齒輪在嚙合過程中,往往在輪齒接觸表面上出現材料摩擦損傷的現象。凡是磨損量不影響齒輪在預期壽命內應該具備的功能的磨損,稱為正常磨損。齒輪正常磨損的特征是齒面光亮平滑,沒有宏觀擦傷,各項公差在允許范圍內。如果由于齒輪用材不當,或在接觸面間存在硬質顆粒,以及潤滑油供應不足或者不清潔,往往引起齒輪的早期磨損,有微小的顆粒分離出來,使接觸表面發生尺寸變化,重量損失,并使齒形改變,齒厚變薄,噪音增大。嚴重磨損的結果將導致齒輪失效。磨損失效形式可分為:磨粒磨損、腐蝕磨損和齒輪端面沖擊磨損。
1、齒輪磨粒磨損
在齒輪嚙合過程中,若潤滑油供應不足或工作齒面上有外來的微小顆粒,則齒面將發生劇烈的磨粒磨損。齒輪齒面收到磨粒磨損,沿滑道方向,有細而均勻的條痕,齒面發暗。磨粒磨損進一步發展的結果,會使齒型改變,齒厚變薄,甚至出現“刀片”狀齒尖,嚙合間隙增大,傳動時噪音增大,有時還由于齒厚過度減薄導致斷齒。
2、腐蝕磨損
腐蝕磨損是以化學腐蝕作用為主,并伴有機械磨損的一種損傷形式。化學腐蝕磨損齒輪的宏觀特征是常呈現有腐蝕抹坑,并在工作齒面上沿滑動速度方向呈現出均勻而細小的墨痕。磨損產物都為紅褐色小片,其中主要成分為三氧化二鐵。
化學腐蝕磨損是由于潤滑劑中存在污染物或雜質,與齒輪材料發生化學或者化學反應而引起的,同時腐蝕部分由于嚙合摩擦和潤滑劑的沖刷而脫落,形成化學腐蝕磨損。
3、齒輪輪齒端面沖擊磨損
齒輪輪次端面沖擊磨損是變速齒輪箱在換擋時,輪齒端面經常收到沖擊載荷而導致齒端面磨損。如果齒輪表面硬度過低,則齒端面容易磨損或打毛,硬化層過淺,則易被壓碎而暴露出心部軟組織,輪齒心部硬度過高或金相組織中碳化物級別超差,則齒輪尖角處易出現崩裂現象。