在風力發(fā)電行業(yè)中，齒輪傳動應(yīng)用廣泛并且極為重要，因此齒輪的損傷和失效倍受關(guān)注。風電齒輪失效可分為兩大類：輪體失效和輪齒失效。輪體失效一般情況下很少出現(xiàn)，因此齒輪的失效通常是指輪齒失效。所謂輪齒失效是指齒輪在運轉(zhuǎn)過程中由于某些原因?qū)е螺嘄X在尺寸、形狀以及材料性能等方面發(fā)生改變而不能正常完成工作。輪齒失效形式主要有折斷、點蝕、磨損、膠合及塑性變形。
一、 折斷
輪齒折斷是輪齒失效最嚴重的形式，它會導致停機甚至造成嚴重事故，因此要引起特別注意。
輪齒折斷分兩種，一種是疲勞折斷：齒輪在傳遞動力時，相當于一根懸臂梁，齒根受到的彎矩應(yīng)力最大，齒根過渡圓角處具有非常大的應(yīng)力集中。傳遞載荷時，輪齒根部所受的彎矩隨著嚙合點的改變而變化，長時間交變載荷使得齒根應(yīng)力集中處產(chǎn)生疲勞裂紋，隨著載荷重復(fù)次數(shù)的增加，裂紋不斷擴展，最終導致輪齒折斷。另一種是過載折斷：短時間過載或受到過大的沖擊載荷導致輪齒突然折斷。
為了提高輪齒的抗折斷能力，可以采取以下措施：
1、選擇適當?shù)凝X寬和模數(shù)，保證輪齒強度;
2、采用合適的材料和熱處理方法;
3、增大齒根過渡圓角半徑，減小齒面粗糙度，對齒根表面進行強化處理。
二、點蝕
齒輪傳遞動力時，接觸面積較小，因而產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力。傳動過程中，接觸應(yīng)力從零增加到最大值又從最大值到零。當接觸應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)超過一定限額后，齒面間便會產(chǎn)生疲勞裂紋。如果潤滑油滲入裂縫，在齒輪嚙合擠壓時因封閉油位急劇升高，促使裂紋擴展，最終導致齒面表層小片金屬剝落，形成小坑，稱為疲勞點蝕。點蝕會使輪齒工作面損壞，嚴重的點蝕甚至會造成傳動不平衡和噪聲。
降低點蝕的措施：
1、提高齒面硬度;
2、降低齒面粗糙度;
3、選用粘度大的潤滑油。
三、磨損
齒輪傳動時，輪齒受載荷作用，同時接觸的兩齒間有相對滑動，故而發(fā)生磨損。齒面磨損速度符合預(yù)期，則正常，正常磨損的齒面光亮，且不影響齒輪正常工作。齒面磨損嚴重時，漸開線輪廓被破壞，齒側(cè)間隙增大從而導致傳動不平穩(wěn)，產(chǎn)生沖擊和噪音，甚至導致輪齒折斷。
磨損的原因有很多：
1、輪齒工作齒面間的相對滑動;
2、有金屬微粒、灰塵、污染物等進入嚙合區(qū);
3、潤滑不良。
為了減少齒面磨損，可以：
1、提高齒面硬度;
2、降低齒面粗糙度;
3、采用潤滑良好的閉式傳動。
四、膠合
在高速重載齒輪傳動中，由于滑動速度高而產(chǎn)生的瞬時高溫會使油膜破裂，造成齒面間的粘焊現(xiàn)象，粘焊處被撕裂，齒面沿滑動方向均會產(chǎn)生溝痕，這種膠合膠合稱為熱膠合。在低速齒輪傳動中，不易形成油膜，摩擦熱不大，但也可能因重載產(chǎn)生冷粘著，這種膠合稱為冷膠合。
減少膠合的措施：
1、適當提高齒輪表面硬度;
2、降低齒輪表面粗糙度;
3、兩齒輪選用不同材料。
五、塑性變形
在低速重載齒輪傳動時，齒輪齒面會承受很大的壓力和摩擦力。當齒輪材料較軟，齒面硬度不高時，齒輪表面的金屬材料可能會沿相對滑動方向發(fā)生局部塑性流動，致使齒面出現(xiàn)塑性變形。
防止措施：
1、提高齒面硬度和潤滑油黏度;
2、盡量避免頻繁啟動或過載。
