Виды разрушения зубьев и критерии работоспособности зубчатых передач

В процессе зацепления на зуб действует нагрузка, передаваемая зацеплением, и силы трения. Циклическое изменение напряжений может быть причиной поломки зубьев и усталостного выкрашивания их поверхностей, а трение в зацеплении вызывает износ и заедание зубьев.

Поломка зубьев. Вследствие своей внезапности это наиболее опасный вид разрушения. Излом зубьев является следствием возникающих в зубьях повторно-переменных напряжений изгиба. Усталостные трещины образуются у основания зуба на той стороне, где от изгиба возникают наибольшие напряжения растяжения. Прямые короткие зубья выламываются полностью, а длинные, особенно косые, обламываются по косому сечению (рис. 6.27,а); Усталостную поломку предупреждают расчетом на прочность по напряжениям изгиба [σ]_и, применением коррекции, а также увеличением точности изготовления и монтажа передачи.

Рис. 6.27. Виды разрушения зубьев

Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев. Является основным видом разрушения зубьев закрытых передач. Возникает вследствие действия повторно-переменных контактных напряжений σ_к (см. рис. 5.4). Процесс разрушения начинается на ножке зуба в околополюсной зоне, где развивается наибольшая сила трения, способствующая пластическому течению металла и образованию микротрещин на поверхности зубьев (см. рис. 5.5, а). Развитие микротрещин приводит к выкрашиванию частиц поверхности, образованию вначале мелких ямок (см. рис. 6.27, б), переходящих далее в раковины. При выкрашивании нарушаются условия образования сплошной масляной пленки (смазка выжимается в ямки), что приводит к быстрому износу и задиру зубьев. Усталостное выкрашивание зубьев предупреждают расчетом на прочность по контактным напряжениям, повышением твердости поверхности зубьев, применением коррекции, повышением степени точности, правильным выбором сорта масла.

В открытых передачах выкрашивания не наблюдается, так как процесс износа поверхности зубьев опережает процесс развития усталостных трещин.

Износ зубьев. Является основным видом разрушения зубьев открытых передач. По мере износа зуб утоняется (см. рис. 6.27, в), ослабляется его ножка, увеличиваются зазоры в зацеплении, что в конечном итоге приводит к поломке зубьев. Разрушению зубьев предшествует возникновение повышенного шума при работе передачи. Износ можно уменьшить защитой от попадания абразивных частиц, повышением твердости и класса чистоты рабочих поверхностей зубьев, уменьшением скольжения зубьев путем коррекции.

Заедаиие зубьев. (См. «Задир поверхностей фрикционных передач») Заключается в приваривании частиц одного зуба к другому вследствие местного повышения температур в зоне зацепления. Образовавшиеся наросты на зубьях задирают рабочие поверхности других зубьев, бороздя их в направлении скольжения. (см. рис. 6.27, г). Заедание зубьев предупреждают повышением твердости и класса чистоты рабочих поверхностей зубьев, применением коррекции, правильным подбором противозадирных масел.

Дата добавления: 2014-01-14