По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.833

Комплексный анализ эксплуатационного разрушения зубчатых колес коробок передач

Винокуров Г.Г. канд. техн. наук, Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова, г. Якутск
Яковлева С.П. д-р. техн. наук, Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова, г. Якутск
Васильева М.И. канд. техн. наук, Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова, г. Якутск
Махарова С.Н. канд. техн. наук, Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова, г. Якутск

Цель работы — выявление особенностей разрушения и оценка контактной прочности материала тяжелонагруженных зубчатых колес, эксплуатируемых в условиях Севера, на примере шестерни третьей передачи коробки передач трансмиссии трактора МТЗ-80 (базовая модель колесных тракторов семейства «Беларусь» Минского тракторного завода).

Литература:

1. Кожуро Л.М., Мрочек Ж.А. и др. Технология сельскохозяйственного машиностроения. — Минск: Новое знание, 2006. — 512 с.

2. Шапочкин В. И., Семенова Л. М. Исследование «темной составляющей» в нитроцементованных слоях // Изв. вузов. Черная металлургия. — 1985. — № 5. — С. 125–129.

3. Тескер Е.И. Контактная прочность цементованных и нитроцементованных зубчатых колес // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1988. — № 2. — С. 46–50.

4. Зинченко В. М., Георгиевская Б. В. и др. Новые способы газовой цементации и нитроцементации // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1984. — № 10. — С. 51–57.

5. Кальнер В. Д. Контроль качества ТО стальных полуфабрикатов и деталей: Справочник. — М.: Машиностроение, 1984. — 384 с.

6. Устиненко В. Л. Напряженное состояние зубьев цилиндрических прямозубых колес. — М.: Машиностроение, 1972. — 90 с.

7. Тескер Е. И. Повышение прочности тяжелонагруженных цементованных и нитроцементованных зубчатых колес тракторных трансмиссий // Вестник машиностроения. — 1985. — № 9. — С. 21–25.

8. Крагельский И. В., Добычин М. Н., Комбалов В. С. Основы расчетов на трение и износ. — М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.

Интенсивный износ с разрушением деталей автотракторной техники, работающей в условиях Севера, в основном обусловлен повышенными нагрузками при ее эксплуатации в экстремальных климатических условиях. Вследствие изнашивания деталей возрастают нагрузки на машину в целом, снижается ее производительность, увеличиваются простои и затраты на ремонт. Поэтому остается актуальным исследование причин и особенностей разрушений деталей автотракторной техники, эксплуатируемой в специфических природно-климатических условиях Севера.

Особые требования к проектированию деталей тракторов обусловлены также высоким уровнем эксплуатационных нагрузок вследствие их специфики. В тракторах чаще всего отказывает трансмиссия, основные детали которой (зубчатые колеса, шлицевые соединения) выходят из строя после 2–4 тыс. ч работы и нуждаются в ежегодном ремонте. Проблема усугубляется общими недостатками зуборезного производства машиностроительных заводов, продукция которого часто не соответствует требованиям, предъявляемым к тяжелонагруженным зубчатым колесам.

Как показывает практика, работоспособность большинства силовых зубчатых передач лимитируется свойствами зубьев. Зубчатые колеса трансмиссии тракторов относятся к числу наиболее нагруженных деталей, подвергающихся воздействию сил трения, циклических и статических изгибающих нагрузок; кроме того, зубчатые колеса коробки передач испытывают многократные ударные нагрузки. В связи с этим к их материалу предъявляются высокие требования. При выборе марки стали, технологии изготовления этих деталей необходимо обеспечивать два основных эксплуатационных показателя: высокую прочность и повышенную стойкость к изнашиванию, которые в основном зависят от свойств поверхностного слоя зубчатого колеса, однородности физико-механических свойств, макро- и микроструктуры материала, остаточных напряжений и т.д. Поэтому необходимо комплексное исследование состава, структуры и свойств материала разрушившегося зубчатого колеса.

Исследовали фрагмент (рис. 1) разрушившейся шестерни трактора МТЗ-80 с параметрами: форма зубьев — эвольвентная; модуль зацепления m = 4 мм; число зубьев z = 24; толщина зуба по делительной окружности S = 0,5πm = 6,28 мм. В табл. 1 приведены механические характеристики материала шестерни после нормализации при 880–950 °С (воздух), закалки с охлаждением от 850 °С (масло) и отпуска при температуре 200 °С согласно спецификации детали.

Для Цитирования:
Винокуров Г.Г., Яковлева С.П., Васильева М.И., Махарова С.Н., Комплексный анализ эксплуатационного разрушения зубчатых колес коробок передач. Конструкторское Бюро. 2016;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: