Awaria kół zębatych często występuje w obszarze zębów. Do głównych mechanizmów uszkodzeń zębów przekładni zalicza się: zużycie powierzchniowe, wżery powierzchniowe, odkształcenia plastyczne powierzchni, przyleganie powierzchni i pękanie zębów.
Aby zagwarantować niezbędną trwałość eksploatacyjną przekładni zębatej, należy przeprowadzić obliczenia i oceny wytrzymałościowe. Zazwyczaj wykonuje się dwie kategorie obliczeń wytrzymałościowych: ocenę kontaktowej wytrzymałości zmęczeniowej powierzchni zęba oraz ocenę wytrzymałości zmęczeniowej na zginanie korzenia zęba.
Pięć rodzajów awarii przekładni i odpowiednie środki zaradcze:
1. Ścieranie szkliwa zębów
Zanieczyszczenie olejem - Zużycie ścierne - Uszkodzenie kształtu zęba - Ścienienie korzenia zęba (poważny problem) - Złamanie zęba.
Powód
Zużycie ścierne ma miejsce, gdy środki ścierne, w tym piasek, opiłki żelaza i cząstki niemetaliczne, dostaną się pomiędzy powierzchnie zębów. Zużyte boki zębów pogarszają profil zęba, powodując naprężenia, wibracje, hałas i potencjalne pęknięcie zęba z powodu zmniejszonej grubości.
Odpowiednie alternatywy
(1) Zwiększ twardość i połysk powierzchni zęba.
(2) Utrzymuj czystość oleju smarowego.
(3) Zastosuj zamkniętą przekładnię.
2. Wżery na powierzchniach zębów
Zjawisko: pęknięcia na powierzchni zęba - wydalanie oleju - odpryski metaliczne - wżery na powierzchni zęba w pobliżu linii węzła.
Powód
(1) Miękkie i twardsze materiały mają granicę zmęczenia kontaktowego < 350 HBS.
(2) Powierzchnia zęba podlega zmiennym naprężeniom kontaktowym.
(3) Uszczelniona powierzchnia zęba przekładni olejem smarowym.
Obowiązujące alternatywy
(1) Zwiększ twardość powierzchni zęba.
(2) Zwiększ średnicę koła zębatego lub odstęp między środkami.
(3) Używaj między innymi odpowiedniego oleju smarowego.
3. Zjawisko odkształcenia plastycznego powierzchni zęba
Powierzchnia zęba odbiega od typowej morfologii. Odkształcenie plastyczne odnosi się do nieodwracalnej zmiany powierzchni zęba w wyniku wejścia materiału dentystycznego w stan plastyczności z powodu dużych naprężeń.
Powód
(1) Powierzchnia zęba jest miękka i mocno obciążona, wykazują rowki i grzbiety.
(2) Siła tarcia działająca na koło napędowe tworzy rowek odpowiednio w kierunku wierzchołka zęba i podstawy zęba.
(3) Siła tarcia na napędzanym kole tworzy wypukły grzbiet rozciągający się od wierzchołka zęba do jego nasady, zbiegający się w punkcie środkowym.
Odpowiednie alternatywy
(1) Zwiększ twardość powierzchni zęba.
(2) Olej smarowy o dużej lepkości.
4. Sklejenie powierzchni zęba
Zjawisko: adhezja powierzchni zęba powoduje powstawanie blizn na powierzchni zęba w kierunku względnego poślizgu.
Powód
(1) Bardziej miękka powierzchnia zęba jest ścierana sekwencyjnie wzdłuż kierunku poślizgu.
(2) Metal obu powierzchni zębów styka się bezpośrednio i jest stopiony.
(3) Względne przemieszczenie pomiędzy powierzchniami zębów.
Odpowiednie alternatywy
(1) Zwiększ twardość powierzchni zęba.
(2) Zmniejsz moduł.
(3) Zmniejsz współczynnik poślizgu.
(4) Zmniejsz wysokość zęba.
(5) Używaj oleju smarowego o silnych właściwościach antyadhezyjnych.
5. Zęby przekładni są pęknięte.
Zjawisko: Propagacja pęknięć prowadząca do złamania korzenia zęba.
Powód
(1) Substancja wykazuje kruchość.
(2) Nagłe przeciążenie lub uderzenie.
(3) Korzeń poddawany jest naprzemiennym naprężeniom zginającym.
(4) Koncentracja napięcia u nasady.
Odpowiednie alternatywy
(1) Zwiększ promień zaokrąglenia korzenia zęba.
(2) Zwiększ moduł przekładni.
(3) Stosowane jest przemieszczenie dodatnie.