本文以∮2700×3600型球磨機的傳動齒輪副為例，重點對傳動齒輪磨損失效問題進行研究，并提出改進措施。
1、齒輪傳動系統簡介
本文研究的∮2700x 3600型球磨機傳動系統如圖1所示，該傳動系統采用半開式單邊傳動。
由圖l可知，該傳動系統主要包括電動機、聯軸器、傳動軸、小齒輪、大齒圈及軸承和軸承座等。傳動過程如圖2所示：
電動機通過聯軸器將動力傳給小齒輪，再經齒輪嚙合傳給大齒圈，帶動球磨機轉動。傳動齒輪參數如表1。該傳動齒輪副系統具有高速、強振動、重載、周期性沖擊、工作環境惡劣等特點，富通新能源銷售球磨機、雷蒙磨粉機等磨機機械設備。
在生產運行中，發現齒輪使用壽命與預期壽命有的相差很大，齒輪齒面磨損現象嚴重，非正常磨損又導致傳動裝置產生劇烈振動，嚴重時造成軸承座的損壞。通過對報廢齒輪的失效形式進行統計發現輪齒雖然也有折斷現象，但比例較小，磨損失效占的比例最大，有必要對磨損問題進行研究。
2、傳動齒輪副磨損理論及影響因素
2.1齒輪傳動的特點
齒輪傳動實際上是通過主動齒輪的齒廓，推動從動齒輪輪齒的齒廓來實現運動傳遞的。在一對輪齒從開始嚙合到脫離嚙合的過程中，具有以下幾個特點：
(1)齒輪傳動中，作用在輪齒上的力總是垂直指向齒面。
(2)傳動過程中，齒面上任一點處的受力都是時時變化的，從齒體來說，以彎曲應力為主。
(3)在輪齒的運動過程中，除節點處是純滾動外，其余接觸點均為連滾帶滑，齒根部分比齒頂部分跑得慢。
(4)齒輪副的實際中心線和理論嚙合線是以平面運動方式變化的，實際嚙合點的軌跡足一條曲線。
2.2磨損理論及分類
磨損是指運動副之間磨擦導致零件表面材料的逐漸喪失或遷移，齒輪磨損是指嚙合過程中齒輪表面材料不斷摩擦和消耗的過程日。
關于磨損現象的本質問題，人們曾經提出過很多理論p，如克拉蓋爾斯基的疲勞磨損理論，麻省理工學院的剝層理論等他們從不同的角度對磨損現象進行了大量的理論研究。但由于影響因素多種多樣，例如材料性能、工作環境、潤滑、制造和安裝精度以及在運行過程中的維修等等，各因素之間又互相影響，因此對磨損的研究，以實驗研究和現場的經驗為主，以獲得研究數據，進行經驗性的研究。
關于磨損的分類方法也不一致，可概括為以下幾種：按磨損程度可以將磨損劃分為輕微磨損、中等磨損和過度磨損；按照磨損機理可分為粘著磨損、磨料磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損、流體侵蝕磨損、機械化學磨損等類型；按磨損結果著重對磨損表面的外觀描述可分為劃傷磨損、點蝕磨損、剝落磨損、膠合磨損等。
2.3磨損影響因素
本文主要從制造、工作環境、潤滑、安裝精度等方面進行研究。
2.3.1制造方面
首先是選材，材料是決定齒輪耐磨性的一個重要因素，材料的含碳量及合金成份對耐磨性有明顯影響。有資料介紹，合金元素與鋼中的碳形成特殊的碳化物，能明顯提高鋼的耐磨性。而Ni是一種綜合性較好的元素，它不能與碳形成碳化物，可以增強鋼的淬透性，提高材料的各項機械性能。其次是輪齒的制造精度和表面光潔度，應符合要求。
2.3.2工作環境方面
受空間、重量等因素的限制，該傳動系統采用制造簡單、更換方便的開式齒輪傳動。實際工作條件是：首先空氣中漂浮有大量粉塵，當這些顆粒落到齒面上時，則由于油脂的粘附作用，這些顆粒會附著在齒面上，隨著輪齒的相互嚙合，受到強大壓力作用，較硬的粉塵顆粒被嵌入齒面，超過齒輪齒面硬度的顆粒，就會在齒面上劃出劃痕；繼續受壓應力作用，疲勞脫落，就形成磨損顆粒。其次這類齒輪由于本身受負荷較大，沖擊嚴重，潤滑不良，密封狀況較差，齒面也容易發生劇烈磨損，
2.3.3潤滑方面
該傳動系統的潤滑裝置是在嚙合區上方的齒輪護罩部位開有—個的加油槽，潤滑油通過油槽底部的縫隙滴到齒輪上方的脫離嚙合的部位，又是采用人工定期加油。容易出現如下問題：
(1)由于潤滑油是在齒輪旋轉一周后，才能進入嚙合區。大部分潤滑油在離心力的作用下被甩到齒輪副上面護罩的底部，只有很少一部分能進入齒輪副局部嚙合區，造成嚙合區缺油，形成千摩擦引起磨損。
(2)由于加油槽沒有進行封閉，空氣中的漂浮物和小顆粒，會隨著潤滑油進入嚙合表面，引起磨粒磨損，齒輪護罩底部的長期積累下的顆粒由于振動也會落入齒輪嚙合區，也容易引起磨粒磨損。
(3)加油槽長期不清理，空氣中的漂浮物和小顆粒，堵塞加油縫隙，部分操作人員不按時加油都容易造成注油不充分，導致缺油，在齒輪副嚙合面之間不能形成油膜，形成干摩擦。
2.3.4安裝精度方面
安裝精度不合格時，容易出現兩類問題：
(1)當球磨機的軸線與小齒輪軸線平行度誤差超出允許范圍時，會出現“一端接觸”現象，引起載荷沿齒寬方向分布不均勻，導致輪齒表面產生磨損不均勻，以及嚙合齒輪的側間隙或頂間隙控制不嚴時，會影響齒輪的潤滑效果引起磨損。
(2)當球磨機電機軸和小齒輪的軸線之間的同軸度誤差超出允許范圍時，會引起強烈的振動，系統振動能使齒輪在嚙合過程中出現所謂的動態嚙合變位，這種動態嚙合變位導致嚙合點在齒高中部某些鄰域以進兩步退一步的往復方式移動，這一方面容易使嚙合齒面間的潤滑油膜遭到破壞，使磨擦增大，另一方面導致沖擊載荷急劇增加，使載荷峰值增加，也增加了嚙合齒面聞的相對滑動距離，這幾方面的綜合效應導致嚙合齒面間發生劇烈滑動摩擦，引起齒面的過早磨損。
3、改進方案及措施
根據以上分析，結合實際工作條件，從以下方面提出如下改進措施。
(1)改變齒輪密封形式。為減少進入齒輪副嚙合面的粉塵數螢，減少磨粒磨損現象的發生，將密封形式由半開式改為封閉式。
(2)改變齒輪潤滑方式。為保hE齒輪嚙合面上潤滑油的充分供給，避免缺油現象的發生，將齒輪潤滑方式由人工定時加油改為自動噴油潤滑。
(3)為避免“一端接觸”現象的發生，嚴格按照球磨機安裝和檢修標準進行安裝和檢修，保證電動機主軸和小齒輪的軸線之間的同軸度誤差在允許的范圍內。
(4)為減少傳動齒輪副的周期性沖擊、振動等，應加強日常點檢和維修，將小齒輪軸線和大齒輪軸線之間的平行度嚴格控制在誤差允許范圍之內。
(5)改善齒面的加工質量，在不增加加工成本的前提下，盡量提高輪齒的精度和表面光潔度，使齒面有效接觸面積盡可能擴大，減少磨損。
4、結束語
首先簡述了Ø2700×3600型球磨機傳動系統的工作原理和特點，指出磨損是傳動齒輪副的主要失效形式，結合磨損理論分析了影響因素，并提出改進措施，得出如下結論：
(1)磨損是球磨機傳動齒輪副的主要失效形式。
(2)齒輪的材料性能、制造精度對齒輪的磨損失效有很大的影響。
(3)工作環境惡劣，傳動齒輪副密封狀況差，導致齒輪磨損的主要原因。
(4)潤滑不良、安裝精度差引起的振動，也是齒輪副產生磨損主要原因。
