Надежность зубчатых передач: Методические указания к лабораторным работам по дисциплинам «Теория надежности», «Надежность и диагностика»

поверхности, делает передачу менее чувствительной к неточностям изготовления и деформациям деталей. Вместе с тем, в отличие от эвольвентной, передача Новикова более чувствительна к погрешности межосевого расстояния.

1.4. Виды повреждений зубьев.

Типичными видами повреждений являются: поломки зубьев, выкрашивание, истирание, заедание и пластические деформации.

Поломки зубьев в основном носят усталостный характер. Под действием переменной нагрузки (при каждом очередном входе зуба в зацепление) у основания зуба возникают переменные напряжения изгиба. Вследствие резкого изменения формы зуба в области переходной кривой имеет место концентрация напряжений. В зоне максимальной концентрации напряжений на стороне растяжения при определенном числе циклов нагружений могут возникать трещины. В длинных прямых, в косых и шевронных зубьях трещина сначала распространяется вдоль основания зуба, а затем выходит к вершине поперек зуба или наискось по сечению, в котором напряжения становятся наибольшими.

Значительная перегрузка может привести к внезапной поломке зубьев. Разрушения такого рода чаще наблюдаются у зубчатых колес из хрупких материалов (чугун, закаленная сталь). Концентрация нагрузки на краях зубьев также может привести к поломке. Меньшие перегрузки, однако, приводящие к напряжениям, превышающим предел текучести, могут вызвать остаточные деформации изгиба.

Сопротивление зубьев излому можно повысить увеличением размеров основания зуба, уменьшением концентрации напряжений в опасном сечении за счет увеличения радиуса переходной кривой и тщательной отделки поверхности впадины, улучшением распределения нагрузки по контактным линиям, увеличением точности изготовления и повышением механических свойств материала колес. Особенно эффективна в эвольвентном зацеплении положительная коррекция. При положительном смещении инструмента увеличивается толщина зубьев у основания и, следовательно, его прочность.

Выкрашивание рабочих поверхностей зубьев является наиболее частой причиной выхода из строя зубчатых передач, работающих с обильной смазкой. Усталостные трещины сначала возникают около полюсной линии, так как в этой зоне вследствие малой скорости скольжения коэффициент трения, а следовательно, сила трения и напряжения на поверхности наибольшие. Однако эти трещины развиваются до возникновения выкрашивания в основном ниже полюсной линии, т.е. на ножках зубьев. Первые ямки (по ширине зубчатого колеса) появляются в зоне концентрации нагрузки или в местах неровностей поверхности, оставшихся после окончательной обработки. в процессе работы число ямок растет, и размеры некоторых из низ увеличиваются. Профиль зуба искажается, поверхность становится неровной, возрастают динамические нагрузки. Вследствие этого процесс выкрашивания усиливается и рабочая поверхность зуба ниже полюсной линии разрушается. Нагревание передачи и шум значительно усиливаются. В открытых передачах, где смазка отсутствует или количество ее незначительно, выкрашивание наблюдается редко.

Из опыта эксплуатации и экспериментального исследования передач