Види руйнувань зубів і критерії роботоздатності зубчастих передач

У процесі роботи на зуби зубчастих і черв'ячних передач діють зусилля, викликають різні види руйнувань.

Поломка зубів (рис. 1,а,б) відбувається внаслідок дії напружень згину. При цьому руйнування зароджується біля ніжки зуба з боку розтягуючих на- пружень. Зуби можуть зламатися через великі перенавантаження ударної або статичної дії або внаслідок багатоциклового навантаження в процесі роботи пе- редачі (втома матеріалу). При цьому для прямозубих зубчастих передач харак-

терною є поломка зуба по всій його довжині (рис.1,а), а для косозубих - по

косій поверхні (рис.1,6). Це пов'язано з тим, що контакт між зубами в косозубих колесах відбувається одночасно не по всій довжині. Для запобігання поломкам зубів розраховують зубчасті передачі на згин. У разі незадовільної міцності

зубчастих передач за напруженнями згину збільшують модуль зачеплення, що призводить до збільше розмірів зуба і, як наслідок, зменшення напружень згину. Поломка зуба - характерний вид нувань для відкритих передач.

Викришування зубів від втоми (рис. 1, в) - вид пошкоджень, пов'язаний з дією контактних напружень у зоні торкання зубів між собою. Контактні на­пруження виникають у випадку взаємодії двох тіл, площа контакту яких мала порівняно з розмірами самих тіл. Контактні напруження носять локальний (місцевий) характер, впливїх поширюється на незначні області тіл. Але величи­на цих напружень достатньо велика. Під їх дією у приповерхневому шарі зубів виникають мікротріщини. Розмір цих тріщин збільшується внаслідок дії змінниз напружень і посилюється від потрапляння в них мастила з наступним стисканням. У решті решт відбувається викришування зуба, що призводить до появи заглиблень, які в подальшому розвиваються у раковини.

Викришування починається на зубах дещо нижче полюса зачеплення і далі поширюється на всю поверхню зубів. Викришування є характерним видом руйнування для закритих зубчастих передач, які мають добрі умови мащення. Для запобігання викришуванню від втоми зубчасті передачі розраховують на контактну витри­валість. Якщо необхідно збільшити контактну міцність зубчастих передач, збільшують міжосьову відстань або твердість матеріалу.

Абразивне зношування (рис. 1, г) характерне для зубчастих передач з не­достатнім мащенням або відкритих передач, які працюють у середовищі, що має абразивні речовини. Це передачі транспортних, гірничих, сільськогосподарсь­ких машин. Абразивне зношування призводить до стирання поверхневого шару раніше, ніж в ньому з'являться тріщини від втоми матеріалу, тому в цих переда­чах не зустрічається викришування поверхневих шарів. Розрахунок на зношу­вання достатньо складний. Тому зношування зуба враховується при розрахун­ках введенням додаткового коефіцієнта зношування.

Заїдання зубів і пластичні зсуви характерні для високонавантажених зуб­частих передач, коли в зоні контакту виникають великі зусилля. Це призводить до розігрівання і молекулярного зчеплення матеріалів коліс з наступним вири­ванням більш м'якого матеріалу (заїдання зубів), або до пластичного деформу­вання зубів при низькій твердості матеріалів коліс.