В современных машинах, в частности редукторах, преимущественное распространение получили зубчатые колеса с эвольвентным зацеплением. В основном их изготавливают из цементируемых (12Х2Н4А, 20X3МВФ и др.) и азотируемых (40ХНМА, 38ХМЮА и др.) сталей по стандартным техпроцессам:
1) зубофрезерование, ХТО (цементация), зубошлифование; 2) зубофрезерование, зубошлифование, азотирование. В зависимости от условий выполняемой работы и назначения к зубчатым передачам предъявляются следующие требования: высокая износостойкость рабочих поверхностей зубьев, достигаемая за счет применения высококачественных легированных сталей, термической и химико-термической обработки, механического упрочнения ППД, отделки поверхности; бесшумность и плавность работы, точность передачи движений, достигаемые точностью изготовления профиля зубьев шестерен, их отделкой и устранением эксцентричности зубчатых венцов; достаточный коэффициент полезного действия; высокая усталостная прочность зубьев, достигаемая их тщательной обработкой, термическим, механическим, термомеханическим упрочнением, отделкой. Перечисленные требования объясняются высокими окружными скоростями, контактными давлениями, изгибающими циклическими нагрузками. в зависимости от области применения зубчатых колес и условий их работы.
1) зубофрезерование, ХТО (цементация), зубошлифование; 2) зубофрезерование, зубошлифование, азотирование. В зависимости от условий выполняемой работы и назначения к зубчатым передачам предъявляются следующие требования: высокая износостойкость рабочих поверхностей зубьев, достигаемая за счет применения высококачественных легированных сталей, термической и химико-термической обработки, механического упрочнения ППД, отделки поверхности; бесшумность и плавность работы, точность передачи движений, достигаемые точностью изготовления профиля зубьев шестерен, их отделкой и устранением эксцентричности зубчатых венцов; достаточный коэффициент полезного действия; высокая усталостная прочность зубьев, достигаемая их тщательной обработкой, термическим, механическим, термомеханическим упрочнением, отделкой. Перечисленные требования объясняются высокими окружными скоростями, контактными давлениями, изгибающими циклическими нагрузками. в зависимости от области применения зубчатых колес и условий их работы.
Эксплуатационные дефекты зубчатой передачи условно можно разделить на следующие виды: абразивный износ зубчатого зацепления, выкрашивание зубьев шестерни, трещины, излом и заедание шестерен.
Многократное приложение к шестерне знакопеременных нагрузок при недостаточном запасе прочности или при наличии концентраторов напряжений может вызвать его усталостное разрушение.
Контактные разрушения могут быть поверхностными или глубинными. Оба вида разрушений представляют собой усталостное явление, при котором трещины образуются под действием знакопеременных напряжений на поверхности материала или в глубине. Появление того или другого вида разрушения зависит от соотношения между действующими напряжениями и сопротивлением материала усталости самого по сечению зуба.
Одной из типичных причин потери работоспособности зубчатых передач редукторов является повреждение зубьев в результате заедания.
Повреждения зубьев при заедании происходят по последовательно развивающимся стадиям: от легкого натира - возникновения неразличимых невооруженным взглядом неглубоких коротких рисок, ориентированных в направлении относительного скольжения профилей - до очень сильной формы задира с характерными широкими и глубокими бороздами, слившимися между собой, наличием вырывов металла, наростов и оплавления поверхностных слоев металла.
Заедание может проявляться в легкой и тяжелой форме. В первом случае на рабочих поверхностях зубьев шестерен возникают слабые царапины и риски, ориентированные в направлении скольжения. Поверхности приобретают полированный вид, работа передачи сопровождается некоторым износом, не вызывающим выхода ее из строя. При тяжелой форме заедания (задир) происходят отделение частиц с рабочих поверхностей, перенос металла с более мягкой поверхности на более твердую, образование наваренных хребтов, глубоких рисок, наростов и надрывов металла, приводящих, как правило, к искажению рабочих поверхностей зубьев, к повышенному шуму, нагреву шестерен и быстрому выходу зубчатой передачи из строя.
Износ рабочих поверхностей зубьев тем больше, чем больше их удельное скольжение и контактные напряжения в зацеплении. Так как наибольшее удельное скольжение имеет место в начальной и конечной точках контакта зубьев, то наибольший износ появляется на ножках и головках зубьев. Недостаточная толщина масляной пленки способствует усилению износа. Уменьшение толщины пленки и даже ее разрыв возможны при перегрузках и в периоды пуска и остановки передачи. Загрязненность масла абразивными частицами значительно усиливает износ. Вследствие износа искажается профиль зубьев, ослабляется их основание, возрастает динамическая нагрузка, увеличиваются напряжения в зоне переходной поверхности зуба.
Многократное приложение к шестерне знакопеременных нагрузок при недостаточном запасе прочности или при наличии концентраторов напряжений может вызвать его усталостное разрушение.
Контактные разрушения могут быть поверхностными или глубинными. Оба вида разрушений представляют собой усталостное явление, при котором трещины образуются под действием знакопеременных напряжений на поверхности материала или в глубине. Появление того или другого вида разрушения зависит от соотношения между действующими напряжениями и сопротивлением материала усталости самого по сечению зуба.
Одной из типичных причин потери работоспособности зубчатых передач редукторов является повреждение зубьев в результате заедания.
Повреждения зубьев при заедании происходят по последовательно развивающимся стадиям: от легкого натира - возникновения неразличимых невооруженным взглядом неглубоких коротких рисок, ориентированных в направлении относительного скольжения профилей - до очень сильной формы задира с характерными широкими и глубокими бороздами, слившимися между собой, наличием вырывов металла, наростов и оплавления поверхностных слоев металла.
Заедание может проявляться в легкой и тяжелой форме. В первом случае на рабочих поверхностях зубьев шестерен возникают слабые царапины и риски, ориентированные в направлении скольжения. Поверхности приобретают полированный вид, работа передачи сопровождается некоторым износом, не вызывающим выхода ее из строя. При тяжелой форме заедания (задир) происходят отделение частиц с рабочих поверхностей, перенос металла с более мягкой поверхности на более твердую, образование наваренных хребтов, глубоких рисок, наростов и надрывов металла, приводящих, как правило, к искажению рабочих поверхностей зубьев, к повышенному шуму, нагреву шестерен и быстрому выходу зубчатой передачи из строя.
Износ рабочих поверхностей зубьев тем больше, чем больше их удельное скольжение и контактные напряжения в зацеплении. Так как наибольшее удельное скольжение имеет место в начальной и конечной точках контакта зубьев, то наибольший износ появляется на ножках и головках зубьев. Недостаточная толщина масляной пленки способствует усилению износа. Уменьшение толщины пленки и даже ее разрыв возможны при перегрузках и в периоды пуска и остановки передачи. Загрязненность масла абразивными частицами значительно усиливает износ. Вследствие износа искажается профиль зубьев, ослабляется их основание, возрастает динамическая нагрузка, увеличиваются напряжения в зоне переходной поверхности зуба.
Изготовление шестерен здесь: