Критерії розрахунку эвольвентных зубів

Оскільки колеса в зачепленні взаємодіють своїми зубами, те досить часто в експлуатації спостерігаються різні ушкодження їхніх робочих поверхонь.

Усталостное викрашування є найбільш серйозним і розповсюдженим дефектом поверхні зубів навіть для закритих змазува добре й захищених від забруднення передач.

На робочих поверхнях з'являються невеликі поглиблення, які потім перетворюються в раковини. Викрашування носить усталостный характер і викликаний контактними напругами, які змінюються по отнулевому пульсуючому циклі. Викрашування приводить до підвищення контактного тиску й порушенню роботи передачі. У відкритих передачах поверхневі шари стираються раніше, ніж у них з'являються усталостные тріщини, тому викрашування з'являється досить рідко.

Для попередження викрашування необхідно підвищувати твердість матеріалу термообробкою або підвищувати ступінь точності передачі, а також правильно призначати розміри з розрахунку на утому по контактних напругах.

Абразивне зношування є основною причиною виходу з ладу передач при поганому змащенні. Це, у першу чергу, відкриті передачі, а також закриті, але перебувають у засміченому середовищі: у гірських, дорожніх, будівельних, транспортних машинах. У зношених передач підвищуються зазори в зачепленні й, як наслідок, підсилюються шум, вібрація, динамічні перевантаження; спотворюється форма зуба; зменшуються розміри поперечного переріза, а значить і міцність зуба. Основні заходи попередження зношування - підвищення твердості поверхні зубів, захист від забруднення, застосування спеціальних масел. Розраховуючи на контактну витривалість абразивне зношування враховується заниженням контактних напруг, що допускають.

Заїдання відбувається у высоконагруженных і високошвидкісних передачах. У місці контакту зубів виникає підвищена температура, що приводить до молекулярного зчеплення металу з наступним відривом. Вирвані частки потім дряпають тертьові поверхні.

Звичайно заїдання відбуваються внаслідок видавлювання масляної плівки між зубів при спільній дії високих тисків і швидкостей.

Заходу попередження тут ті ж, що й при абразивному зношуванні. Рекомендується також фланкування зубів, правильний вибір сорту масла і його охолодження.

Іншої, що рідше зустрічається, але не менш небезпечний вид поломок – злам зуба. Така поломка пов'язана з напругами вигину, що також мають отнулевой пульсуючий характер. Злам зуба може привести до досить тяжких наслідків аж до руйнування валів і підшипників, а іноді й усього механізму. Для попередження зламу проводиться розрахунок зуба по напругах вигину. Такий розрахунок для закритих передач виконується в якості перевірочного після розрахунку на контактні напруги. Для відкритих передач, де висока ймовірність випадкових перевантажень, цей розрахунок виконується як проектувальний.

Усталостное викрашування, абразивне зношування й заїдання обумовлені поверхневою міцністю, а злам – об'ємною міцністю зубів.

Оскільки поверхневі ушкодження - головний вид поломок для закритих передач, то розрахунок на контактну витривалість виконують у якості проектувального; розрахунок на вигин - у якості перевірочного. Для відкритих передач всі навпаки, тому що режим роботи тимчасовий або навіть разовий, а перевантаження значні.

Для виконання розрахунків на поверхневу й об'ємну міцність розглянемо сили в зубчастому зачепленні.