機械傳動裝置基礎件失效分析

第1章機件失效分析概述
Chapter1 Overview of Machine Elements Failure Analysis
1．1失效分析的目的002
1．2003機件失效的分類
1．3失效分析的步驟004
1．3．1失效現(xiàn)場調查和收集背景資料005
1．3．2失效機件的初步檢查006
1．3．3實驗室試驗工作006
1．3．4確定失效類型和失效原因007
1．3．5檢查試驗和分析得來的證據(jù)是否充分完整008
1．3．6完成失效分析報告009
1．4失效分析的觀察和試驗010
1．4．1裂紋觀察010
1．4．2宏觀斷口觀察012
1．4．3微觀斷口觀察與分析018
1．4．4斷口分析在機件失效分析中的作用019
1．4．5化學成分分析020
1．4．6材料力學性能試驗020
1．4．7金相檢驗022

第2章機件失效類型的特征
Chapter2 Characteristics of Machine Elements Failure Types
2．1過量變形失效025
2．2塑性斷裂和脆性斷裂026
2．2．1 塑性斷裂的基本特征027
2．2．2韌性脆性轉變030
2．2．3脆性斷裂的基本特征和分類030
2．2．4氫脆斷裂031
2．3疲勞斷裂032
2．3．1疲勞裂紋形成和擴展的規(guī)律033
2．3．2疲勞失效分析的目標和方法036
2．3．3設計、制造工藝和材質對疲勞失效的影響039
2．4磨損失效041
2．4．1黏著磨損041
2．4．2磨料磨損042
2．4．3微動磨損和微動磨蝕疲勞043
2．4．4磨損失效分析的方法046
2．5膠合失效047

第3章軸的失效分析
Chapter3 Failure Analysis of the Shafts
3．1軸失效分析基本知識050
3．1．1概述050
3．1．2軸上的應力和斷裂特征051
3．1．3軸的失效形式052
3．1．4疲勞失效中的局部應力057
3．1．5軸失效分析的程序063
3．2軸的失效分析實例064
3．2．1實例1高速線材預精軋機輥軸斷裂失效分析064
3．2．2實例2減速機形面軸斷裂失效分析068
3．2．3實例3減速機錐齒輪軸開裂失效分析083
3．2．4實例4壓縮機高速齒輪軸斷裂失效分析087
3．2．5實例5軸轂配合件的微動磨損引發(fā)軸的開裂失效分析102
3．2．6實例6減速機軸微動多沖疲勞斷裂失效分析115
3．2．7實例7硬齒面齒輪減速機高速軸斷裂失效分析124
3．2．8實例8風力發(fā)電機組主軸斷裂失效分析138
3．2．9實例9曲軸斷裂失效分析147
3．2．10實例10制氧廠離心壓縮機斷軸毀機失效分析152

第4章齒輪的失效分析
Chapter4 Failure Analysis of the Gears
4．1齒輪損傷和失效的形式175
4．2輪齒損傷和失效的形貌176
4．2．1磨料磨損和過度磨損失效176
4．2．2干涉磨損失效177
4．2．3膠合失效179
4．2．4齒面疲勞失效180
4．2．5輪齒折斷失效189
4．2．6電蝕失效196
4．2．7塑性變形失效198
4．2．8化學腐蝕失效199
4．2．9齒輪裂紋失效199
4．2．10齒面燒傷失效201
4．2．11輪轂斷裂失效204
4．3誘發(fā)輪齒損傷和失效的主要原因205
4．3．1設計方面的失誤205
4．3．2材料和熱加工方面的失誤206
4．3．3機械加工方面的失誤207
4．3．4裝配方面的失誤208
4．3．5使用和維護方面的失誤208
4．4齒輪失效分析方法中的注意事項208
4．4．1齒輪失效的背景調查208
4．4．2失效齒輪的宏觀觀察210
4．4．3失效齒輪斷口的微觀觀察211
4．4．4失效齒輪的承載能力計算復核213
4．5齒輪失效分析實例217
4．5．1實例1型鋼軋機減速機齒輪齒面剝落原因分析217
4．5．2實例2高速線材廠精軋機增速箱齒輪損傷分析225
4．5．3實例3發(fā)電廠液力偶合器傳動齒輪失效分析232
4．5．4實例4減速機錐齒輪齒面電蝕失效分析240
4．5．5實例5不同來料齒輪熱處理后開裂失效分析252
4．5．6實例6制冷壓縮機高速齒輪輪齒斷裂失效分析258
4．5．7實例7高速線材廠預精軋機過橋齒輪斷齒失效分析279
4．5．8實例8弧齒錐齒輪熱處理裂紋成因分析和改進措施285
4．5．9實例9礦用減速機低速級齒輪輪齒斷裂失效分析290
4．5．10實例10電梯用蝸桿減速機蝸輪磨損失效分析298

第5章軸承的失效分析
Chapter5 Failure Analysis of the Bearings
5．1滾動軸承的失效317
5．1．1滾動軸承失效模式的分類317
5．1．2接觸疲勞失效317
5．1．3磨損失效319
5．1．4腐蝕失效321
5．1．5電蝕失效322
5．1．6塑性變形失效324
5．1．7斷裂與開裂325
5．2套圈滾道面的磨損痕跡（滾跡）327
5．2．1向心軸承滾跡327
5．2．2推力軸承滾跡330
5．3影響軸承壽命的因素331
5．3．1軸承的工作游隙對軸承使用壽命的影響331
5．3．2安裝精度對軸承使用壽命的影響332
5．3．3潤滑油中水分對軸承壽命的影響332
5．3．4潤滑添加劑對軸承疲勞壽命的影響332
5．3．5軸承預緊（預載荷）對軸承性能的影響332
5．4滾動軸承失效分析的方法333
5．4．1滾動軸承的調查334
5．4．2了解軸承的工作條件335
5．4．3宏觀觀察與測量337
5．4．4材料內在質量檢查337
5．4．5失效表面和斷口的微觀觀察338
5．4．6軸承的壽命復核338
5．4．7綜合分析與結論339
5．5軸承失效分析實例339
5．5．1實例1高速線材精軋機滾動軸承失效分析339
5．5．2實例2高速線材精軋機增速箱齒輪損傷和軸承失效分析358
5．5．3實例3減速機滾動軸承高溫抱軸失效分析377
5．5．4實例4變速行星齒輪傳動機滑動軸承失效分析395

第6章螺紋緊固件和花鍵的失效分析
Chapter6 Failure Analysis of Thread Fasteners and Splines
6．1螺紋緊固件的失效分析400
6．1．1螺紋緊固件概述 400
6．1．2螺紋緊固件的失效與分析409
6．2螺紋緊固件失效分析實例414
6．2．1實例1減速機雙頭螺柱安裝擰緊時斷裂失效分析414
6．2．2實例2鋼廠楔形導軌用螺釘斷裂的失效分析419
6．3花鍵的失效分析422
6．3．1花鍵概述422
6．3．2花鍵的失效模式423
6．4花鍵的失效分析實例425
6．4．1實例3花鍵齒過度磨損原因分析和改進措施425
6．4．2實例4掘進機用減速裝置花鍵軸斷裂失效分析433

附錄
Appendix
附錄A復型法454
A．1前言454
A．2復型法的原理和主要操作步驟454
A．3復型法的應用457
附錄B風力發(fā)電機組主軸斷裂宏觀斷口分析459
B．1前言459
B．2風力機主軸斷裂概況459
B．3斷口宏觀觀察460
B．4分析463
B．5后續(xù)工作的建議465
附錄C討論——關于裂紋動力學和瓦納線465
C．1曲軸斷口的非正?，F(xiàn)象465
C．2裂紋動力學簡介466
C．3瓦納線467
C．4曲軸斷口的瓦納線468
C．5小結470
附錄D軸上鍵槽開裂有限元分析471

參考文獻475
Reference