机械传动装置基础件失效分析电子书

第1章 机件失效分析概述

1.1 失效分析的目的

1.2 机件失效的分类

1.3 失效分析的步骤

1.3.1 失效现场调查和收集背景资料

1.3.2 失效机件的初步检查

1.3.3 实验室试验工作

1.3.4 确定失效类型和失效原因

1.3.5 检查试验和分析得来的证据是否充分完整

1.3.6 完成失效分析报告

1.4 失效分析的观察和试验

1.4.1 裂纹观察

1.4.2 宏观断口观察

1.4.3 微观断口观察与分析

1.4.4 断口分析在机件失效分析中的作用

1.4.5 化学成分分析

1.4.6 材料力学性能试验

1.4.7 金相检验

第2章 机件失效类型的特征

2.1 过量变形失效

2.2 塑性断裂和脆性断裂

2.2.1 塑性断裂的基本特征

2.2.2 韧性脆性转变［5］955

2.2.3 脆性断裂的基本特征和分类

2.2.4 氢脆断裂

2.3 疲劳断裂

2.3.1 疲劳裂纹形成和扩展的规律

2.3.2 疲劳失效分析的目标和方法

2.3.3 设计、制造工艺和材质对疲劳失效的影响

2.4 磨损失效

2.4.1 黏着磨损

2.4.2 磨料磨损

2.4.3 微动磨损和微动磨蚀疲劳

2.4.4 磨损失效分析的方法

2.5 胶合失效

第3章 轴的失效分析

3.1 轴失效分析基本知识

3.1.1 概述

3.1.2 轴上的应力和断裂特征

3.1.3 轴的失效形式

3.1.4 疲劳失效中的局部应力

3.1.5 轴失效分析的程序

3.2 轴的失效分析实例

3.2.1 实例1 高速线材预精轧机辊轴断裂失效分析

3.2.2 实例2 减速机形面轴断裂失效分析

3.2.3 实例3 减速机锥齿轮轴开裂失效分析

3.2.4 实例4 压缩机高速齿轮轴断裂失效分析

3.2.5 实例5 轴毂配合件的微动磨损引发轴的开裂失效分析

3.2.6 实例6 减速机轴微动多冲疲劳断裂失效分析

3.2.7 实例7 硬齿面齿轮减速机高速轴断裂失效分析

3.2.8 实例8 风力发电机组主轴断裂失效分析

3.2.9 实例9 曲轴断裂失效分析

3.2.10 实例10 制氧厂离心压缩机断轴毁机失效分析

第4章 齿轮的失效分析

4.1 齿轮损伤和失效的形式

4.2 轮齿损伤和失效的形貌

4.2.1 磨料磨损和过度磨损失效

4.2.2 干涉磨损失效

4.2.3 胶合失效

4.2.4 齿面疲劳失效

4.2.5 轮齿折断失效

4.2.6 电蚀失效

4.2.7 塑性变形失效

4.2.8 化学腐蚀失效

4.2.9 齿轮裂纹失效

4.2.10 齿面烧伤失效

4.2.11 轮毂断裂失效

4.3 诱发轮齿损伤和失效的主要原因

4.3.1 设计方面的失误

4.3.2 材料和热加工方面的失误

4.3.3 机械加工方面的失误

4.3.4 装配方面的失误

4.3.5 使用和维护方面的失误

4.4 齿轮失效分析方法中的注意事项

4.4.1 齿轮失效的背景调查

4.4.2 失效齿轮的宏观观察

4.4.3 失效齿轮断口的微观观察

4.5 齿轮失效分析实例

4.5.1 实例1 型钢轧机减速机齿轮齿面剥落原因分析

4.5.2 实例2 高速线材厂精轧机增速箱齿轮损伤分析

4.5.3 实例3 发电厂液力偶合器传动齿轮失效分析

4.5.4 实例4 减速机锥齿轮齿面电蚀失效分析

4.5.5 实例5 不同来料齿轮热处理后开裂失效分析

4.5.6 实例6 制冷压缩机高速齿轮轮齿断裂失效分析

4.5.7 实例7 高速线材厂预精轧机过桥齿轮断齿失效分析

4.5.8 实例8 弧齿锥齿轮热处理裂纹成因分析和改进措施

4.5.9 实例9 矿用减速机低速级齿轮轮齿断裂失效分析

4.5.10 实例10 电梯用蜗杆减速机蜗轮磨损失效分析

第5章 轴承的失效分析

5.1 滚动轴承的失效

5.1.1 滚动轴承失效模式的分类

5.1.2 接触疲劳失效

5.1.3 磨损失效

5.1.4 腐蚀失效

5.1.5 电蚀失效

5.1.6 塑性变形失效

5.1.7 断裂与开裂

5.2 套圈滚道面的磨损痕迹（滚迹）

5.2.1 向心轴承滚迹

5.2.2 推力轴承滚迹

5.3 影响轴承寿命的因素

5.3.1 轴承的工作游隙对轴承使用寿命的影响

5.3.2 安装精度对轴承使用寿命的影响

5.3.3 润滑油中水分对轴承寿命的影响

5.3.4 润滑添加剂对轴承疲劳寿命的影响

5.3.5 轴承预紧（预载荷）对轴承性能的影响

5.4 滚动轴承失效分析的方法

5.4.1 滚动轴承的调查

5.4.2 了解轴承的工作条件

5.4.3 宏观观察与测量

5.4.4 材料内在质量检查

5.4.5 失效表面和断口的微观观察

5.4.6 轴承的寿命复核

5.4.7 综合分析与结论

5.5 轴承失效分析实例

5.5.1 实例1 高速线材精轧机滚动轴承失效分析

5.5.2 实例2 高速线材精轧机增速箱齿轮损伤和轴承失效分析

5.5.3 实例3 减速机滚动轴承高温抱轴失效分析

5.5.4 实例4 变速行星齿轮传动机滑动轴承失效分析

第6章 螺纹紧固件和花键的失效分析

6.1 螺纹紧固件的失效分析

6.1.1 螺纹紧固件概述

6.1.2 螺纹紧固件的失效与分析

6.2 螺纹紧固件失效分析实例

6.2.1 实例1 减速机双头螺柱安装拧紧时断裂失效分析

6.2.2 实例2 钢厂楔形导轨用螺钉断裂的失效分析

6.3 花键的失效分析

6.3.1 花键概述

6.3.2 花键的失效模式

6.4 花键的失效分析实例

6.4.1 实例3 花键齿过度磨损原因分析和改进措施

6.4.2 实例4 掘进机用减速装置花键轴断裂失效分析

附录

附录A 复型法

A.1 前言

A.2 复型法的原理和主要操作步骤

A.3 复型法的应用

附录B 风力发电机组主轴断裂宏观断口分析

B.1 前言

B.2 风力机主轴断裂概况

B.3 断口宏观观察

B.4 分析

B.5 后续工作的建议

附录C 讨论—关于裂纹动力学和瓦纳线

C.1 曲轴断口的非正常现象

C.2 裂纹动力学简介

C.3 瓦纳线

C.4 曲轴断口的瓦纳线

C.5 小结

附录D 轴上键槽开裂有限元分析

参考文献

Reference