同步帶輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒的失效，而輪齒的失效形式又多種多樣，較為常見(jiàn)的是下面敘述的五種失效形式。同步帶輪的其它部分(如齒圈、輪輻、輪轂等)，除了對(duì)帶輪的質(zhì)量大小需加嚴(yán)格限制外，通常只需按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，所定的尺寸對(duì)強(qiáng)度及剛度均較富裕，實(shí)踐中也極少失效。
1、齒面膠合
對(duì)于高速重載的同步輪傳動(dòng)(如航空發(fā)動(dòng)機(jī)減速器的主傳動(dòng)同步輪)，齒面間的壓力大，瞬間溫度高，潤(rùn)滑效果差，當(dāng)瞬時(shí)溫度過(guò)高時(shí)，相嚙合的兩齒面就會(huì)發(fā)生粘在一起的現(xiàn)象，由于此時(shí)兩齒面又在作相對(duì)滑動(dòng)，相粘結(jié)的部位即被撕破，于是在齒面上沿相對(duì)滑動(dòng)的方向形成傷痕，稱為膠合。傳動(dòng)時(shí)齒面瞬時(shí)溫度愈高、相對(duì)滑動(dòng)速度愈大的地方，愈易發(fā)生膠合。有些低速重載的重型同步輪傳動(dòng)，由于齒面間的油膜遭到破壞，也會(huì)產(chǎn)生膠合失效。此時(shí)，齒面的瞬時(shí)溫度并無(wú)明顯增高，故稱為冷膠合。 加強(qiáng)潤(rùn)滑措施，采用抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油(如硫化油)，在潤(rùn)滑油中加入極壓添加劑等，均可防止或減輕齒面的膠合。
2、齒面磨損 在同步輪傳動(dòng)中，齒面隨著工作條件的不同會(huì)出現(xiàn)不同的磨損形式。例如當(dāng)嚙合齒面間落入磨料性物質(zhì)(如砂粒、鐵屑等)時(shí)，齒面即被逐漸磨損而至報(bào)廢。這種磨損稱為磨粒磨損。它是開(kāi)式同步輪傳動(dòng)的主要形式之一。改用閉式同步輪傳動(dòng)是避免齒面磨粒磨損最有效的方法。
3、輪齒折斷
輪齒折斷有多種形式，在正常情況下，主要是齒根彎曲疲勞折斷，因?yàn)樵谳嘄X受載時(shí)，齒根處產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大，再加上齒根過(guò)渡部分的截面突變及加工刀痕等引起的應(yīng)力集中作用，當(dāng)輪齒重復(fù)受載后，齒根處就會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，并逐步擴(kuò)展，致使輪齒疲勞折斷。此外，在輪齒受到突然過(guò)載時(shí)，也可能出現(xiàn)過(guò)載折斷或剪斷;在輪齒受到嚴(yán)重磨損后齒厚過(guò)分減薄時(shí)，也會(huì)在正常載荷作用下發(fā)生折斷。
在斜齒圓柱同步輪傳動(dòng)中，輪齒工作面上的接觸線為一斜線(參看圖例)，輪齒受載后，如有載荷集中時(shí)，就會(huì)發(fā)生局部折斷。若制造或安裝不良或軸的彎曲變形過(guò)大，輪齒局部受載過(guò)大時(shí)，即使是直齒圓柱同步輪，也會(huì)發(fā)生局部折斷。
為了提高同步輪的抗折斷能力，可采取下列措施：
1)用增加齒根過(guò)渡圓角半徑及消除加工刀痕的方法來(lái)減小齒根應(yīng)力集中;
2)增大軸及支承的剛性，使輪齒接觸線上受載較為均勻;
3)采用合適的熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性;
4)采用噴丸、滾壓等工藝措施對(duì)齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。
4、齒面塑性變形
塑性變形屬于輪齒永久變形一大類的失效形式，它是由于在過(guò)大的應(yīng)力作用下，輪齒材料處于屈服狀態(tài)而產(chǎn)生的齒面或齒體塑性流動(dòng)所形成的。塑性變形一般發(fā)生在硬度低的同步輪上;但在重載作用下，硬度高的同步輪上也會(huì)出現(xiàn)。 塑性變形又分為滾壓塑變和錘擊塑變。滾壓塑變是由于嚙合輪齒的相互滾壓與滑動(dòng)而引起的材料塑性流動(dòng)所形成的。由于材料的塑性流動(dòng)方向和齒面上所受的摩擦力方向一致，所以在主動(dòng)輪的輪齒上沿相對(duì)滑動(dòng)速度為零的節(jié)線處被碾出溝槽,而在從動(dòng)輪的輪齒上則在節(jié)線處被擠出脊棱。這種現(xiàn)象稱為滾壓塑變形。錘擊塑變則是伴有過(guò)大的沖擊而產(chǎn)生的塑性變形，它的特征是在齒面上出現(xiàn)淺的溝槽，且溝槽的取向與嚙合輪齒的接觸線相一致。 提高輪齒齒面硬度，采用高粘度的或加有極壓添加劑 的潤(rùn)滑油均有助于減緩或防止輪齒產(chǎn)生塑性變形。
5、齒面點(diǎn)蝕
點(diǎn)蝕是齒面疲勞損傷的現(xiàn)象之一。在潤(rùn)滑良好的閉式同步輪傳動(dòng)中，常見(jiàn)的齒面失效形式多為點(diǎn)蝕。所謂點(diǎn)蝕就是齒面材料變化著的接觸應(yīng)力作用下，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀損傷現(xiàn)象。齒面上最初出現(xiàn)的點(diǎn)蝕僅為針尖大小的麻點(diǎn)，如工作條件未加改善，麻點(diǎn)就會(huì)逐漸擴(kuò)大，甚至數(shù)點(diǎn)連成一片，最后形成了明顯的齒面損傷。同步輪在嚙合過(guò)程中，齒面間的相對(duì)滑動(dòng)起著形成潤(rùn)滑油膜的作用，而且相對(duì)滑動(dòng)速度愈高，愈易在齒面間形成油膜，潤(rùn)滑也就愈好。當(dāng)輪齒在靠近節(jié)線處嚙合時(shí)，由于相對(duì)滑動(dòng)速度低，形成油膜的條件差，潤(rùn)滑不良，摩擦力較大，特別是直同步輪傳動(dòng)，通常這時(shí)只有一對(duì)齒嚙合，輪齒受力也最大，因此，點(diǎn)蝕也就首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上，然后再向其它部位擴(kuò)展。從相對(duì)意義上說(shuō)，也就是靠近節(jié)線處的齒根面抵抗點(diǎn)蝕的能力最差(即接觸疲勞強(qiáng)度最低)。
提高同步帶輪材料的硬度，可以增強(qiáng)同步輪抗點(diǎn)蝕的能力。在嚙合的輪齒間加注潤(rùn)滑油可以減小摩擦，減緩點(diǎn)蝕，延長(zhǎng)同步輪的工作壽命。并且在合理的限度內(nèi)，潤(rùn)滑油的粘度越高，上述效果也愈好。因?yàn)楫?dāng)齒面上出現(xiàn)疲勞裂紋后，潤(rùn)滑油就會(huì)侵入裂紋，而且粘度愈低的油，愈易侵入裂紋。潤(rùn)滑油侵入裂紋后，在輪齒嚙合時(shí)，就有可能在裂紋內(nèi)受到擠脹，從而加快裂紋的擴(kuò)展，這是不利之處。所以對(duì)速度不高的同步輪傳動(dòng)，以用粘度高一點(diǎn)的油來(lái)潤(rùn)滑為宜;對(duì)速度較高的同步輪傳動(dòng)(如圓周速度v>12m/s)，要用噴油潤(rùn)滑(同時(shí)還起散熱的作用)，此時(shí)只宜用粘度低的油。開(kāi)式同步輪傳動(dòng)，由于齒面磨損較快，很少出現(xiàn)點(diǎn)蝕。
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