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齿轮减速机高速齿轮轴断齿、断轴原因有哪些

更新时间  2022-03-27 15:30:50 阅读 986

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1、减速机高速齿轮轴构造上的因素

一般来说,减速机高速齿轮轴更易产生断裂的地方处在轴和轴之间的构造过渡和连接地方。轴与轴连接的地方通常都处在轴径变化的范围,而轴径较小的地方通常都会较早产生断裂。这也是因为该地方轴的截面形状变化和轴间处的地方一直处在一类相对垂直的几何位置关系,而这种构造必定会产生轴和轴的连接地方遭受到不同的应力集中问题的影响。综上所述,产生减速机高速齿轮轴断齿、断轴的直接原因是遭受到了外力的影响,集中扭转力产生的齿轮轴断裂和断轴仅仅是这当中比较常见的一类。除了轴与轴的连接地方外,齿轮轴的键槽位置也是引起齿轮轴断齿、断轴的重要因素之一。其主要原因就在于轴的受力大小和轴的半径尺寸是反比例关系,因此,轴的轴径越小、齿轮轴遭受到的外部应力也就越大。

而齿轮轴键槽根部地方恰好是轴径较小的部位,因此,在齿轮轴键槽根部地方遭受到的外部应力较其它部位都要更大。而一旦外部应力超过齿轮轴键槽地方的承载能力,便会出现断裂。此外,轴齿轮键槽地方还必须采取严格的热工艺处理。然而在实际中很多供应商为了降低生产成本,在对部分产品的生产过程中,并没有采取良好的热工艺处理。而一旦没有采取热工艺处理将会产生齿轮轴键槽部位出现应力疲劳,进而产生轴齿轮产生断裂。对于减速机而言,齿轮轴产生断裂必将会对减速机的正常使用产生影响。

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2、齿轮轴采用的材质没有达到设计标准

齿轮轴对于减速机的正常运行有着重要的作用,因此,齿轮轴的材质必须要符合相应的设计标准。但在实际中,很多时候齿轮轴采用的材质都没有遵循设计图纸的标准。这导致在实际中齿轮轴对外部应力的承受能力有一定的降低。因此,在这样的条件下,即便是在正常的运行状态下,齿轮轴也有可能产生断裂。考虑到在实际中,很多生产商都会用50号钢替代42CrMo,本文在这里对两种材质齿轮轴的金属显微组织采取分析。一方面,我们要做的是对两种不同材质的齿轮轴采取取样处理,并准备一定用量的4.2%浓度的硝酸溶液作为反应试剂;其次,为了提高反应效果,还必须准备一定量的酒精,其主要因素就在于硝酸溶液混合酒精溶液可以提高其腐蚀效果;然后,在实验所需材料及器材准备完成后,则可以将试验样品投入试验。在经历一定时间的腐蚀以后,我们可以使用金相显微镜对齿轮轴进行观察。根据观察发现,50号钢材质的齿轮轴的显微组织显示的构造是网状的铁素体,并伴随着一些片状的珠光体。而42CrMo材质的齿轮轴样品则显示的是回火索氏体和少量的铁素体。

两种材质的齿轮轴样品性质也存在很大部分。一般来说,索氏体在经历一系列的处理后,其表现出的能力和强度都比较优异,尤其是在强度和韧性上,索氏体表现出的能力非常突出。而对于减速机齿轮轴而言,齿轮轴强度越大,韧性越强其产生断裂的几率也就越小。而反观50号钢材质的齿轮轴,因为钢的抗拉强度受魏氏组织的影响程度较低,因此一般来说,钢的抗拉强度不会产生太大的变化。但魏氏组织的存在对于钢的塑性却有着极大的影响,其主要因素就在于魏氏组织的出现通常都会伴随着奥氏体晶体,而奥氏体晶体对于钢的力学性能可以产生极大的影响,尤其是对于钢的抗冲击韧度会产生极大的危害。特别注意的是,魏氏组织的出现通常都是因为钢材质的齿轮轴在加热过程中,没有控制好环境温度产生的,且魏氏组织在不同的环境温度下,所产生的性能也不会相同。但总的来说,环境温度处理越高,齿轮轴的韧性会相应的变低,进而产生齿轮轴产生断裂。两种材质中42CrMo材质的齿轮轴能力要比较优异,因此,在实际中选择使用该材质的齿轮轴是防止减速机齿轮轴产生断裂的有效方法之一。