Wytężenie na bocznej powierzchni zęba

Wytężenie na bocznej powierzchni zęba wg wzorów Hertza

Poza odpowiednią wytrzymałością na zginanie zęby muszą wykazywać również dostateczną wytrzymałość na nacisk.

Ściskając siłą P dwa walce wykonane z materiału sprężystego spowoduje się spłaszczenie w miejscu ich zetknięcia na szerokości. Siła P wywołuje wewnętrzne naprężenia. Największe naprężenie powstaje w środku spłaszczenia, tj. w punktach D i E, gdyż w tym miejscu materiał doznał najgłębszego odkształcenia.

Podobne naprężenia powstają w zębach kół zębatych, których boki możemy traktować jako walce.

Dla poszczególnych położeń zębów podczas zazębiania się uzyskuje się różne naciski powierzchniowe, a tym samym powstają różie naprężenia wewnętrzne, gdyż boki zębów w różnych punktach wykazują różne krzywizny, a ponadto wskutek tego, że e > 1, stykają się ze sobą jedna lub dwie pary zębów, a więc naciski rozkładają się na jeden, dwa lub więcej zębów. Szczególnie niebezpieczny jest moment, gdy zęby stykają się ze sobą w okolicy kół tocznych (podziałowych), gdyż w tym miejscu nie występuje poślizg, wskutek czego nie utrzymuje się tam warstwa oleju. Tutaj też na ogół bierze udział w pracy tylko jedna para zębów.


Wynikiem zmęczenia materiału wywołanego nadmiernymi naciskami jest zużycie, które rozpoczyna się w postaci wyłuskiwania, się materiału (pitting).

Odłupane cząstki metalu dostają się do oleju i wywołują dalsze zużywanie się boków zębów.

Gdy przebieg zużycia posunie się tak daleko, że następuje zazębianie się krawędzi wierzchołkowych, wówczas te krawędzie skrawając i skrobiąc powodują dalsze zużycie.

Naprężenia dopuszczalne
Naprężenie dopuszczalne jest wartością wynikającą z właściwości materiału użytego na koła zębate oraz z kształtu linii przejściowej między dnem wrębu i bokiem zęba, a także gładkości tej powierzchni przejściowej (w przypadku zginania), zaś przy nacisku powierzchniowym od właściwości materiału i gładkości powierzchni bocznej zębów.

Według nowoczesnych teorii wytrzymałościowych naprężenie dopuszczalne jest wartością pochodną wytrzymałości zmęczeniowej próbki gładkiej i otrzymuje się ją przez podzielenie tej wytrzymałości zmęczeniowej przez odpowiedni współczynnik bezpieczeństwa.

Na wielkość współczynnika bezpieczeństwa wywiera wpływ nie tylko rodzaj materiału, lecz również kształt zarysu przejściowej powierzchni i jej gładkość oraz kształt koła itp. czynniki, które zostaną omówione w następnych ustępach.

Drukuj