PKM III.3d

Uszkodzenia kół zębatych i ich
przyczyny

1 Zmęczeniowe złamanie zęba u
podstawy

siła w
pojedynczej
parze zębów

rozkład nacisków

N

N

OT1

OT2

ω

1

F

n

złamanie u
podstawy

σ

t

1

2

Zmęczeniowe uszkodzenie powierzchni zębów
(pitting)

3

Zatarcie (na współpracujących powierzchniach
zębów)

K.-H.Decker:
Maschinenelement
e

K.-H.Decker:
Maschinenelement
e

2

Warunki ograniczające
wytrzymałościowe

1

σ

F

≤ σ

FP

-

chroniący ząb przed pękaniem

u podstawy

naprężenia obliczeniowe w miejscu największego
wytężenia

naprężenia dopuszczalne ze względu na
zmęczenie

siła w
pojedynczej

N

N

OT1

OT2

ω

1

F

n

parze zębów

+

_

σ

F

3

2

σ

H

≤ σ

HP

-

chroniący powierzchnię zęba przed

zmęczeniem powierzchniowym

naciski w tocznym punkcie
przyporu C

naciski dopuszczalne ze względu na
zmęczenie

powierzchniowe

rozkład nacisków

N

N

OT1

OT2

ω

1

σ

H

C

4

3

T

B

≤ T

s

- chroniący zęby przed

zatarciem

maksymalna temperatura w punkcie
kontaktu B

temperatura
zatarcia

• Są także inne postacie warunku na zatarcie

• Warunek niewymiarujący, lecz - korygujący

Warunki ograniczające wytrzymałościowe

są

wykorzystywane do

-

określenia potrzebnego modułu ( 1 i 2 )

lub

- sprawdzenia poprawności założonych

wartości modułu

m

i innych wielkości ( 1 , 2 i 3 )

Metodyka obliczeń, metody i stosowane

modele

- według zaleceń ISO

5

Przykłady struktur
modeli

model maksymalnych
nacisków
na powierzchni kontaktu
zębów

Z

M

- wsp. zależny od właściwości materiałów

zębów (E,ν)
Z

ε

- wsp. wskaźnika zazębienia ε

Z

β

- wsp. kąta nachylenia zębów β

ρ - promień zastępczy krzywizn powierzchni
zębów w
kontakcie
L - długość zęba
P

nobl

- obliczeniowa siła normalna do

powierzchni zęba

6

P

n

- siła normalna do powierzchni zębów w

strefie kon-
taktu

K

A

- wsp. przeciążenia zewnętrznego (sił

dynamicznych
w UPN)
K

v

- wsp. przeciążenia wewnętrznego (sił

dynamicznych
w strefie zazębienia)
K

Hβ

- wsp. nierównomierności rozkładu

obciążenia
wzdłuż długości zęba
K

Hα

- wsp. nierównomierności rozkładu

obciążenia
w przekroju czołowym (między zębami
w przyporze)

7

W modelu nacisków

σ

H

przewidziano dla niektórych

współczyn-
ników po kilka sposobów wyznaczania ich wartości,
w zależności
od zamierzonej szczegółowości i dokładności
obliczeń.

Np. w przypadku K

v

metody :

• A

• B

• C - z wykresów

- oparte na modelach dynamiki w strefie
zazębienia

K

Hα

+

K

v

8

σ

Hobl

- obliczeniowa kontaktowa wytrzymałość

zmęczeniowa
zębów
S

Hmin

- współczynnik bezpieczeństwa ( S

Hmin

= 1,0

÷ 1,3)

σ

Hobl

=

σ

Hlim

·

Z

NT

Z

L

Z

R

Z

v

Z

w

Z

x

σ

Hlim

- kontaktowa wytrzymałość zmęczeniowa,

wyznaczona
dla prawdopodobieństwa uszkodzenia
równego 1%
Z

NT

- współ.

trwałości
Z

L

- współ.

lepkości oleju

Z

R

-

współ. stanu powierzchni
Z

v

- współ.

prędkości
Z

w

- współ.

twardości

Z

x

- współ.

wielkości

naciski dopuszczalne ze
względu na zmęczenie
powierzchniowe

f

σ

Hlim

1%

9