疲勞破壞是機(jī)械零件的主要失效形式。對(duì)錐齒輪失效機(jī)理進(jìn)行分析與研究，為提高錐齒輪的疲勞壽命具有至關(guān)重要的意義。
錐齒輪的常見宏觀失效形式
汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系的其他齒輪比較，它具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、載荷變化多、沖擊等特點(diǎn)。因此，齒輪的常見失效形式大體可以分為以下幾種：
(1)輪齒折斷
輪齒在承受載荷時(shí)，如同是懸臂梁，在齒根部受到脈動(dòng)循環(huán)的彎曲應(yīng)力作用，當(dāng)這種周期性的應(yīng)力過高超過齒輪材料的彎曲疲勞極限時(shí)，就會(huì)在齒根部引起疲勞裂紋，并逐步擴(kuò)展。當(dāng)剩余部分無法承擔(dān)外載荷時(shí)，就會(huì)發(fā)生斷齒。另一方面，在齒輪工作當(dāng)中，由于嚴(yán)重的沖擊和過載以及材質(zhì)不均勻，這樣都可能引起斷齒。
(2)齒面疲勞
齒面疲勞是由于力的反復(fù)作用在表面和次表面產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致的材料損傷，其特征為齒面金屬材料的移失并在齒面上形成一些凹坑的現(xiàn)象。根據(jù)齒面狀況、材質(zhì)及載荷等條件的不同，疲勞裂紋可擴(kuò)展成不同形貌和不同嚴(yán)重程度的齒面疲勞：早期點(diǎn)蝕、破壞性點(diǎn)蝕、齒面剝落和表層壓碎。
(3)磨損
磨損是在嚙合傳動(dòng)過程中，由于嚙合齒面間存在著相對(duì)滑動(dòng)、研磨或劃痕，從而使輪齒接觸表面上的材料發(fā)生移失的現(xiàn)象，根據(jù)表面破壞機(jī)理特征的不同，磨損可分為磨料磨損、粘著磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損和微動(dòng)磨損等。
(4)擦傷
所謂的擦傷就是由于齒輪表面承受過大的接觸壓力、潤(rùn)滑劑極壓性能不足或齒面缺乏足夠的潤(rùn)滑劑，導(dǎo)致潤(rùn)滑油膜不能建立，齒輪處于干摩擦或邊界摩擦狀態(tài)，嚙合齒面直接接觸，造成齒輪材料的移除。擦傷的形貌特征：在齒面上沿滑動(dòng)方向出現(xiàn)溝槽，主要分布在滑動(dòng)速度較快的齒頂、齒根區(qū)域。按照損傷面積的大小，可分為輕微擦傷、中等擦傷、嚴(yán)重擦傷。