表 2-1 齿轮箱失效形式及比例
失效 原因 所占 比重
设计
装配
制造
材料
修理
维护
操作
相邻部件缺陷 17%
12% 9% 8% 7% 4% 24% 19%
常见的齿轮失效有如下几种形式： （1）弯曲疲劳与断齿，比例约41％。
轮齿折断有很多种形式，在正常工况下，主要原因是齿根弯曲疲劳折断，因为在轮齿受载时齿根处产生的弯曲应力最大。当齿轮受交变载荷时，会在根部产生裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳断齿。
（2）齿面接触疲劳，比例约31％。
齿轮在运行过程中，会受到循环变应力的作用，致使轮齿表层会出细线状疲劳裂纹最终使齿轮金属脱落而成为齿面疲劳点蚀，简称点蚀。
（3）齿面胶合，比例约10％
对于高速重载的齿轮传动，齿面间压力很大瞬时温度很高，润滑效果差，当瞬时温度过高时，相互啮合的齿面金属会熔焊在与之啮合的另一个齿面上，于是在齿面上沿相对滑动方向形成伤痕称为胶合[12]。
（4）齿面磨损，比例约为10％。
当啮合齿面间在有污物如尘埃、沙粒、金属屑木等，润滑油供应不足，齿面即被逐渐磨损而致报废。
（5）其它失效形式，比例约8％，如化学腐蚀、塑性变形、齿面龟裂等。 2.3 齿轮振动分析 2.3.1 齿轮振动分析
若以一对齿轮作为研究对象，则该齿轮副可以看作一个质量、弹簧、阻尼振动系统，忽略齿面上摩接力的影响，则其力学模型如图2-3所示，其振动方程为：
Cx K(t)x K(t)E1 K(t)E2(t) （2-1）Mr x
式中x---沿作用线上齿轮的相对位移； C---齿轮啮合阻尼；
K(t)---齿轮啮合刚度；
Mr---齿轮副等效质量，Mr m1 m2/(m1 m2)；
E1---齿轮受载时的平均静弹性变形；
E2(t)---由于齿轮误差和异常导致的两个齿轮间相对位移
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