的齒面將較軟的齒面上的部分材料沿滑動方向撕下而形成溝紋。
3、疲勞點蝕
相互嚙合的兩輪齒接觸時，齒面間的作用力和反作用力使兩工作表面上產生接觸應力，由于嚙合點的位置是變化的，且齒輪做的是周期性的運動，所以接觸應力是按脈動循環變化的。齒面長時間在這種交變接觸應力作用下，在齒面的刀痕處會出現小的裂紋，隨著時間的推移，這種裂紋逐漸在表層橫向擴展，裂紋形成環狀后，使輪齒的表面產生微小面積的剝落而形成一些疲勞淺坑。
4、輪齒折斷
在運行工程中承受載荷的齒輪，如同懸臂梁，其根部受到脈沖的周期性應力超過齒輪材料的疲勞極*，會在根部產生裂紋，并逐步擴展，當剩余部分無法承受傳動載荷時就會發生斷齒現象。齒輪由于工作中嚴重的沖擊、偏載以及材質不均勻也可能引起斷齒。
5、齒面塑性變形
在沖擊載荷或重載下，齒面易產生局部的塑性變形，從而使漸開線齒廓的曲面發生變形。
