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標(biāo)題: 齒輪斷了，大家來分析分析 [打印本頁]

作者: 翔夢隨風(fēng) 時間: 2013-12-22 19:54
標(biāo)題: 齒輪斷了，大家來分析分析
本帖最后由翔夢隨風(fēng) 于 2013-12-25 20:38 編輯

[attach]307136[/attach]
[attach]307137[/attach]
[attach]307142[/attach]
[attach]307138[/attach]
如圖所示，一臺機床上齒輪軸上輪齒斷了，從安裝到斷齒用了不到8個小時，斷了兩個齒，圖紙上的技術(shù)要求是滲碳0.8-1.2mm，材料要求是20CrMnTi，實物的數(shù)據(jù)還沒檢測。各位大俠給分析分析，俺感覺像是強度不夠?qū)е碌恼蹟?，另外，俺看齒面粗糙度不夠好
下面是新出的狀況，22號出問題之后，把這根軸轉(zhuǎn)了180度繼續(xù)用的（夾具翻轉(zhuǎn)角度90度左右），昨天下午，輪齒又斷了，附上新照片，
[attach]307427[/attach]
[attach]307428[/attach]
[attach]307429[/attach]
[attach]307430[/attach]
繼續(xù)更新，下圖是取樣打硬度的數(shù)據(jù)，可看出心部硬度比表層硬度高，怎么樣熱處理能弄成這樣呢？[attach]307566[/attach]

作者: 國運昌久 時間: 2013-12-22 20:18
如果樓主想深入分析就看看《斷口學(xué)》《斷口形貌學(xué)》
從圖上看材質(zhì)有點瞎，再照一張斷口位置就更好了

作者: 小西行長 時間: 2013-12-22 20:32
斷口來個大點的圖啊？咋覺得端口截面很黑呢？

作者: 海底蛟龍88 時間: 2013-12-22 21:02
硬度太高了，就會變脆，韌性就要差很多了

作者: zero321 時間: 2013-12-22 21:28
這會應(yīng)該@22669 98

作者: /_cast_王珂 時間: 2013-12-22 21:28
幾級精度的啊。不知是圖片放大的還是就這么粗糙，運行環(huán)境怎么樣。

作者: 翔夢隨風(fēng) 時間: 2013-12-22 22:16

/_cast_王珂發(fā)表于 2013-12-22 21:28 1 g" p2 J. T) B7 x5 h( d
幾級精度的啊。不知是圖片放大的還是就這么粗糙，運行環(huán)境怎么樣。

沒注意看，用在機床夾具翻轉(zhuǎn)用的，齒條帶動齒輪傳動。

作者: 觀海聽濤 時間: 2013-12-23 08:47
很明顯齒輪的齒根彎曲疲勞強度不足.20CrMnTi碳氮共滲齒輪表面硬度能達到HRC61-63，心部也能達到HRC40-45.這個問題得具體分析，模數(shù)計算是否合適、沖擊載荷的大小、熱處理的變形控制都會影響齒輪的齒根強度。另外，表面粗糙度對齒輪的強度尤其是彎曲疲勞強度影響不大，粗糙只能說明加工精度低，噪聲會大一點而已。

作者: 475944808 時間: 2013-12-23 09:25
這么短時間就碎了，極大肯可能是強度問題了。。

作者: zhangying9903 時間: 2013-12-23 09:27
分析下材料和熱處理，看看鍛造比是多少，最大可能鍛造時問題多

作者: winter190404 時間: 2013-12-23 09:40
模數(shù)多少？是不是太薄了滲碳太深變脆？用滲氮的料做會好點嗎？

作者: 翔夢隨風(fēng) 時間: 2013-12-23 12:14

winter190404 發(fā)表于 2013-12-23 09:40
8 l% T+ \$ X3 z- w y$ }模數(shù)多少？是不是太薄了滲碳太深變脆？用滲氮的料做會好點嗎？

模數(shù)4，齒數(shù)24，精度等級 8-DC，齒面粗糙度要求Ra1.6

作者: 翔夢隨風(fēng) 時間: 2013-12-23 12:15

/_cast_王珂發(fā)表于 2013-12-22 21:28 ) s3 W- y \+ Z# j& E- u% z
幾級精度的啊。不知是圖片放大的還是就這么粗糙，運行環(huán)境怎么樣。

圖片沒有放大，模數(shù)4，齒數(shù)24，精度等級 8-DC，齒面粗糙度要求Ra1.6

作者: 翔夢隨風(fēng) 時間: 2013-12-23 12:22

觀海聽濤發(fā)表于 2013-12-23 08:47
; l, X8 W: k9 v9 }4 ?; v' w很明顯齒輪的齒根彎曲疲勞強度不足.20CrMnTi碳氮共滲齒輪表面硬度能達到HRC61-63，心部也能達到H ...

回大俠，模數(shù)4，齒數(shù)24，精度等級 8-DC，齒面粗糙度要求Ra1.6。是按廠家圖紙外委做的，熱處理是外委廠家外委的，目前準備打齒輪硬度呢。敢問大俠，粗糙度除了影響傳動情況，還會影響什么呢？俺看斷齒兩側(cè)的接觸面積好像不一致。

作者: Michael0576 時間: 2013-12-23 12:55
mark

作者: 茉莉素馨 時間: 2013-12-23 13:04
怎么感覺少道回火工藝呢

作者: /_cast_王珂 時間: 2013-12-23 13:06
本帖最后由 /_cast_王珂于 2013-12-23 13:10 編輯

滲碳鋼做齒輪，滲碳淬火應(yīng)該要留余量再加工，8級精度的工藝上應(yīng)該也要。（鍛造→正火、回火→加工→滲碳→加工→淬火、回火→磨削加工）
就算光看粗糙度，也沒達到圖紙要求。
硬度尺寸形狀公差用之前不檢查的嗎，裝配時候的嚙合情況，分度圓同軸度怎么樣。齒條是HRC56的？外委再外委最坑爹了。

作者: 中等公差belee 時間: 2013-12-23 14:25
怎么曲么黑啊，和碳差不多

作者: zhangczw 時間: 2013-12-23 16:15
應(yīng)該是太硬了吧

作者: 車工pqm 時間: 2013-12-23 16:57
斷口看看，組織是否有差異，硬度可能高了，還有同心度，安裝間隙有沒有問題，

作者: 劉景亞 時間: 2013-12-23 18:22
LZ所給的信息有點少。
輪齒斷裂是齒輪常見的一種失效形式，原因大多為彎曲疲勞折斷、過載折斷、隨機折斷、輪齒剪斷和塑變后折斷。
從圖片上看，只能大致推斷可能的原因?qū)儆谶^載折斷。
齒輪的斷裂研究一般可以借助邊界元法，從數(shù)值分析和擴展仿真兩方面進行。
LZ如果有充分的信息，完全可以進行進一步深入地分析，找到原因。

作者: 劉景亞 時間: 2013-12-23 18:27
下圖為模擬的斷齒動畫。
[attach]307245[/attach]

[attach]307245[/attach]

作者: lingkunlao 時間: 2013-12-23 20:11
強度不足，脆性斷裂，要回火

作者: angel1399793 時間: 2013-12-24 08:14

劉景亞發(fā)表于 2013-12-23 18:27 # K0 q: l9 E) ^; O8 O: u! X
下圖為模擬的斷齒動畫。

老師，您的齒輪班什么時候開課啊，我兜里的鈔票已經(jīng)饑渴難耐了

作者: 龍九禪師 時間: 2013-12-24 14:02
我覺得你這個斷裂不像是滲碳，倒像是淬火件斷裂裂口

作者: 翔夢隨風(fēng) 時間: 2013-12-24 14:16

龍九禪師發(fā)表于 2013-12-24 14:02 5 q6 n5 W2 y$ t s% P
我覺得你這個斷裂不像是滲碳，倒像是淬火件斷裂裂口

多謝大俠回復(fù)，這個是齒輪軸上的斷齒，齒輪軸齒部要求是滲碳，硬度58-62。此處是齒條帶動齒輪軸，齒輪軸帶動夾具。九龍大俠的意思是，看斷口不像滲碳的齒輪，像是淬火的齒輪么？請教大俠怎么判斷呢？

作者: dashajiang 時間: 2013-12-24 19:46
看不出來斷的是從齒根處還是齒頂處斷的，看圖片似乎是齒頂，直覺認為是太脆了，安裝精度沒保證好，齒輪嚙合不平穩(wěn)吧！我是猜的哈！

作者: treeuwd 時間: 2013-12-24 21:34
熱處理過頭了吧

作者: 隆中散人 時間: 2013-12-24 22:54
沒有明顯的變形，有碎片，應(yīng)該是脆性斷裂。

作者: qdtruck 時間: 2013-12-25 09:05
第5張圖看得很清楚，接觸斑點有問題。接觸面積太小,局部受力太大，造成折斷！

作者: 黃亨瑞 時間: 2013-12-25 09:16
根據(jù)你的介紹，
很可能是工裝夾緊后，
加工中沖擊載荷過大導(dǎo)致的連續(xù)斷齒。
解決辦法是改進夾緊鎖止機構(gòu)。
其他PY談的原因也有可能，
但是短時間反復(fù)出現(xiàn)，
就上述原因是最可能的。

作者: 賓bgh 時間: 2013-12-25 09:41

硬度太高了，就會變脆，韌性就要差很多了。應(yīng)該是震斷的

作者: 記憶的微風(fēng) 時間: 2013-12-25 09:52
硬度過高，需回火處理!

作者: yanzhengguo 時間: 2013-12-25 12:49
后處理出的問題，處理工藝問題

作者: 孟祥偉123456 時間: 2013-12-25 13:46
上面都是高手啊

作者: 云青天 時間: 2013-12-25 15:48
會不會是計算過程中選的齒輪不合適呢？

作者: 晨ご曦 時間: 2013-12-25 17:09
是不是受力不均，或是配合太緊

作者: 國運昌久 時間: 2013-12-25 18:52

國運昌久發(fā)表于 2013-12-22 20:18 : o1 n1 V+ `& q1 Y0 m1 m1 ?0 u
如果樓主想深入分析就看看《斷口學(xué)》《斷口形貌學(xué)》6 v! B1 G$ \0 C/ Y7 \& g, \
從圖上看材質(zhì)有點瞎，再照一張斷口位置就更好了

成半仙就行了。呵呵
材質(zhì)太毛了

作者: yuanhao_090988 時間: 2013-12-25 21:50
看起來是從齒根部位斷的 1：可能強度不夠 2、齒根部有應(yīng)力集中
建議確認如下：1、是否過載？有沖擊？
2、熱處理工藝是否有問題？

作者: 國運昌久 時間: 2013-12-25 22:26
就是材質(zhì)在熱處理時候出的毛病。滲碳也分很多種，滲碳層熱處理時候撕裂了局部晶體。

作者: 斯文棒棒 時間: 2013-12-25 22:56
個人認為是齒根處抗彎疲勞所致。如果抗彎強度足夠的話，提高輪齒齒根部表面粗糙度試試看。

作者: yccando06 時間: 2013-12-26 09:10
心部硬度過高了啊

作者: shajiaxi 時間: 2013-12-26 11:31
表面粗糙度太大會加大計息運行時的載荷

作者: 燕語涵 時間: 2013-12-26 13:48
也太脆了吧

作者: 翔夢隨風(fēng) 時間: 2013-12-26 20:52
@劉景亞 @動靜之機 @okmeiyou @老鷹
內(nèi)容有更新

作者: 翔夢隨風(fēng) 時間: 2013-12-26 20:54
本帖最后由翔夢隨風(fēng) 于 2013-12-26 21:01 編輯

斯文棒棒發(fā)表于 2013-12-25 22:56
: o' I# b& M+ Y- y個人認為是齒根處抗彎疲勞所致。如果抗彎強度足夠的話，提高輪齒齒根部表面粗糙度試試看。

這里有沒有可能是齒條刮的？

作者: okmeiyou 時間: 2013-12-27 09:57
熱處理問題

作者: 三腳貓 時間: 2013-12-27 15:30
從照片上看斷面
1 顏色, 淬火時已經(jīng)有問題了
2 光滑, 脆性斷裂

熱處理問題

作者: tk6627963 時間: 2013-12-27 17:49
硬度夠高的，齒輪一般是一個硬的配一個軟的，

回火沒到位吧，回火時間太短，內(nèi)部太硬，調(diào)質(zhì)不到位

偏載或者沖擊也可能是一個因素，用更大的模數(shù)，或者用斜齒輪

作者: ℡一粒沙 時間: 2013-12-28 12:44
都別說了  你說這個齒輪是被齒條傳動的  斷齒原因有以下幾點
1  齒條不垂直  也就是說局部地方有變形
  2 導(dǎo)軌有變形（幾率很小）
  3 運行環(huán)境差  有顆粒硬物導(dǎo)致蹦牙
  4 齒輪硬度不均勻
  5 齒輪做的不好有偏心

  以上幾種如果沒問題還這樣那就見鬼啦！

作者: 明月照青松 時間: 2013-12-28 17:52
不懂，純屬來長見識的

作者: okmeiyou 時間: 2013-12-30 09:25
20CrMnti也要先調(diào)質(zhì)后滲碳吧。

作者: 去，你的旅行 時間: 2013-12-31 20:23
沒有明顯的塑性變形，運行時間也不長，應(yīng)該是強度不夠?qū)е碌摹?hr noshade size="2" width="100%" color="#808080"> 作者: tianmlf4 時間: 2014-1-1 19:33
先頂再看~

作者: hh68233 時間: 2014-1-1 21:06
純屬長知識來的！

作者: 好男兒1 時間: 2014-1-3 20:24
熱處理后有沒有回火

作者: heeran 時間: 2014-1-4 23:04

作者: kchang0917 時間: 2014-1-20 23:07
其實問題就出在硬度上，心部硬度高而表面高，建議采用20CrMnTi淬透性低的鋼，表面HRC58-63，心部35-40之間就好，再就是齒根單圓弧。

作者: wuhuyang 時間: 2014-1-21 11:10
我覺得是不是底部硬度太高是主要原因呢？

作者: 翔夢隨風(fēng) 時間: 2014-1-21 14:03

kchang0917 發(fā)表于 2014-1-20 23:07 : [! W. m( j1 U- L4 C5 v* q) q' O
其實問題就出在硬度上，心部硬度高而表面高，建議采用20CrMnTi淬透性低的鋼，表面HRC58-63，心部35-40之間就 ...

回大俠，圖紙要求的材料就是20CrMnTi

作者: dukaijixie 時間: 2014-1-21 20:21
是不是淬火不到位呢貌似韌性沒了

作者: w9049237 時間: 2014-1-28 13:59
依第六及第七張圖來看,以工作需180度則斷齒旁的齒也應(yīng)繼續(xù)受力,但在此並未發(fā)現(xiàn)裂痕或變形,可見在基本工作轉(zhuǎn)矩上應(yīng)沒問題,但何以只是單枚齒接續(xù)斷裂,依個人淺見如下
1,組裝過於鬆散,正負轉(zhuǎn)矩區(qū)間過大,(齒間隙太大),造成轉(zhuǎn)矩失控
2,正位停止點異常,運轉(zhuǎn)產(chǎn)生堵住性干涉轉(zhuǎn)矩.
因位這些原因都會讓斷裂齒旁的鄰齒看不出過載痕跡!!

作者: 源波403 時間: 2014-1-29 20:38
淬火大了
硬度太高了
缺乏韌性

作者: Mr.BāoZǐ 時間: 2014-3-22 00:15

w9049237 發(fā)表于 2014-1-28 13:59 4 G; c. v; t* x" u" v6 s V
依第六及第七張圖來看,以工作需180度則斷齒旁的齒也應(yīng)繼續(xù)受力,但在此並未發(fā)現(xiàn)裂痕或變形,可見在基本工作轉(zhuǎn) ...

依第六及第七張圖來看,以工作需180度則斷齒旁的齒也應(yīng)繼續(xù)受力,但在此並未發(fā)現(xiàn)裂痕或變形,可見在基本工作轉(zhuǎn)矩上應(yīng)沒問題,但何以只是單枚齒接續(xù)斷裂,依個人淺見如下
1,組裝過於鬆散,正負轉(zhuǎn)矩區(qū)間過大,(齒間隙太大),造成轉(zhuǎn)矩失控
2,正位停止點異常,運轉(zhuǎn)產(chǎn)生堵住性干涉轉(zhuǎn)矩.
因位這些原因都會讓斷裂齒旁的鄰齒看不出過載痕跡!!

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一、從語調(diào)及用詞可分析閣下是臺灣人
二、閣下第一點不敢茍同，若因組裝過於松散，勢必其他齒也會受影響，第二點可以成立
三、個人認為，還應(yīng)該增加一點瞬間受力的情形，無法確認樓主的機器是否正常運轉(zhuǎn)，因為斷裂的是相鄰的三顆齒，這個理由可以成立
四、除以上外，從齒輪斷裂的情形看，不僅僅是齒崩坍，還有從崩塌的齒部中間斷開的情形，這個有機會是齒輪材料的問題，以20Cr的材料做到HRC60度是沒有問題的，但如果是劣質(zhì)鋼材，強硬淬火至HRC60度就一定會存在只有硬度沒有韌性的問題，當(dāng)產(chǎn)生齒輪瞬間受力的情形，勢必會對當(dāng)時正在受力的齒以及相鄰的齒造成損傷
五、從照片上齒輪的粗糙度看來，此齒輪應(yīng)該是只做了淬火沒有做磨削的低精度齒輪，不管是否有組裝鬆散，都會產(chǎn)生閣下所指的第一點這種情形，正負轉(zhuǎn)矩區(qū)間過大,(齒間隙太大),造成轉(zhuǎn)矩失控。一旦齒輪變脆，再綜合這個原因，崩齒是勢必會產(chǎn)生的
六、對閣下的簽名檔表示很感興趣，欲了解詳情！

作者: 624272884 時間: 2014-3-22 08:42

℡一粒沙發(fā)表于 2013-12-28 12:44
. D: a$ Z3 N/ G: O# q; v4 S8 j都別說了你說這個齒輪是被齒條傳動的斷齒原因有以下幾點
% U% N, Q* Y/ o; ~& j 1 齒條不垂直也就是說局部地方有變形- d5 s3 u- v" u/ x8 c: k9 J
...

回火沒做好，太脆，加上這一條就OK了

作者: 晨ご曦 時間: 2014-3-22 12:12
斷裂是從齒根開始的，齒輪在傳遞載荷時從嚙合開始到嚙合結(jié)束，隨著嚙合點位置的變化，齒根處的應(yīng)力從零增加到某一最大值，然后又逐漸減小為零，齒輪在交變載荷的不斷作用下，在齒根處的應(yīng)力集中處便會出現(xiàn)疲勞裂紋，隨著重復(fù)次數(shù)的增加，裂紋會逐漸夸大，知道折斷。
首先考慮材料是否有問題，硬度能不能達到，然后齒根部的圓角是不是太小了，可以把圓角做大一點。
另外我看到回復(fù)中樓主問到表面粗糙度對斷裂有沒有影響，表面粗糙度會影響到截面的受力，粗糙度值越小越好。

作者: schjq 時間: 2014-3-25 21:04
這么多高手我只是來學(xué)習(xí)的

作者: sunpaitong 時間: 2014-3-25 21:53
個人認為兩點，一是齒輪裝配問題，兩齒輪心距是否保證。二是沖擊載荷過大，造成輪齒斷裂

作者: sunpaitong 時間: 2014-3-25 21:54
個人認為兩點，一是齒輪裝配問題，兩齒輪心距是否保證。二是沖擊載荷過大，造成輪齒斷裂

作者: 海風(fēng)差速器 時間: 2014-4-9 10:43
硬度太高了，太脆，特別心部不需要太硬，30-40度就可以了，表面56-60差不多了

作者: 熊anh 時間: 2014-4-16 20:24
加工完了以后探傷合格嗎？滲碳齒輪要是工藝不過硬，很容易出裂紋的，

作者: 熊anh 時間: 2014-4-17 18:02
齒輪要求稍高一點的，粗車后超聲波，成品后磁粉，滲透，這是少不了的

作者: 倚涯 時間: 2014-4-17 22:15
從應(yīng)用時間來看，確實在很短時間內(nèi)就出現(xiàn)斷裂。說明齒輪在加工完成之后表面就存在微裂紋，然后在工作時受到載荷沖擊斷裂。不知道加工工藝在精磨齒之后有沒有齒面探傷，這個事可以發(fā)現(xiàn)裂紋的。
另外不明白這個粗糙度為什么這么大。也有可能是加工過程中因為留量關(guān)系導(dǎo)致齒面跟齒根過度部分出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。

作者: zh39204128 時間: 2014-7-7 21:49
問題解決了沒有？樓主出來填坑

作者: 翔夢隨風(fēng) 時間: 2014-7-7 22:28

zh39204128 發(fā)表于 2014-7-7 21:49 2 ?) h; M `3 q4 U1 p% a8 _ H
問題解決了沒有？樓主出來填坑

因為后來也沒有深追究，廠家又給做了一根，原來那根打了半價。后來做的這根使用正常，但是俺也沒有看到實物，不知有什么不同。感覺應(yīng)該像是大多數(shù)社友說的，熱處理沒做好。多謝提醒！

作者: 求真555 時間: 2017-3-15 09:43
來學(xué)習(xí)了
這個帖子好。
大家一起來探討出問題的原因。

作者: 笑笑和尚 時間: 2017-3-15 19:28
學(xué)知識了

作者: jinglei3617 時間: 2017-3-16 17:16
好貼！

作者: 永亮 時間: 2017-3-16 22:08
來長知識來了

作者: 蜀山臨風(fēng)觀滄海 時間: 2017-5-20 17:08
從硬度分析來看，芯部硬度居然比表面硬度高，首先懷疑材料就用錯了。
一般用低碳合金鋼滲碳淬火，表面硬度應(yīng)該是58-63HRC，芯部硬度30-45HRC。必須回火。

作者: 風(fēng)卷云舒 時間: 2017-5-21 07:51
熱處理的問題，整個齒淬透了，芯部太硬了！有條件的還是用感應(yīng)式淬火，單件的可以改為油淬，控制一下溫度，也不至于出現(xiàn)斷齒問題！除非你的載荷與設(shè)計的齒輪強度不匹配！

作者: 熊-男的 時間: 2017-5-22 10:42
過載和振動沖擊！

作者: 快樂-哈哈哈 時間: 2017-5-22 10:56
會不會是你熱處理時候整體淬火，結(jié)果表面脫碳了

作者: 蜀山臨風(fēng)觀滄海 時間: 2017-5-24 13:17

風(fēng)卷云舒發(fā)表于 2017-5-21 07:51
$ q& b" [2 |( j B3 W) l8 b$ m熱處理的問題，整個齒淬透了，芯部太硬了！有條件的還是用感應(yīng)式淬火，單件的可以改為油淬，控制一下溫度， ...

低碳合金鋼感應(yīng)淬火能淬硬么？這不是開玩笑么？

作者: 欣晨科技 時間: 2017-5-25 09:42
這齒輪是鑄造的嗎？看圖片很粗糙哈

作者: 愛的國度00 時間: 2017-5-30 08:32
學(xué)習(xí)了

作者: 一星一億 時間: 2017-5-31 14:13
材料韌性不好，或者齒輪參數(shù)本身就有瑕疵

作者: 梁棟 時間: 2017-9-25 20:43
威望不夠，謝謝樓主

作者: zhizuntufu 時間: 2019-2-24 21:47
www.ytsybjq.com

作者: 無葉123654 時間: 2019-4-3 17:06
感覺是整體淬火，心部硬度高，低碳合金不會心部那么高的硬度，應(yīng)該是材料不對。

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