Усталостное выкрашивание - рабочая поверхность - зуб
Cтраница 2
Основными причинами выхода из строя червячных передач являются поверхностные разрушения, заедание и износ зубьев. Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев происходит в основном в передачах с колесами, изготовленными из стойких против заедания бронз. Поломка зубьев происходит главным образом после их износа. [16]
Основными причинами выхода из строя червячных передач являются поверхностные разрушения, заедание и износ зубьев. Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев происходит в основном в передачах с колесами, изготовленными из стойких против заедания бронз. Поломка зубьев происходит главным образом после их износа. В связи с тем что поверхностное разрушение зубьев зависит от контактных напряжений, а поломка их - от напряжений изгиба, то зубья червячных колес, так же как и зубья зубчатых колес, рассчитывают на прочность по контактным напряжениям и по напряжениям изгиба. При проектном расчете червячных передач редукторов определяют требуемое по условию контактной прочности межосевое расстояние передачи; затем проверяют зубья колеса на изгиб. [17]
Поломка зубьев червячного колеса или витков червяка ( рис. 240) может произойти в результате образования и роста усталостной трещины, возникшей при работе передачи с нагрузками, превышающими предел выносливости материала. Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев червячного колеса ( рис. 241) имеет ту же причину, что и для зубчатых колес ( см. гл. [18]
Закрытые, заключенные в отдельный корпус ( например, р едукторного типа) или встроенные в машину. Проектировочный расчет их выполняют на выносливость по контактным напряжениям во избежание усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зубьев. Определив на основе этого расчета размеры колес и параметры зацепления, выполняют затем проверочный расчет на выносливость зубьев по напряжениям изгиба для предотвращения усталостного разрушения зубьев; обычно напряжения изгиба в зубьях, рассчитанных на контактную прочность, оказываются ниже допускаемых. Однако при выборе слишком большого суммарного числа зубьев колес ( более 200) или применении термохимической обработки поверхностей зубьев до высокой твердости ( HRC 45) может возникнуть опасность излома зубьев. Для предотвращения этого размеры зубьев следует определять из расчета их на выносливость по напряжениям изгиба. [19]
Зубчатые передачи при ТО осматривают, регулируют и смазывают. При выявлении трещин у основания зуба, в спицах или ступице, усталостном выкрашивании рабочих поверхностей зубьев более чем на 30 % их площади ( при глубине язвин свыше 10 % толщины зуба) и нарушении посадки венца на диске колеса зубчатая передача подлежит замене. При контрольно-регулировочных работах определяют износ зубьев измерением их толщины на делительной окружности ( открытые передачи) и регулируют радиальный и осевой зазоры. При износе зубьев свыше предельных значений [ 61, табл. 7.27 ] передача подлежит замене. [20]
Закрытые, заключенные в отдельный корпус ( например, редукторного типа) или встроенные в машину; такие передачи обеспечиваются достаточной смазкой, могут работать продолжительное время с относительно высокой окружной скоростью порядка десятков м / с. Проектный расчет их выполняют на выносливость по контактным напряжениям, чтобы не допустить усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зубьев. Определив на основе этого расчета размеры колес и параметры зацепления, выполняют затем проверочный расчет на выносливость зубьев по напряжениям изгиба, чтобы установить, не появляется ли опасность усталостного разрушения зубьев. Как правило, такая проверка показывает, что напряжения изгиба в зубьях, рассчитанных на контактную прочность, оказываются ниже допускаемых. Однако при выборе слишком большого суммарного числа зубьев колес ( порядка Zs 200) или применении термохимической обработки поверхностей зубьев до высокой твердости ( выше HRC 45) может возникнуть опасность излома зубьев. Для предотвращения этого следует размеры зубьев определять из расчета их на выносливость по напряжениям изгиба. [21]
 |
Формы обработки торцов зубьев переключаемых зубчатых колес. а - конусная. б - бочкообразная ( рекомендуемая. в и г - заостренная. [22] |
Из числа зубчатых колес коробок скоростей токарных и револьверных станков, заменяемых в эксплуатации, свыше 90 % приходят в негодность из-за износа торцов зубьев. В частности, на каждое зубчатое колесо коробок скоростей этих станков, заменяемое в эксплуатации из-за усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зубьев, приходится в среднем 2 - 3 зубчатых колеса, заменяемых из-за износа рабочих поверхностей зубьев, 12 - 13 - из-за поломок и 180 - из-за разрушения торцов зубьев. [23]
Так как червяки изготовляют из более прочного материала, чем венцы червячных колес, то расчет на прочность производят только для зубьев колеса. Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев происходит в передачах с колесами, изготовленными из твердых бронз. Поломка зубьев происходит главным образом после их износа. [24]
Заедание зубьев ( см. § 3.37) более опасно, чем усталостное разрушение в передачах с колесами из твердых безоловянных бронз и чугунов. В этом случае заедание переходит в задир поверхности частицами бронзы, приварившимися к виткам червяка, с последующим быстрым износом и разрушением зубьев. В передачах с колесами из оловянных бронз ( мягкие материалы) наиболее опасно усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев колес, но возможно и заедание, которое проявляется в постепенном намазывании бронзы на червяк, при этом передача еще может работать продолжительное время. [25]
В случае расчета зубчатых колес с высоким перепадом твердостей шестерни и колеса ( такое сочетание твердостей материалов нередко применяется в косозубых и шевронных передачах) эффект тренировки материала следует учитывать только для более мягкого колеса. Определение базовых допускаемых контактных напряжений для зубчатых колес с твердостью - HRC 45 поверхностей зубьев по формуле ( 206) рекомендовать не следует, так как эффект тренировки материала переменными нагрузками для твердых материалов сказывается тем слабее, чем выше твердость материала. К повышению допускаемых контактных напряжений для твердых материалов следует отнестись с особой осторожностью из-за того, что начавшееся усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев здесь обычно приобретает прогрессивный характер. [26]
По конструктивному оформлению различают закрытые и открытые зубчатые передачи. В первых передача помещена в закрытый пыле - и влагонепроницаемый корпус и работает с обильной смазкой. Во вторых, как показывает само название, передача ничем не защищена от влияния внешней среды. Опыт эксплуатации зубчатых передач показывает, что усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев возникает только в закрытых передачах; открытые передачи чаще всего выходят из строя в результате абразивного износа зубьев - истирающего действия различных посторонних частиц, попадающих в зацепление. По этой причине открытые зубчатые передачи не рассчитывают на контактную прочность, а рассчитывают лишь на изгиб зубьев, вводя в расчетные формулы специальный поправочный коэффициент, отражающий возможное уменьшение размеров опасного сечения зуба в результате износа. Для закрытых передач основным, выполняемым в качестве проектного, является расчет на контактную прочность, а расчет на изгиб выполняют как проверочный. При этом в подавляющем большинстве случаев в зубьях передач, размеры которых определены из расчета на контактную прочность, напряжения изгиба невысоки - значительно ниже допускаемых. [27]
Как было сказано, характерными особенностями работы червячных передач являются большие скорости и неблагоприятные условия смазки, особенно в полюсной зоне. Поэтому при больших нагрузках в этой зоне появляется заедание, приводящее к постепенному разрушению зубьев червячного колеса. Заедание особо опасно для колес, изготовленных из безоловянных бронз и чугуна. Оловянные бронзы более стойки против заедания, но у них низкая контактная прочность, поэтому заеданию предшествует усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев колеса. Поскольку интенсивность заедания зависит от величины контактных напряжений, расчет на контактную выносливость для червячных передач является основным. [28]
Страницы: 1 2