EDM-齒輪的損傷及對策

買新的齒輪回去做測試，裝在機台沒跑一陣子就有奇怪的聲音？拔下來就發現齒輪有磨耗？更嚴重的整顆破損崩牙？到底是設計問題、荷重問題，還是組裝問題？
今天我們來細談齒輪的損傷磨耗問題。文章最後，我們也會分享一些相關的技術文件與實際案例。

齒輪的損傷主要分為齒面的磨損與輪齒的折損。造成這些損傷的原因很多，比如：齒輪的強度不足、潤滑及安裝不好、預期外的超負荷等等。

齒輪磨耗：為轉動時所產生齒面出現細微的凹凸的「磨合磨耗」到齒面大量剝落的「重大磨耗」等不同程度的磨耗。其形狀失去原形時，齒輪將不能正常的咬合。
齒面疲勞：是齒面在反覆的負荷作用下，齒面出現金屬剝落現象的齒面損傷的總稱。齒面發生重大的磨損時，可能產生以下異常現象。

• 噪音及振動增大
• 齒輪裝置的溫度急速上升、潤滑油嚴重髒汚
• 咬合齒面間齒隙變大

1. 齒面的損傷及對策如下：

(1) 相對負荷齒輪強度（齒面強度）不足時

• 使用硬質及高強度齒輪材料 ex. S45C → SCM440/SCM415等等
• 增大齒輪尺寸，採用大模數或增加輪齒數
• 增加齒寬
• 由直齒齒輪改為螺旋齒齒輪（提高重疊咬合率）

(2) 低負荷

• 透過改變運行條件等減輕負荷

2. 因為安裝狀態不良齒承不好時

修正齒承

3. 齒輪及軸等變形造成齒輪片接觸時

重新設計齒輪、軸及軸承等，提高系統剛性以改善齒承。

4. 潤滑狀態不良時

潤滑油的種類、黏度、量等合理化。

齒輪的齒折斷使其超過預期的重負荷作用在輪齒上造成破損或疲勞斷裂等。正齒輪及傘齒輪等由於負荷集中在齒福端部，造成單側齒承不良接觸面，也會發生輪齒折斷。
齒部折損的原因及對策如下：

1. 衝擊負載造成的齒部折損

• 提高齒輪彎曲強度，改變材料或增大模數是最有效的手段
• 降低或去除衝擊負載，降低旋轉速度等就是有效的手段

2. 變動負荷造成疲勞折損

• 提高齒輪強度
• 減輕負荷或降低迴轉速度

3. 齒的磨損進展齒變薄而折損

是齒部折損問題的根本原因，需要作出對策避免磨耗的發生

□ 齒輪的損傷狀態及其用語

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