Критерии за изпълнение и изчисление
Работни условия на зъба в зацепване.При предаване на въртящ момент (фиг. 8.9) в зацепване, в допълнение към нормалната силаFnдейства силата на триенеFTp=Fnf,, свързана с плъзгането. Под въздействието на тези сили зъбът е в сложно напрегнато състояние (фиг. 8.10).Две основни напрежения имат решаващо влияние върху работата му: контактни напрежения cn и напрежения на огъванеAF[17]. За всеки зъбanи oy не са постоянни. Те се променят във времето според някакво прекъсване.
Вижда се от нулев цикъл (виж Фиг. 8.9). Време на действие o> за един оборот на колелото (/]) е равно на продължителността на зацепване на един зъб (/2). Напрегнете акт още по-малко време. Това време е равно на продължителността на престоя в зацепване на дадена точка от зъбната повърхност, като се вземе предвид зоната на разпределение на контактните напрежения.
Променливите напрежения са причина за разрушаване на зъбите от умора: счупване на зъба от напрежения на огъване и отчупване на повърхността от контактни напрежения. Износването, захващането и други видове повреди на зъбните повърхности също са свързани с контактни напрежения и триене при захващане.
Счупване на зъби (фиг. 8.11).Счупването е свързано с напреженията на огъване. В практиката по-често се наблюдава избиване на ъглите на зъбите поради концентрацията на натоварването. Има два вида счупване на зъбите:
Счупване поради големи претоварванияудар или дори статично действие (предупредете чрез защита на задвижването от претоварване или като вземете предвид претоварванията при изчислението);
Отказ от уморав резултат на действието на променливи напрежения за относително дълъг експлоатационен живот (предотвратено чрез оразмеряване въз основа на умора). Особено важни са мерките за премахване на обогатителните фабрикинапрежения (риск от обработка, черупки и пукнатини в отливки, микропукнатини от топлинна обработка и др.).
Общи мерки за предотвратяване на счупване на зъбите- увеличаване на модула, положително изместване при рязане на зъби, термична обработка
Ботка, закаляване, намаляване на концентрацията на натоварване по ръбовете (твърди валове, зъби с изрязани ъгли - виж Фиг. 8.13,g,бъчвообразни зъби - виж Фиг. 8.14,cи др.).
Увреждане на зъбната повърхност.Всички видове увреждания на зъбната повърхност(фиг. 8.12)са свързани с контактно напрежение и триене.
Фиг.8.11Счупване при умораот
Контактно напрежение (фиг. 8.12,а)Това е основният тип разрушаване на зъбната повърхност с добро смазване на зъбни колела (най-често това са затворени, относително високоскоростни зъбни колела, защитени от прах и мръсотия). Зъбите на такива зъбни колела са разделени от тънък слой масло, което елиминира контакта с метал. В същото време износването на зъбите е малко. Предаването работи дълго време, докато се появи умора в повърхностните слоеве на зъбите. На повърхността се появяват малки вдлъбнатини, наподобяващи петна, които нарастват и се превръщат в черупки. Раздробяването обикновено започва близо до полюсната линия на краката на зъбите, където натоварването се предава от една двойка зъби, а силите на триене по време на плъзгане и търкаляне на зъбите са насочени така, че маслото се натиска в пукнатини и насърчава раздробяването на метални частици (виж фиг. 8.8). При разцепване се нарушават условията за образуване на непрекъснат маслен филм, появява се метален контакт, последвано от бързо износване и надраскване на повърхността. Образуването на първите уморни кухини не винаги е признак на предстоящото пълно разрушаване на зъбите. В зъбни колела, чиито зъби имат нискотвърдост ( 350 HB), феноменът на ограничено отчупване обикновено не се наблюдава. Получените черупки растат бързо поради крехкото счупване на ръбовете им.
При зъбни колела, работещи със значително износване, не се наблюдава олющване, тъй като повърхностните слоеве се износват преди появата на пукнатини от умора.
Основните мерки за предотвратяване на разцепване:оразмеряване въз основа на умора от контактно напрежение; увеличаване на твърдостта на материала чрез термична обработка; повишаване степента на точност и по-специално скоростта на контакт на зъбите.
Абразивното износване(фиг. 8.12, b) е основната причина за повреда на зъбни колела с лошо смазване - ^ b) c)
Ке. Към такива трансфери от - Фигура 8 12
На първо място се носят отворени зъбни колела, както и затворени, но недостатъчно защитени от замърсяване с абразивни частици (прах, продукти на износване и др.). Такива зъбни колела могат да бъдат намерени в селскостопански и транспортни превозни средства, минно оборудване, подемни машини и др. В износена предавка се увеличават междините на зацепването, появява се шум и се увеличават динамичните натоварвания. В същото време здравината на износения зъб намалява поради намаляване на площта на напречното му сечение. Всичко това може да доведе до счупване на зъбите.
Изчисляването на износването се усложнява от факта, че интензивността на износването зависи от много случайни фактори, главно от интензивността на замърсяване на смазката [18].
На практика при изчисляване на зъбни колела с износване на зъбите се намаляват допустимите контактни напрежения, чиято стойност се установява въз основа на експлоатационния опит на такива конструкции.
Основните мерки за предотвратяване на износванетоса увеличаване на твърдостта на зъбната повърхност,защита срещу замърсяване, използване на специални масла.
Заглушаване(фиг. 8.12,c)се наблюдава главно при силно натоварени и високоскоростни трансмисии. В точката на контакт на зъбите на тези зъбни колела се развива висока температура, която допринася за разкъсването на масления филм и образуването на метален контакт. Тук, така да се каже, се получава заваряване на метални частици, последвано от отделянето им от по-малко издръжлива повърхност. Образуваните израстъци повдигат работните повърхности на зъбите по посока на плъзгане. Ударът на ръба (вижте по-долу) допринася за задръстване.
Мерките за предотвратяване на задръстванеса същите като срещу износване. Желателно е фланкиране на зъбите и интензивно охлаждане. Eff използването на масла за екстремно налягане с висок вискозитет и химически активни добавки е ефективно. Чрез избора на правилния тип масло е възможно да се повиши допустимото натоварване на захващане над допустимите натоварвания според други критерии.
Пластмасово срязваневъзниква при силно натоварени, нискоскоростни зъбни колела, направени от мека стомана. При претоварване се появяват пластични деформации върху меката повърхност на зъбите, последвани от изместване в посоката на плъзгане (виж фиг. 8.6). В резултат на това на полюсната линия на зъбите на задвижваното колело се образува ръб, а на водещото се образува съответен канал. Образуването на гребен нарушава правилното зацепване и води до разрушаване на зъбите. Пластмасовите смени могат да бъдат елиминирани чрез увеличаване на твърдостта на работните повърхности на зъбите.
Покриванена твърдия повърхностен слой на зъбите, подложени на повърхностно закаляване (азотиране, карбуризиране, HDTV закаляване и др.). Този тип разрушаване се наблюдава, когато качеството на термичната обработка не е достатъчно високо, когато вътрешните напрежения не се облекчават чрез темпериране или когато се образува крехка коразъби няма достатъчно здрава сърцевина под себе си. Ексфолирането се улеснява от претоварвания.
От всички изброени видове разрушаване на зъбната повърхност най-изследвано е отчупването. Това направи възможно разработването на норми за допустими контактни напрежения, които елиминират разцепването по време на даден експлоатационен живот. Изчисленията, базирани на контактни напрежения, които предотвратяват разцепването, станаха широко разпространени.
Специалните методи за изчисление за предотвратяване на други видове разрушаване на зъбната повърхност или все още не са разработени (по време на пластично срязване, пилинг), или не са достатъчно разработени (по време на износване, захващане) и следователно не се разглеждат тук. Тъй като горните норми на допустимите контактни напрежения се проверяват от опита на работа на зъбни колела, може приблизително да се приеме, че тези норми вземат предвид, в допълнение към отчупването, други видове повреди на повърхността на зъбите. В този случай се препоръчва да се изпълнят горните мерки, за да се предотвратят щети.
В съвременния метод на изчисление, от две напреженияsnи o>gt; в повечето случаи контактните напрежения се приемат като основни, тъй като в рамките на дадените размери на колелатаsnостават постоянни, а o>gt; може да се намали чрез увеличаване на модула.