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：輪齒折斷是最為嚴重的失效形式，斷齒常常會在離心力的作用下造成傳動瞬時卡滯或破壞機匣，造成設(shè)備停機，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。當瞬時沖擊載荷超過額定載荷時，可能會造成過載折斷；當受到的交變應(yīng)力超過材料的彎曲疲勞極限且不斷重復時，在齒根受拉的一側(cè)就會產(chǎn)生疲勞裂紋，最終發(fā)生疲勞折斷。

對策：設(shè)計齒輪時，應(yīng)對齒根彎曲疲勞強度進行校核。通常的，可以通過增大模數(shù)、增大齒根圓角半徑、齒面強化處理等方式進行改善。

齒面點蝕

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

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

診斷：點蝕一般發(fā)生在閉式軟齒面齒輪箱中，因為齒面硬度越高，抗點蝕能力則越強，在開式齒輪箱中，由于潤滑較差，齒面磨損較快，裂紋還未擴展就被磨掉，因此較少有點蝕現(xiàn)象。

對策：為避免齒面點蝕，應(yīng)進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、合理選用潤滑油等進行改善。

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、噪聲等問題，若不及時進行檢修，將最終導致齒厚減薄帶來的輪齒折斷。

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

對策：一般通過提高齒面硬度、提高潤滑清潔度等進行改善，或直接改為閉式齒輪傳動。

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)，最終導致傳動失效。

診斷：齒面膠合一般分為熱膠合與冷膠合。高速重載傳動時，由于壓力大、速度高，使得嚙合處瞬時溫度過高，致使齒面金屬粘連撕脫，此為熱膠合。低速重載傳動時，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。

對策：為避免齒面膠合，應(yīng)進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、采用齒廓修形等進行改善。

塑性變形

表現(xiàn)：輪齒永久變形。當突然過載，較大的沖擊載荷可能會引起輪齒偏移；當載荷過大將油膜破壞時，摩擦力加劇，齒面接觸應(yīng)力大于材料的抗剪強度，齒面材料沿摩擦力方向進行流動，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，嚴重時，變形的金屬充滿頂隙，引起劇烈振動，甚至發(fā)生斷裂。

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

對策：通常的，可通過提高齒面硬度和潤滑油黏度進行改善。

在設(shè)計齒輪時，可以根據(jù)齒輪分類和常見的失效形式對輪齒強度進行校核：

特別的，對于高速重載的或強度裕度較小的工況，除應(yīng)考慮正常工作載荷，還應(yīng)考慮啟動載荷、剪斷保護載荷、沖擊載荷等非正常載荷來對輪齒進行強度校核，也應(yīng)該關(guān)注齒輪軸、輻板的靜強度及疲勞強度。對于噪聲、振動、可靠性要求較高的工況，還應(yīng)通過齒輪磨齒、齒廓修形、齒輪動平衡等方式提高傳動精度，在齒輪裝配時，還應(yīng)進行安裝距、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)備的維護中，也應(yīng)注意齒輪箱的潤滑及清潔情況，提高壽命。