Критерії розрахунку евольвентних зубців

Оскільки колеса в зачепленні взаємодіють своїми зубцями, те досить часто в експлуатації спостерігаються різні ушкодження їхніх робочих поверхонь. Неможливо проводити розрахунки на міцність не маючи уяви про ті негативні процеси, що відбуваються при експлуатації передач. Отож, до найбільш частих поломок при роботі передач можуть бути:

1.Викрошування - найбільш серйозний і розповсюджений дефект навіть для закритих добре змащених й захищених від забруднення передач. Сімптоми: На робочих поверхнях з'являються невеликі поглиблення, які потім перетворюються в раковини. Викрашування носить характер втоми і викликане контактними напруженнями. Викрошування приводить до підвищення контактного тиску й порушення роботи передачі. Заходи попередження викрошування: підвищення твердості матеріалу термообробкою або підвищення ступені точності передачі, а також правильне призначення розмірів з розрахунку на утому по контактних напруженнях.

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

3. Заїдання відбувається у високонавантажених і високошвидкісних передачах. У місці контакту зубів виникає підвищена температура, що приводить до молекулярного зчеплення металу з наступним відривом. Вирвані частки потім дряпають поверхні тертя. Звичайно заїдання відбуваються внаслідок видавлювання масляної плівки між зубів при спільній дії високих тисків і швидкостей. Заходи попередження тут ті ж, що й при абразивному зношуванні. Рекомендується також правильний вибір сорту масла і його охолодження. Для попередження - розрахунок на контактну витривалість.

4. Злам зуба – явище, що зустрічається рідше, але є не менш небезпечний вид поломок, пов'язаний з напругами вигину. 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 напруженнях вигину.

Отже викришування, абразивне зношування й заїдання обумовлені поверхневою міцністю, а злам – об'ємною міцністю зубів. Для закритих передач розрахунок на контактну витривалість виконують у якості проектувального; розрахунок на вигин - у якості перевірочного. Для відкритих передач все навпаки, тому що режим роботи тимчасовий або навіть разовий, а перевантаження можуть бути значні.

Для виконання розрахунків дуже важливо знати сили, що виникають в зубчастому зачепленні.