該問題長(zhǎng)期困擾著齒輪加工的技術(shù)人員。王蓓蕾等對(duì)礦井提升機(jī)減速器二級(jí)齒輪開裂問題就行了分析，其中嚙合的一對(duì)齒輪中的一個(gè)齒輪發(fā)生齒面開裂，并穿透整個(gè)齒輪圈。分析結(jié)果表明，齒輪的斷裂屬疲勞斷裂，齒輪表面尤其是齒根位置硬度偏低，不合理的鑄造工藝導(dǎo)致了疲勞裂紋快速擴(kuò)展。張吉浩等使用宏觀裂紋分析、化學(xué)成分分析、硬度分析、金相組織分析等多種分析方法，對(duì)立車錐齒輪使用過程中出現(xiàn)的齒根開裂問題進(jìn)行了分析。


齒輪幾何形狀。齒輪的外形結(jié)構(gòu)是決定熱處理變形的關(guān)鍵因素之一，設(shè)計(jì)者應(yīng)充分考慮齒輪截面結(jié)構(gòu)均勻性、對(duì)稱性，避免薄厚差異過大而導(dǎo)致應(yīng)力集中。一般來說結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)力集中明顯的零件在熱處理過程的形變規(guī)律越難掌握。沃爾沃公司曾就齒輪的設(shè)計(jì)、原材料、熱處理工藝三個(gè)因素對(duì)變形影響程度的研究表明，設(shè)計(jì)、材料、工藝對(duì)齒輪熱處理變形的影響程度分別為50%~60%、20%~30%、5%~15%。 熱處理過程要素。工件加熱速度、滲碳溫度、淬火溫度、油攪拌速度等工藝參數(shù)的調(diào)整，裝卡方式、冷卻介質(zhì)和回火工藝等的不同也會(huì)影響的齒輪的變形情況及綜合機(jī)械性能。


表面硬化齒輪的有效硬化層深與齒輪的強(qiáng)度、可靠性等性能密切相關(guān)，是保證齒輪承載能力充分發(fā)揮的關(guān)鍵。齒輪嚙合過程中齒面接觸時(shí)在局部產(chǎn)生的表面壓應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力，也叫赫茲應(yīng)力。齒面承載能力與赫茲接觸應(yīng)力有關(guān)，由公式可知，接觸應(yīng)力的大小取決于外加載荷和齒面當(dāng)量曲率半徑的倒數(shù)。當(dāng)zui大接觸應(yīng)力相同時(shí)，當(dāng)量曲率半徑越大所需有效硬化層深就越大。

在減速機(jī)齒輪傳動(dòng)過程中，對(duì)于齒面的磨損是不可避免的，齒面磨損還包括粘著磨損、磨粒磨損、擦傷、腐蝕磨損。對(duì)于粘著磨損來說主要是指潤(rùn)滑，如果潤(rùn)滑油層完整且厚度相當(dāng)厚，那么金屬之間的接觸就會(huì)減小，也就不會(huì)發(fā)生磨損。

如果油膜溫度和壓力相同，那么油的粘度越高，磨損越小，在低速、重載、極端溫度等情況下，油膜可能會(huì)發(fā)生破壞情況，這種情況下，磨損發(fā)生在除了節(jié)圓的大部分輪齒面上?？梢酝ㄟ^提高齒面硬度、降低齒面粗糙度，增加油的粘度來改善這種磨損。