Виды разрушения зубьев и критерии работоспособности и надежности зубчатых передач

Зубчатые передачи. Общие сведения, классификация, применение.

Зубчатая передача – это механизм, передающий движение от одного вала другому посредством сопряженных зубчатых передач.

1) По расположению оси валов различают:

· Передачи с параллельными осями и цилиндрическими зубчатыми колесами (прямозубыми, косозубыми, шевронными)

· С пересекающимися осями валов – конические колеса (прямозубые, косозубые)

· С перекрещивающимися осями валов – червячные, цилиндрические винтовые, конические, гипоидные.

2) По расположению зубьев на колесах различают:

· Прямозубые

· Косозубые

· Шевронные

· С круговым зубом

3) По форме профиля зуба:

· Эвольвентные

· Круговые (система Новикова)

· Циклоидные.

Преимущества:

ü Большая нагрузочная способность и малые габариты

ü Большая долговечность и надежность

ü Высокий КПД (0,97 – 0,98, в одноступенчатом редукторе)

ü Применяются в широком диапазоне нагрузок, скоростей и передаточных чисел

ü Низкие нагрузки на валы и опоры

ü Неизменность передаточного числа или изменение его по заранее заданному закону

ü Простота ухода

ü Возможность использования для изготовления широкой номенклатуры материалов.

Недостатки:

ü Сложно изготавливать

ü Наличие шума во время работы

ü Недостаточно совершенное выполнение функций включающего и выключающего элемента передачи

ü Не предотвращают детали машин от поломок при перегрузке

ü Высокая жесткость, не позволяющая ликвидировать динамические нагрузки.

Отмеченные недостатки не снижают существенного преимущества зубчатых передач перед другими. Вследствие этого зубчатые передачи наиболее широко распространены во всех отраслях машиностроения и приборостроения. Из всех перечисленных разновидностей зубчатых передач наибольшее распространение имеют передачи с цилиндрическими колесами, как наиболее простые в изготовлении и эксплуатации, надежные и малогабаритные. Конические, винтовые и червячные передачи применяют лишь в тех случаях, когда это необходимо по условиям компоновки машины.

Виды разрушений:

I Поломка зубьев

Поломка зубьев приводит к выходу из строя передачу.

Бывает связана:

a) с концентрацией нагрузки по длине дуги из-за неточности изготовления и сборки или больших деформаций валов

b) с износом зубьев – ослабление сечений и рост динамических нагрузок

c) с включением на ходу передвижных колес.

Два вида поломки зубьев:

1) от больших перегрузок ударного или статического действия

2) усталостная поломка (от большого числа циклов переменного напряжения)

Меры предупреждения поломки:

· устранение рисок от обработки, раковин, трещин в отливках, микротрещин от т/о.

Общие меры предупреждения поломки:

ü ограничение модуля

ü коррекция зацепления, термообработка

ü наклеп

ü понижение концентрации нагрузки по краям

ü усталостное выкрашивание (характерно для закрытых, хорошо смазывавемых передач после длительной работы.

Выкрашивание бывает ограниченным или начальным и прогрессирующим. Начальное выкрашивание бывает у колес с HB<350 после непродолжительной работы и связано с точностью изготовления (благоприятно). Прогрессирующее выкрашивание – при HB>350 после продолжительной работы.

Меры предупреждения выкрашивания:

· расчет на выносливость по контактным напряжениям

· повышение твердости путем т/о

· коррекция зацепления

· повышение точности особенно по нормам контакта зубьев.

II Абразивный износ

Такой износ – для колес при плохой смазке (открытые передачи, закрытые, но плохо защищенные от попадания абразивов). Абразивный износ зависит от степени загрязнения абразива.

Меры предупреждения износа:

ü повышение твердости и чистоты поверхности

ü защита от абразивов

ü понижение скорости скольжения путем коррекции или уменьшение высоты головки зуба

ü применение масел (гипоидных).

III Заедание

Бывает у тяжелонагруженных быстроходных колес. При повышении температуры масло разжижается, появляется металлический контакт, увеличивается КПД, температура повышается дальше, потом поверхности свариваются и выходят из строя.

Меры против заедания:

· повышение твердости и чистоты поверхности

· защита от абразивов

· понижение скорости скольжения путем коррекции или уменьшение высоты головки зуба

Дополнительные меры:

· интенсивное охлаждение смазки

· применение гипоидных масел

· флантирование зубьев (модификация)

IV Повреждение торцев зубьев

· в КПП с осевым перемещением колес

· в автомобилях, тракторах

V Пластические сдвиги

Характерны для тяжелонагруженных тихоходных зубчатых колес из мягкой стали. При перегрузках на мягкой поверхности зубьев ведомого колеса образуется хребет, а у ведущего – соответствующая выемка, это нарушает правильность зацепления и выводит из строя передачу.

Меры предотвращения:

ü повышение твердости.

VI Отслаивание твердого поверхностного слоя с азотируемых, цементованных и закаленных колес.

Имеет место, когда внутренние напряжения после закалки не сняты отпуском или когда хрупкая корка не имеет под собой достаточно твердой сердцевины.

VIII Контактное выкрашивание

Проектный расчет зубчатых передач производят по контактным напряжениям. Расчет на изгиб ведут как проверочный.

Дата добавления: 2014-01-06