12-1齒輪傳動的失效形式和設計準則
一、齒輪傳動的失效形式
1.齒輪折斷
2.齒麵點蝕
新齒輪在短期工作後出現的點蝕痕跡，繼續工作不再擴展或逐步消失的稱為非擴展性點蝕，這種點蝕僅發生在軟齒麵輪齒上。隨著工作時間延長而繼續擴展的點蝕稱擴展性點蝕。這種點蝕的出現，齒麵不再是完整的漸開線曲麵，從而影響輪齒的正常齧合，產生振動和噪聲，影響傳動的平穩性。嚴重的擴展性點蝕能使齒輪很快報廢。
點蝕通常是軟齒麵閉式齒輪傳動的主要失效形式。開式齒輪傳動由於磨損快，表麵疲勞裂紋還沒出現或擴展就被磨掉，所以見不到點蝕現象。
提高齒麵硬度、降低表麵粗糙度和采用粘度較高的潤滑油均可增強齒麵抗疲勞點蝕的能力。
3.齒麵膠合
高速重載的齒輪傳動，常因齧合區齒麵間壓力大、溫度高、潤滑效果差，致使兩齒麵金屬直接接觸並相互熔焊粘著，較軟的齒麵沿滑動方向被撕下形成溝紋傷痕。這種膠合現象多發生在齒頂和齒根部位。在低速重載傳動中，由於齧合處局部壓力很高，齒麵間不易形成潤滑油膜也可能產生膠合失效。
提高齒麵硬度、降低齒麵粗糖度、采用抗膠合能力強的潤滑油等，均可防止或減輕齒麵的膠合。
4.齒麵磨損
相齧合的兩工作齒麵間有相對滑動，在載荷作用下引起磨損。當齒麵間落入灰塵、鐵屑等硬顆粒引起的磨損更為嚴重。磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式。磨損後，漸開線齒廓失真，齒厚變薄，齒側問隙加大，從兩引起振動、噪聲，甚至發生輪齒折斷。
來用閉式齒輪傳動、保持良好的潤滑並適時更換髒油、合理提高齒麵硬度均可減輕齒麵的磨損。
5.塑性變形
“齒麵較軟的齒輪，在低速重載條件下工作時，由於齒麵壓力過大，在摩擦力作用下，齒麵產生局部塑性變形，從而破壞了正確的齒形。
適當的提高齒麵硬度和潤滑油的粘度，有助於防止產生齒麵塑性變形。
二、設計準則
齒輪承載能力的計算方法取決於齒輪可能出現的損傷和失效形式。因此，計對上述各種失效形式，應分別確定相應的設計準則，以保證齒輪傳動在工作壽命期間內具有足夠的承載能力而不失效。由於磨損和塑性變形尚未建立成熟的計算法，因此，在工程實際中大多數情況下隻作齒根彎曲疲勞強度和齒麵接觸疲勞強度的計算。
對於閉式齒輪傳動，當一對齒輪或其中之一為軟齒麵時，其主要失效是齒麵點蝕，故通常按齒麵接觸疲勞強度設計，確定主要尺寸，然後校核齒根彎曲疲勞強度。當一對齒輪均為硬齒麵，時，因主要失效形式是輪齒折斷，故按齒根彎曲疲勞強度設計，確定模數，然後再校核齒麵接觸疲勞強度。對於高速、大功率的齒輪傳動，還需要按齒麵抗膠合能力的準則進行計算。
對於開式齒輪傳動，隻需按齒根彎曲疲勞強度計算求取模數，並將所求得的模數適當加大，以補償磨損的影響。
12-2齒輪常用材料
齒輪失效有齒麵失效和齒根折斷，因此選擇齒輪材料時，應使齒麵具有足夠的硬度和耐磨性以抵抗齒麵磨損、點蝕、膠合和塑性變形，而且還應有足夠的彎曲強度，以抵抗齒根折斷。對齒輪材料的基本要求是：齒麵要硬，齒芯要韌。另外，選擇材料還應考慮加工和熱處理的工藝性及經濟性的要求。
製造齒輪的材料最常用的是各種鋼材，其次是鑄鐵，還有非金屬枒料。
一、鋼
鋼材的強度高、韌性好、耐衝擊，還可通過熱處理改善其機械性能，以提高齒輪的承載能力和壽命。鋼材可分為鍛鋼和鑄鋼兩類。
1.鍛鋼
鋼材經鍛造鐓粗後，毛坯內部金屬組織形成有利的鍛紋方向，可以提高強度。因此，重要的齒輪大多采用鍛鋼。常用的是含碳量的碳鋼或合金鋼。