§ 11. Виды повреждений передач

Поломка зуба (выламывание углов или целого зуба у основания) является одним из распространенных видов повреждений передач (рис. 20.26). Она происходит в результате больших перегрузок (ударного или статического характера) или чаще от длительной переменной нагрузки, под действием которой в зонах концентрации напряжений образуется и развивается усталостная трещина (или несколько трещин).

Для предотвращения повреждения от усталости увеличивают модуль зубьев, снижают концентрацию напряжений в основании зубьев, увеличивают прочность материала колес.

Выкрашивание или отрыв от рабочей поверхности зубьев мелких частичек металла, приводящий к образованию ямок (раковин), является вторым типичным, часто встречающимся видом повреждения передач (рис. 20.27). Оно наблюдается преимущественно в закрытых (работающих в смазочном материале) передачах и происходит под действием длительных рабочих нагрузок в зонах концентрации контактных напряжений. Выкрашивание контактирующих поверхностей начинается обычно вблизи полюсных линий (на ножках зубьев) с образования мелких ямок.

Рис. 20.26. Усталостная поломка зуба

Рис. 20.27. Контактное повреждение активных поверхностей зубьев

.При невысокой твердости поверхности зубьев (НВ350) выкрашивание часто носит ограниченный характер. Оно начинается в зонах концентрации нагрузки и, спустя непродолжительное время, прекращается (происходит приработка зубьев).

При высокой твердости поверхности зубьев (НВ>350) ямки быстро разрастаются, нарушаются условия смазывания, появляются дополнительные динамические нагрузки, способствующие преждевременному разрушению зубьев.

Эффективными средствами предотвращения выкрашивания являются увеличение поверхностной твердости зубьев, подбор химически неактивных смазочных материалов и др.

Износ зубьев является причиной выхода из строя преимущественно открытых передач, недостаточно защищенных от попадания абразивных частиц. Искажение профиля в результате износа приводит к увеличению динамических нагрузок, повышению напряжений изгиба, и, как следствие, к поломке зуба.

Для уменьшения износа повышают износостойкость передачи путем повышения твердости контактирующих поверхностей, защиты от попадания абразивных частиц в зону контакта, применения смазочных материалов повышенной вязкости.

Заедание наблюдается в высоконагруженных и высокоскоростных передачах и является следствием разрыва масляной пленки из-за высоких контактных давлений. Оно проявляется в образовании молекулярного сцепления (сварки) поверхностных слоев металла и последующего разрушения этих связей в процессе скольжения зубьев.

Меры предупреждения заедания: повышение поверхностной твердости зубьев путем их химико-термической обработки, фланкирования, применения противозадирных смазочных ма­териалов и т. д.