1.Усталостное выкрашивание боковых пов-ей является наиболее серьёзным и распространённым дефектом поверхности зубьев даже для закрытых хорошо смазываемых и защищённых от загрязнения передач.
На рабочих поверхностях появляются небольшие углубления, которые затем превращаются в раковины. Выкрашивание носит усталостный характер и вызвано контактными напряжениями, которые изменяются по отнулевому пульсирующему циклу. Выкрашивание приводит к повышению контактного давления и нарушению работы передачи.
Для предупреждения выкрашивания необходимо повышать твёрдость материала термообработкой либо повышать степень точности передачи, а также правильно назначать размеры из расчёта на усталость по контактным напряжениям. Для предотвращения производится расчет на контактную усталость σн≤ σнр
2.Усталостная поломка зубьев колес у основания под действием цикл-их изгибных напряжений σF. Такой вид разрушения характерен для открытых передач и закрытых высокотвердых передач. Для предотвращения производится расчет на изгибную усталость
σF≤σFр.
3.Пластические деформации зубьев колес при перегрузках от действия контактных и изгибных напряжений
σHmax≤ σHрmax; σFmax ≤σFрmax
4.Износ и заедание зубьев
Причина износа – сила трения. Заедание характерно для высокого нагруженных передач, когда нарушается масляная пленка на бок пов-стях и имеет место чисто мех-ий контакт. Вступают в действия в действие силы межмолекулярного взаимдей-ия. Заедание имеет место и при повыш-ии темп-ры, когда масло теряет свои защитные св-ва, вследствии уменьшения вязкости.
5.Отслаивание тв повер-ных слоев зубчатых колес вследствии усталости или при перегрузках. Такой вид разрушения характерен нитроцемен-х, цемент-х зуб колес.
6.Поломка торцов зубьев.
Контактное напряжение. Задача Герца.
К
онтактное
напряжение возникает на площадках
контакта деталей, когда размеры этих
площадок несоизмеримо меньше размеров
деталей. Различают первонач-ый контакт
в точке и первонач контакт по линии.
Fn – нормальная сила сжатия цилиндров
Wn – удел норм-ая нагрузка
ℓ=mn; ℓ – длина образующей; mn – длина линии контакта
ρ1,ρ2 – радиусы кривизны цилиндров в месте цилиндров
Hertz; σH=√ WnЕ/ρпрπ(1-μ2); 1/ρпр=1/ρ1±1/ρ2 – приведенный радиус кривизны цилинд-ов
Е =2Е1Е2/(Е1+Е2) – приведенный модуль Юнга матер-ла цилиндров
μ – коэф Пуассона
ZE=√E/ π(1-μ2) – коэф мех-х св-в
σH=√ Wn/ρпр – ф-ла Герца 1-го вида (когда мат-лы цилиндров одинаковы)
σH=0,484√ WnЕ/ρпр - ф-ла Герца 2-го вида (когда мат-лы цилиндров различны)
√1/ π(1-0,3)= 0,484
Материалы зубчатых колес.
Основной мат-л – термообработанная сталь
В зависимости от твердости различают
1.Мягкие колеса Н≤НВ350
Колеса подверженные нормализации, либо улучшению. Такие колеса примен-ся в мелко серийном и индивидуальном произ-ве; они хорошо прирабатываются, нарезаются после термообработки.
2.Высокотвердые колеса
Н>НВ350; HRC45÷64
Такие колеса применяются в крупносерийном массовом производстве, прирабатываются плохо. Зубья нарезаются до термообработки, после которой производится окончат-ая доводка (шлифовка и полировка).
Для обеспечения одинаковой долговечности шестерни с колесом, она должна иметь более высокую твердость. Для прямозуб колес разница в твердости Н1-Н2=(20÷30)НВ
Косозуб и шевронные: Н1-Н2=(100÷150)НВ. В массовом и крупносерийном произ-ве при жест требованиях к габаритам и массе твердости шестерни и колеса ≈ одинаковы.
НHRC1≈НHRC2
Виды химико-термической обработки колес
1)объемная закалка
2)ТВЧ
3)азотирование
4)цементация
5)нитроцементация
Точность зубчатых передач.
ГОСТ предусматривает 12 степеней точности, практически исп-ся с 3-12 а в маш строй 4-9 сущ-ют след нормы точности:
-
Кинемат точность- характер-ся погрешностью углов поворота сцепленных колёс за 1 об.
-
Норма плавности- харак-ся многократно повторяющимися за один колебаниями скоростями, вызывающими динамическую нагрузку.
-
Норма пятна контакта- харак-ет концентрацию нагрузки на зубья.
-
Норма бокового зазора- он необходим для предотвращения заклинивания передачи.
-
Норма шереховатости.
8-7-7 – С ГОСТ 1643-81
8-кинемат точность
7-плавность
7-пятно контакта
С- боковой зазор