一、齿轮常见故障现象

1、断齿

断齿是最常见的齿轮故障，轮齿的折断一般发生在齿根，因为齿根处的弯曲应力最大，而且是应力集中之源。

断齿有三种情况:

1) 疲劳断齿

由于轮齿根部在载荷作用下所产生的弯曲应力为脉动循环交变应力，以及在齿根圆角、加工刀痕、材料缺陷等应力集中源的复合作用下，会产生疲劳裂纹。裂纹逐步葛延扩展，最终导致轮齿发生疲劳断齿。

2) 过载断齿

对于由铸铁或高硬度合金钢等脆性材料制成的齿轮，由于严重过载或受到冲击载荷作用会使齿根危险截面上的应力超过极限值而发生突然断齿。

3) 局部断齿

当齿面加工精度较低、或齿轮检修安装质量较差时，沿齿面接触线会产生一端接触、另一端不接触的偏载现象。偏载使局部接触的轮齿齿根处应力明显增大，超过极限值而发生局部断齿。局部断齿总是发生在轮齿的端部。

2、点蚀

点蚀是闭式齿轮传动常见的损坏形式，一般多出现在靠近节线的齿根表面上，发生的原因是齿面脉动循环接触应力超过了材料的极限应力。

在齿面处的脉动循环变化的接触应力超过了材料的极限应力时，齿面上就会产生疲劳裂纹。裂纹在啮合时闭合而促使裂纹缝隙中的油压增高，从而又加速了裂纹的扩展。如此循环变化，最终使齿面表层金属一小块一小块地剥落下来而形成麻坑，即点蚀。

点蚀有两种情况:

1) 初始点蚀(也叫收敛性点蚀)

通常只发生在软齿面(HB<350) 上，点蚀出现后，不再继续发展，甚至反而消失。原因是微凸起处逐渐变平，从而扩大了接触区，接触应力随之降低

2) 扩展性点蚀

发生在硬齿面(HB>350) 上，点蚀出现后，因为齿面脆性大，凹坑的边缘不会被碾平，而是继续碎裂下去，直到齿面完全损坏。

对开式齿轮，齿面的疲劳裂纹尚未形成或扩展时就被磨去，因此不存在点蚀。当硬齿面齿轮热处理不当时，沿表面硬化层和芯部的交界层处，齿面有时会成片剥落，称为片蚀。

3、磨损

齿面的磨损是由于金属微粒、尘埃和沙粒等进入齿的工作表面所引起的。齿面不平、润滑不良等也是造成齿面磨损的原因。此外，不对中、联轴器磨损以及扭转共振等，会在齿轮啮合点引起较大的扭矩变化，或使冲击加大，将加速磨损。

齿轮磨损后，齿的厚度变薄，齿廓变形，侧隙变大，会造成齿轮动载荷增大，不仅使振动和噪音加大，而且很可能导致断齿。

4、胶合

齿面胶合(划痕)是由于啮合齿面在相对滑动时油膜破裂，齿面直接接触，在摩擦力和压力的作用下接触区产生瞬间高温，金属表面发生局部熔焊粘着并剥离的损伤。

胶合往往发生在润滑油粘度过低、运行温度过高、齿面上单位面积载荷过大、相对滑动速度过高、接触面积过小、转速过低(油带不起来) 等条件下。齿面发生胶合后，将加速齿面的磨损，使齿轮传动很快地趋于失效

二、齿轮故障原因

1、制造误差

齿轮制造误差主要有偏心、齿距偏差和齿形误差等。偏心是指齿轮(一般为旋转体) 的几何中心和旋转中心不重合，齿距偏差是指齿轮的实际齿距与公称齿距有较大误差，而齿形误差是指渐开线齿廓有误差。

2、装配不良

齿轮装配不当会造成工作状态劣化。当一对互相啮合的齿轮轴不平行时，会在齿宽方向只有一端接触，或者出现齿轮的直线性偏差等，使齿轮所承受的载荷在齿宽方向不均匀，不能平稳地传递动扭矩，这种情况称为“一端接触”，会使齿的局部承受过大的载荷，有可能造成断齿。

3、润滑不良

对于高速重载齿轮，润滑不良会导致齿面局部过热，造成色变、胶合等故障。导致润滑不良的原因是多方面的，除了油路堵塞、喷油孔堵塞外，润滑油中进水、润滑油变质、油温过高等都会造成齿面润滑不良。

4、超载

对于工作负荷不平稳的齿轮驱动装置(例如矿石破碎机、采掘机等)，经常会出现过载现象，如果没有适当的保护措施，就会造成轮齿过载断裂，或者长期过载导致大量轮齿根部疲劳裂纹、断裂。

5、操作失误

操作失误通常包括缺油、超载、长期超速等，都会造成齿轮损伤、损坏。