Критерии работоспособности и расчет закрытых/открытых цилиндрических зубчатых передач

Для зубчатых передач основным критерием работоспособности является прочность зубьев. Под действием нормальной силы и силы трения зуб находится в условиях сложного напряжения; на работоспособность зубчатого колеса основное влияние оказывают два напряжения: контактные напряжения σН и напряжения изгиба σF (наибольшие их которых действуют в основании зуба).

Переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев: поломка зубьев (излом) от напряжений σF и контактное выкрашивание рабочей поверхности от контактных напряжений σН.

Виды разрушений зубьев зубчатой передачи: 1 – поломка зуба, 2 – контактное выкрашивание поверхности зуба. Различают два вида поломки зубьев:

1. Поломка от больших перегрузок (ударных или статических) – предупреждают защитой привода от перегрузок или учетом перегрузок при расчете; усталостная поломка – предупреждают определением размеров передачи из расчета на усталость.

Основные меры предупреждения поломки зубьев – увеличение модуля, положительное смещение при нарезании зубьев, термообработка, наклеп, уменьшение концентрации нагрузки по краям зубьев.

2. Повреждение поверхности зубьев.

У сталостное выкрашивание – является основным видом разрушения при хорошей смазке передачи (зубья разделены тонким слоем масла). Передача может работать длительное время до появления следов усталости в поверхностных слоях зубьев. Выкрашивание обычно начинается вблизи полюсной

линии на ножках зубьев там, где нагрузка передается одной парой зубьев, силы трения при кольжении и перекатывании зубьев направлены так, что масло запрессовывается в трещины и способствует выкрашиванию частиц металла.

В передачах, работающих со значительным износом, контактное выкрашивание не наблюдается, поскольку оно не успевает получить необходимого развития до удаления поверхностного слоя из-за износа.

О сновные меры предупреждения выкрашивания зубьев – определение размеров из расчета на усталость по контактным напряжениям, повышение твердости материала, повышение степени точности.

А бразивный износ – является основной причиной разрушения при плохой смазке. У изношенной передачи увеличиваются зазоры в зацеплении, появляется шум, возрастают динамические нагрузки, а прочность зуба на изгиб понижается (уменьшение площади поперечного сечения).

Ме ры предупреждения износа – повышение твердости поверхности зубьев, защита от загрязнения, применение специальных видов масел.

З аедание – наблюдается в высоконагруженных и высокоскоростных передачах. В месте соприкасания зубьев этих передач развивается высокая температура и происходит как бы сваривание в металлическом контакте, вследствие разрыва масляной пленки.

Ме ры предупреждения заедания – те же, что и против износа, а так же интенсивное охлаждение.

Пл астические сдвиги наблюдаются у тяжелонагруженных тихоходных зубчатых колес, изготовленных из мягкой стали. При перегрузках на мягкой поверхности зубьев появляются пластические деформации с последующим сдвигом в направлении скольжения. В результате у полюсной линии зубьев ведомого колеса образуется хребет, а у ведущего – соответственно канавка, которые нарушают правильность зацепления и приводят к разрушению зубьев.

В зависимости от типа передачи меняется и порядок ее расчета на проч-

Дата добавления: 2015-06-04