Заедание

Заедание сопровождается шумом, вибрацией. На рабочих поверхностях появляются полосы, задиры, неровности. При большой степени заедания зуб выходит из строя. Заедание происходит в тяжело нагруженных и быстроходных передачах, где происходит повышенное выделение тепла. Вязкость смазки снижается, теряется несущая способность смазочного слоя, происходит его прорыв и контакт металлических поверхностей. Это приводит к мгновенному свариванию поверхностей и дальнейшему разрушению мостиков сварки – происходит вырыв частицы зуба.

Методы борьбы: снижение нагрузки в зацеплении, уменьшение скоростей скольжения в контакте, применение противозадирных смазок.

Износ поверхностей

В

Рис. 4.5

результате износа происходит изменение формы профиля зуба и нормальная работа зацепления нарушается (рис. 4.5). Износ связан с попаданием абразивных частиц, неудовлетворительной смазкой и т.д. Надёжного расчёта на износ пока нет.

Методы борьбы- повышение твёрдости поверхности, герметизация зацепления, применение оптимальной смазки, фильтрации смазочного материала.

Методика определения допускаемых напряжений в зубчатых передачах

Как известно из предыдущих лекций, допускаемые напряжения определяются по формуле Поскольку разрушения в зубчатых передачах носят усталостный характер, напряжения определяются по экспериментальным кривым усталости.

Допускаемые контактные напряжения

П

Рис. 4.6

о оси ординат на кривой усталости откладывается наибольшее напряжение цикла, при котором испытывается образец, по оси абсцисс – число циклов переменных напряжений, которые образец выдержал до разрушения (рис. 4.6). Точка, где кривая фактически переходит в прямую, параллельную осиN_H , является характерной (базовой) точкой, которой соответствует базовое число циклов переменных напряженийи базовый предел контактной выносливости поверхностей зубьев.

Уравнение кривой усталости по контактным напряжениям имеет вид

.

Для контакта двух цилиндров по образующей принимают значение m_H =6.

Для любого числа циклов имеем , откуда

.

Обозначим - коэффициент долговечности при расчётах по контактным напряжениям, тогда для допускаемых напряжений можно записать

где S_H – коэффициент безопасности при расчётах по контактным напряжениям:

S_H =1,1– для нормализованных, улучшенных и сталей объёмной закалки;

S_H =1,2 – для сталей поверхностной закалки, цементированных, азотированных.

Если по расчёту получают коэффициент K_HL < 1, то принимают K_HL = 1.

Величина _{H lim b} зависит от вида и твёрдости материала. Расчётные формулы для _{H lim b} приведены в табл. 1.

Таблица 1

Способ обработки зубьев	Твердость поверхности зубьев	Группа сталей	H lim b, МПа
Отжиг, нормализация, улучшение	НВ  350	Углеродистая или легированная	2НВ + 70
Объёмная закалка	HRc = 38…50		18HRc+ 150
Поверхностная закалка	HRc =40…50		17HRc+ 200
Цементация	HRc =54…64	Легированная	23HRc
Азотирование	HV =550…750		1050

Расчётное число перемен напряжений определяют по следующим зависимостям:

1. при постоянном режиме работы

N_HE = 60 nct_h ,

где n– частота вращения рассчитываемого колеса,

с – число зацеплений зуба за один оборот рассчитываемого колеса(рис. 4.7),t_h – время работы передачи в часах;

б) при переменном режиме работы

Рис. 4.7

где T_i– один из числа крутящих моментов, которые учитывают при расчёте на выносливость;T₁ – максимальный из моментов, учитываемых при расчёте на выносливость;

n_i иt_hi – соответствующие этим моментам частота вращения и время работы в часах.

При малом числе циклов вводится ограничение

, а также

1К_HL 2,6– для объёмного упрочнения;

1К_HL 1,8– для поверхностного упрочнения.

Данные по приведены в справочниках.

Базовое число циклов N_Hо зависит от твёрдости поверхности зуба и определяется по следующим зависимостям:

1. при HR_c<56 илиHB>200;

б)приHR_c>56;

в)приHB<200.

При НВ  350 рекомендуется принимать .

Для прямозубых передач, а также для косозубых с небольшой разностью твёрдости зубьев за расчётное принимается меньшее из двух допускаемых напряжений, определённых по материалу шестерни и колеса, то естьВ косозубых передачах с разностью твердости поверхности зубьев шестерни и колеса () принимают

-

для цилиндрических;

- для конических передач.