机械传动齿轮失效模式分析.pdfVIP

第45卷第1期宁夏师范学院学报Vol.45No.1

2024年1月JournalofNingxiaNormalUniversityJan.2024

机械传动齿轮失效模式分析

曾雪莲

（福建船政交通职业学院汽车学院，福建福州350007)

摘要：为提高齿轮传动的可靠性，分析齿轮潜在的失效模式以避免或减少齿轮在使用中的失效故障.利

用故障树分析法分析机械传动齿轮失效的主要形式，建立齿轮失效故障树.从齿轮设计、制造、用料和使用维护

等方面进行讨论，建立齿轮失效原因分析鱼骨图.以煤矿机械齿轮为例，利用失效模式及影响分析法，对煤矿机

械齿轮失效模式涉及的故障严酷度、发生概率和故障检测率进行分析，建立煤矿机械齿轮的失效模式及影响分

析报告，并根据失效模式提出保障措施，为提高煤矿机械齿轮的可靠性提供理论依据。

关键词：齿轮；故障树；鱼骨图；失效模式

中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1674-1331(2024)01-0060-06

收稿日期：2023-10-24

基金项目：福建船政交通职业学院科教发展基金项目。

作者简介：曾雪莲（1983一），女，福建龙岩人，副教授，博士，研究方向：机械传动。

失效模式及影响分析（FailureModeandEffectAnalysis,FMEA)是一种挖掘潜在风险，进行风险评

估，对风险优先定级的逻辑分析方法1}，也是当前产品开发过程重要的可靠性分析技术[21.通过评估预测

产品在设计、制造和使用过程中潜在的失效模式，分析失效的原因和后果，并采取相应的措施，以避免或

减少失效风险，提高产品的可靠性.常见的FMEA有4种类型，分别是系统FMEA（主要考虑系统缺陷引

起的潜在故障模式）、设计FMEA（主要考虑设计缺陷引起的潜在故障模式）、过程FMEA（主要考虑生产

或装配缺陷引起的潜在故障模式）和服务FMEA（主要考虑服务过程缺陷引起的潜在故障模式）.在产品

设计过程中，FMEA根据潜在失效模式对“顾客”的影响进行排序列表，建立一套改进设计和开发的优先

控制系统，从而提高产品的可靠性.FMEA的作业内容包括[31失效模式分析、潜在失效后果分析、严重度

分析、失效原因分析、发生度分析、难检度分析和改正措施7项内容，其工作流程如图1所示.

失效模式分析

失效后果分析

改正措施

难检度分析失效严重度分析

发生度分析失效原因分析

FMEA流程

图1

第1期曾雪莲：机械传动齿轮失效模式分析·61·

1齿轮失效故障树

故障树分析就是在产品设计过程中，分析可能造成产品或事件失效的各个因素，画出故障树图，确定

产品或事件失效的原因及概率[4]。建立故障树时，通常把最不希望发生的事件，即齿轮失效作为顶事件

（T1)，并置于故障树第一行.找出导致T1发生的各因素作为中间事件，并以此类推，找出引起齿轮失效

且不能或不需分解的原因作为底事件.如图2建立齿轮失效故障树，作为顶事件的齿轮失效主要由以下

几个因素引起[5I:齿面耗损（A）、胶合(B)、永久变形（C)、齿面疲劳（D)、裂纹（E)和轮齿折断（F).表1是

齿轮失效的底事件代号及底事件对应关系.

齿轮失效(T1)

齿面耗损（A）胶合(B)永久变形(C)齿面疲劳(D)裂纹（E）轮齿折断(F)

A1A2A3A4AsCiC