Читайте также:
|
|
Независимо от характера передаваемой нагрузки (постоянная или переменная) зубья колес всегда нагружаются переменными контактными и изгибными напряжениями.
Неточности изготовления зубчатых колес и деталей передач, а также неточности сборки, недостаточная жесткость деталей являются причиной, вызывающей дополнительные нагрузки, шум, вибрации, нарушение режима смазывания и нагревание. Возможны также перегрузки статического или ударного характера.
Указанные особенности работы зубчатых передач приводят к различным повреждениям зубьев, которые можно разделить на две группы.
1. Поломкизубьев. При статических или ударных перегрузках происходит излом зуба, причем характер его может быть различным. Например, при значительной концентрации нагрузки по ширине венца выламываются углы зубьев. Чаще наблюдаются поломки усталостного характера как результат длительного действия переменных напряжений в растянутой области переходной поверхности зуба, где зарождаются трещины усталости, вызывающие понижение изгибной прочности зуба.
Предупреждение статического излома включает: защиту предохранительными муфтами, расчеты на прочность, увеличение т, положительные х, повышение точности изготовления и сборки и др. Предупреждение усталостного излома включает: расчеты на сопротивление усталости, понижение влияния технологических и конструктивных концентраторов напряжений, увеличение т и положительных значений х, упрочнение переходной поверхности (термообработка, пластическое деформирование), повышение точности, применение продольной модификации зубьев, увеличение жесткости валов и опор.
2. Все многообразие повреждений активных поверхностей зубьев можно представить как изнашивание, наиболее характерные виды которого следующие.
Усталостноеизнашивание при многократном деформированиимикрообъемовматериала поверхностногослоя. Это изнашивание проявляется в виде выкрашивания, возникающего в местах появления трещин усталости, которые зарождаются вблизи полюсной линии на ножках зубьев, где нагрузка передается одной парой зубьев, скорости скольжения профилей малые, а поэтому силы трения большие. Эти силы способствуют раскрытию трещин усталости, в которые запрессовывается смазочный материал, оказывающий расклинивающее действие и ускоряющий процесс отслаивания частичек металла. Поэтому усталостное изнашивание является типовым видом разрушения зубьев колес закрытых обильно смазываемых передач. Различают выкрашиваниеограниченное (начальное) при твердости хотя бы одного из колес Н < 350 НВ и прогрессирующее при твердости колес Н > 350 НВ. Ограниченноевыкрашивание возникает на поверхностях зубьев с концентрацией нагрузки. По мере приработки выкрашивание может прекратиться, концентрация нагрузки понизиться. Прогрессирующеевыкрашивание - опасный вид разрушения активных поверхностей зубьев. Хрупкие кромки образовавшихся лунок обламываются, и постепенно поражается вся рабочая поверхность ножек зубьев.
В результате выкрашивания возрастают внутренние динамические нагрузки, вибрации, шум, ухудшаются условия смазывания, повышается температура, создаются условия для заедания и задиров.
Меры предупреждения: расчеты на контактную усталость активных поверхностей зубьев; повышение точности, главным образом по нормам контакта зубьев;.повышение точности сборки и пр.
Абразивноеизнашивание.Это основной вид повреждения зубьев открытых и плохо смазываемых передач. Интенсивность изнашивания возрастает с увеличением контактных напряжений в зацеплении и удельного скольжения. В передачах, зубья колес которых подвержены абразивному изнашиванию, усталостное изнашивание не наблюдается, поскольку поверхностный слой изнашивается до возникновения трещин усталости. В результате изнашивания зубья утоньшаются, изгибная прочность их понижается, искажается профиль, увеличивается боковой зазор в зацеплении, возрастают динамические нагрузки и шум передачи, возникает опасность поломки зубьев.
Меры предупреждения: защита от попадания пыли и грязи; повышение твердости зубьев; применение специальных смазочных материалов и смещения с целью уменьшения скольжения зубьев.
Изнашиваниепризаедании.С увеличениемнагрузкии скорости скольжения возможен разрыв масляной пленки, возникновение сухого контакта, повышение температуры до сварочной и, наконец, заедание. При скольжении зубьев происходит отрыв частиц металла одного зуба и образование наростов на парном зубе. Наросты образуют бороздки (задиры) на поверхности менее твердого зуба в направлении скорости скольжения.
Меры предупреждения: повышение твердости зубьев; применение противозадирных смазочных материалов с поверхностно-активными присадками и их охлаждение; устранение кромочных ударов за счет повышения точности колес по основному шагу и применения профильной модификации (фланкирования).
Отслаиваниетвердогоповерхностного слоя. Этот вид повреждений наблюдается главным образом на зубьях колес, передающих большие и ударные нагрузки. Отслаивание происходит в случае некачественного выполнения технологического процесса упрочнения: закалки ТВЧ, цементации, азотирования (резкий переход упрочненного слоя к основному и его неравномерность, наличие остаточных напряжений).
В ГОСТ 21354-87 предусматриваются расчеты на контактную усталость активных поверхностей зубьев и на сопротивление усталости зубьев при изгибе. Эти методы расчета обоснованы многими теоретическими и экспериментальными исследованиями. Методы расчета, предупреждающие другие виды повреждения зубьев, разработаны недостаточно полно, поэтому в настоящем пособии не рассматриваются.
Дата добавления: 2015-07-14; просмотров: 419 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Основные критерии работоспособности | | | Виды нагрузок и их распределение |