Критерии работоспособности и расчета зубчатых колес.

Так как о физико-химических свойствах металлов известно мало, то все расчеты зубчатых колес строятся на некоторых общих формулах с введением соответствующих коэффициентов.

Для того, чтобы применять эти формулы необходимо вначале набрать статистику причин выхода из строя зубчатых колес и на основании этого выполнять проектировочные и проверочные расчеты.

Основные виды повреждения зубчатых колес.

Зубчатые колеса выходят из строя из-за:

1. Поломка зубьев вызывается:

   1. большими перегрузками ударного и статистического действия;

   2. повторными перегрузками, вызывающими малую цикловую усталость;

   3. многократно повторяющимися нагрузками, вызывающими усталость;

а

в этом случае зуб зацепляется только какой-то своей частью, в результате удельные нагрузки возрастают

) концентратором нагрузки по длине зубьев из-за погрешности изготовления и сборки или больших упругих деформаций валов.

б) с износом зубьев приводит к их ослаблению и росту динамической нагрузки.

2. Излом в этом случае происходит по сечению у основания зуба. Для предотвращения этого вида поломок зуба рассчитывают на изгиб.

Усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев.

Это наиболее серьезный и распространенный вид повреждения зубьев для большинства закрытых передач, смазываемых и защищенных от загрязнений зубчатых колес.

Выкрашивание заключается в появлении на рабочих поверхностях небольших углублений, которое наступает и превращается в раковины. Выкрашивание носит усталостный характер линии на ножках зубьев.

Дополнительное отрывное воздействие оказывает действие смазки.

Для предотвращения выкрашивания проектирование и проверяют расчеты зубчатых зацеплений ведется по предельным контактным напряжениям.

3. Абразивный износ.

Является основной причиной выхода из строя открытых передач, а так же закрытых передач машин, работающих в абразивной среде (в запыленной атмосфере).

4. Заедание зубьев.

Заключается в местном молекулярном сцеплении контактных поверхностей под действием высокого давления в условиях отсутствия смазочной пленки. Происходит процесс вырывания металла. который затем царапает трущиеся поверхности. Наблюдается в основном в высокоскоростных и высоконапряженных передач.

5. Повреждение торцов зубьев.

Основной вид повреждения у зубчатых колес, вводимых в зацепление на ходу.

6. Пластическое течение материала вблизи полюс. линий.

Наблюдается под действием больших сил давления в тяжелонагруженных тихих передачах при низкой твердости материала колес.

Из анализа этих причин можно заметить, что наиболее характерными являются недостаточная контентная прочность и недостаточная прочность приизгибе.

Если колеса работают в абразивной среде, то основной критерий работоспособности износ зубьев.

Расчеты зубчатых колес.

Прочностные расчеты любых деталей машин, в т.ч. и зубчатых колес подразделяются на:

1. Проектировочный.

2. Проверочный.

При выполнении проектировочных расчетов, исходя из анализа причин выхода колес из строя определяются геометрические размеры детали (зубчатых колес). При выполнении проверочных расчетов определяется максимальное напряженное действие в опасных сечениях, сравнивается с допустимыми. Если условие прочности выполняется, то деталь считается способной выдержать заданные нагрузки, если не выполняется, то необходимо принять соответствующие меры.