齒輪常見的失效分為齒輪軸失效、輻板失效和輪齒失效，其中前兩種失效情況一般由應(yīng)力破壞、疲勞破壞、共振破壞等因素造成，而輪齒失效又可根據(jù)失效形態(tài)分為五種情況。

輪齒折斷

表現(xiàn)：輪齒的整體或局部從齒輪斷裂分離或脫落，常見為齒根折斷。

影響：輪齒折斷是最為嚴(yán)重的失效形式，斷齒常常會(huì)在離心力的作用下造成傳動(dòng)瞬時(shí)卡滯或破壞機(jī)匣，造成設(shè)備停機(jī)，必須避免。

診斷：輪齒在工作過程中承受嚙合力，其中齒根部分承受的彎曲應(yīng)力最大，而且齒根圓角常常有應(yīng)力集中。當(dāng)瞬時(shí)沖擊載荷超過額定載荷時(shí)，可能會(huì)造成過載折斷；當(dāng)受到的交變應(yīng)力超過材料的彎曲疲勞極限且不斷重復(fù)時(shí)，在齒根受拉的一側(cè)就會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，最終發(fā)生疲勞折斷。

對(duì)策：設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，應(yīng)對(duì)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。通常的，可以通過增大模數(shù)、增大齒根圓角半徑、齒面強(qiáng)化處理等方式進(jìn)行改善。

齒面點(diǎn)蝕

表現(xiàn)：齒面在嚙合過程中會(huì)受到交變接觸應(yīng)力，若因此產(chǎn)生的疲勞裂紋擴(kuò)展為金屬脫落而形成麻點(diǎn)狀凹坑即為疲勞點(diǎn)蝕。

影響：點(diǎn)蝕發(fā)生后，傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)加大、噪聲明顯，以至于齒輪不能正常工作而使傳動(dòng)失效。

診斷：點(diǎn)蝕一般發(fā)生在閉式軟齒面齒輪箱中，因?yàn)辇X面硬度越高，抗點(diǎn)蝕能力則越強(qiáng)，在開式齒輪箱中，由于潤(rùn)滑較差，齒面磨損較快，裂紋還未擴(kuò)展就被磨掉，因此較少有點(diǎn)蝕現(xiàn)象。

對(duì)策：為避免齒面點(diǎn)蝕，應(yīng)進(jìn)行齒面接觸疲勞校核，一般可以通過提高齒面硬度、加大分度圓直徑、合理選用潤(rùn)滑油等進(jìn)行改善。

齒面磨損

表現(xiàn)：齒面磨損又稱微粒磨損，表現(xiàn)為齒面產(chǎn)生磨損進(jìn)而輪齒變薄。

影響：齒面磨損使得齒廓形狀破壞，從而引起沖擊、振動(dòng)、噪聲等問題，若不及時(shí)進(jìn)行檢修，將最終導(dǎo)致齒厚減薄帶來的輪齒折斷。

診斷：根據(jù)工作條件的不同，會(huì)出現(xiàn)不同的磨損形式，如金屬屑、砂粒等硬質(zhì)顆粒進(jìn)入嚙合位置破壞齒面等。齒面磨損時(shí)開式齒輪的主要失效形式。

對(duì)策：一般通過提高齒面硬度、提高潤(rùn)滑清潔度等進(jìn)行改善，或直接改為閉式齒輪傳動(dòng)。

齒面膠合

表現(xiàn)：相嚙合的兩齒面材料粘結(jié)在一起，從而一齒面上部分材料膠合到另一齒面上，齒面膠合是高速重載齒輪的主要失效形式。

影響：膠合的多余材料很容易造成其他齒面的擦傷溝痕，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致傳動(dòng)失效。

診斷：齒面膠合一般分為熱膠合與冷膠合。高速重載傳動(dòng)時(shí)，由于壓力大、速度高，使得嚙合處瞬時(shí)溫度過高，致使齒面金屬粘連撕脫，此為熱膠合。低速重載傳動(dòng)時(shí)，由于齒面間油膜直接被過大的接觸壓力壓潰而產(chǎn)生膠合，此為冷膠合。

對(duì)策：為避免齒面膠合，應(yīng)進(jìn)行抗膠合承載能力校核。通常的，可以通過減小模數(shù)、提高齒面硬度、降低接觸粗糙度、采用齒廓修形等進(jìn)行改善。

塑性變形

表現(xiàn)：輪齒永久變形。當(dāng)突然過載，較大的沖擊載荷可能會(huì)引起輪齒偏移；當(dāng)載荷過大將油膜破壞時(shí)，摩擦力加劇，齒面接觸應(yīng)力大于材料的抗剪強(qiáng)度，齒面材料沿摩擦力方向進(jìn)行流動(dòng)，發(fā)生變形。

影響：輪齒的塑性變形破壞了齒輪正確的嚙合位置及嚙合輪廓，嚴(yán)重時(shí)，變形的金屬充滿頂隙，引起劇烈振動(dòng)，甚至發(fā)生斷裂。

診斷： 一般發(fā)生在軟齒面、低速重載的傳動(dòng)中。主動(dòng)輪形成凹溝，從動(dòng)輪形成凸棱。

對(duì)策：通常的，可通過提高齒面硬度和潤(rùn)滑油黏度進(jìn)行改善。

在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，可以根據(jù)齒輪分類和常見的失效形式對(duì)輪齒強(qiáng)度進(jìn)行校核：

特別的，對(duì)于高速重載的或強(qiáng)度裕度較小的工況，除應(yīng)考慮正常工作載荷，還應(yīng)考慮啟動(dòng)載荷、剪斷保護(hù)載荷、沖擊載荷等非正常載荷來對(duì)輪齒進(jìn)行強(qiáng)度校核，也應(yīng)該關(guān)注齒輪軸、輻板的靜強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度。對(duì)于噪聲、振動(dòng)、可靠性要求較高的工況，還應(yīng)通過齒輪磨齒、齒廓修形、齒輪動(dòng)平衡等方式提高傳動(dòng)精度，在齒輪裝配時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行安裝距、齒輪側(cè)隙、齒輪印痕的調(diào)整來保證良好的工作狀態(tài)。在后期設(shè)備的維護(hù)中，也應(yīng)注意齒輪箱的潤(rùn)滑及清潔情況，提高壽命。