【机械行业标准(JB)】 重载齿轮失效判据

中华人民共和国机械行业标准 重载齿轮 失效判据 标准编号：JB/T 5664-1991 1 主题内容与适用范围 本标准规定了圆周速度v≤20m/s的重载动力传动齿轮在使用过程中出现的磨损、点蚀、剥落、胶合、塑性变形、折断及裂纹等失效形式及其判据。 本标准主要用于判别经运行后已出现损伤的重载齿轮是否达到失效程度，以便及时预防重大事故并准备备件，也可用于产品可靠性评定。 本标准不适用于对可靠度、振动或噪声有特殊要求的齿轮，也不适用于作为齿轮制造或台架试验合格与否的判定依据。 2 引用标准 GB 3480 渐开线圆柱齿轮承载能力计算 GB 3481 齿轮轮齿损伤的术语、特征和原因 GB 6404 齿轮装置噪声声功率级测定方法 GB 8543 齿轮装置验收试验中机械振动的测定 GB 10095 渐开线圆柱齿轮精度 3 失效的形式与判据 3.1 重载齿轮的分类 重载齿轮按使用条件分为三类： - I类：一般设备用齿轮，其失效仅引起单台设备停产，如开式传动齿轮、矿山破碎机齿轮等； - II类：重要设备用齿轮，其失效将引起机组、生产线或全厂停产，并可能造成设备损坏，如球磨机、烧结设备、化工及轻工机械齿轮等； - III类：高安全要求设备用齿轮，其失效可能引起设备损坏或人身事故，如起重设备、载人电梯齿轮等。 3.2 齿面磨损失效 3.2.1 磨损形式 齿面磨损分为正常磨损和非正常磨损。 - 正常磨损：齿轮在啮合传动过程中不可避免的缓慢磨损。 - 非正常磨损：包括磨粒磨损、过渡磨损和腐蚀磨损等。 - 磨粒磨损：由于外部硬质颗粒进入啮合齿面或润滑油中含有磨料，导致齿面出现均匀条痕磨损； - 过渡磨损：齿根或齿顶渗碳层被磨去，齿面出现台阶，齿厚减薄； - 腐蚀磨损：由化学腐蚀引起的齿面损伤。 3.2.2 磨损失效判据 a. 当齿根两侧磨损量之和△S与齿轮模数m的比值M（M=△S/m）达到或超过规定值时，应判定为失效。不同类别齿轮的限值如下： - 当v＜10m/s时：I类40%，II类30%，III类15%； - 当10≤v≤20m/s时：I类30%，II类20%，III类10%。 b. 按GB 3480计算磨损后的齿轮弯曲强度安全系数SF'，当SF'小于规定的最小安全系数[SFmin]时，应判定该轮齿失效。 注：上述a、b两种方法等效，优先采用a法。 3.3 齿面点蚀失效 3.3.1 点蚀形式 - 初期点蚀：在运转初期出现，经跑合后趋于稳定，不再扩展； - 扩展性点蚀：齿轮接触应力持续超过疲劳极限，点蚀不断扩展，伴随磨损加剧、振动与噪声增大，最终导致失效。 3.3.2 点蚀失效判据 点蚀失效可按以下指标判定： - 齿面点蚀面积占工作齿面面积的比率α； - 点蚀坑最大尺寸与模数之比β； - 点蚀坑最大深度与模数之比γ。 当点蚀指标达到规定限值时，应判定为失效： - I类齿轮：任一组指标达到限值即判为失效； - II、III类齿轮：各自指标达到规定值时判为失效。 补充说明： 1）点蚀坑深度包括微裂纹深度及齿面磨损厚度； 2）当点蚀坑深达到限值但其他指标未达限值时，应建立档案并进行跟踪观测； 3）点蚀面积测量方法可参照GB 10095中齿面接触斑点测量方法。 此外，可根据未点蚀齿面等效齿宽计算齿面接触应力，用于辅助判定齿轮失效情况。