7.7. Умови роботи і види руйнування зуб’їв

7.7.1.Умови роботи зуба в зачепленні. При передачі обертаючого моменту в зачепленні, крім нормальної сили F_n, діє сила тертя F_т = F_nf ( f - коефіцієнт тертя), яка зв’язана із ковзанням зуб’їв (рис. 7.7). Під дією цих сил в зубі створюється складний напружений стан. Основний вплив на його роботоздатність чинять два види напруги: контактна σ_н і згинальна σ_F. Напруги σ_н і σ_F змінюються в часі за переривчастим віднульовим циклом. Час дії σ_F за один оберт зубчатого колеса дорівнює тривалості зачеплення одного зуба. Час дії напруги σ_н менший і приблизно дорівнює тривалості зачеплення даної т

Рис. 7.7. Умови роботи зуба в зачепленні

очки поверхні зуба. Змінні напруження, що виникають в матеріалі зуб’їв, є причиною їх руйнування від втомленості.

7.7.2. Руйнування зуб’їв може бути двох видів: 1) руйнування від великого перевантаження статичної або ударної дії; його попереджують, враховуючи перевантаження при розрахунках, або захищаючі привод від перевантаження; 2) руйнування від втомленості, яке виникає від дії змінної напруги протягом тривалого часу; його попереджують шляхом визначення розмірів зуб’їв при розрахунках на втомленість.

Загальні заходи попередження руйнування зуб’їв: збільшення модуля, позитивне зміщення при нарізанні зуб’їв, термообробка, наклепування, зменшення навантаження по краях зуб’їв.

7.7.3.Руйнування поверхні зуб’їв зв’язано із контактною напругою і тертям. Викришування поверхні зуб’їв від втомленості є основним видом їх руйнування при нормальному зачепленні. При цьому спрацювання зуб’їв незначне, в їх поверхневому шарі з’являється втомленість, виникають невеликі заглиблення, які зростають і перетворюються у раковини. Викришування починається біля полюсної лінії на ніжках зуб’їв, де навантаження передається однією парою зуб’їв.

Основні заходи попередження викришування поверхні зуб’їв: визначення їх розмірів розрахунками на втомленість за контактною напругою, підвищення твердості матеріалу шляхом термообробки, підвищення ступеня точності.

Абразивне спрацювання є основною причиною руйнування передач при поганому змащенні. До цих передач належать відкриті передачі, а також закриті, але погано захищені від забруднення мастила абразивними частинками. Це передачі гірничорудних, транспортних, вантажопідйомних, сільськогосподарських машин. У спрацьованої передачі збільшуються зазори в зачепленні і, як наслідок, зростають динамічне навантаження і шум, зменшується площа поперечного перерізу і міцність зуб’їв.

Основні заходи попередження спрацювання: підвищення твердості поверхні зуб’їв, захист від забруднення, використання спеціальних мастил.

Заїдання спостерігається у високонавантажених і високошвидкісних передачах. У місці дотику зуб’їв розвивається висока температура, що приводить до розриву масляної плівки і створення металевого контакту. При цьому виникає зварювання матеріалу і подальший відрив частинок металу від поверхні зуба.

Заходи попередження - ті ж самі, що й проти спрацювання. Крім того, бажано фланкування зуб’їв, інтенсивне охолодження мастила, використання спеціального протизадирного мастила підвищеної в’язкості.

Пластичний зсув характерний для важконавантажених тихохідних зубчатих коліс, виготовлених із м’якої сталі. При перевантаженні на м’якій поверхні зуб’їв виникають пластичні деформації з подальшим зсувом у напрямку ковзання.

Попереджають пластичні зсуви шляхом підвищення твердості робочої поверхні зуб’їв.