Het falen van tandwielen komt vaak voor in het tandgebied. De belangrijkste faalmechanismen van tandwieltanden zijn onder meer: oppervlakteslijtage, putjes in het oppervlak, plastische vervorming van het oppervlak, oppervlakteadhesie en tandbreuk.
Om de noodzakelijke operationele levensduur van tandwieloverbrengingen te garanderen, moeten sterkteberekeningen en beoordelingen worden uitgevoerd. Meestal worden twee categorieën sterkteberekeningen uitgevoerd: de beoordeling van de contactvermoeidheidssterkte van het tandoppervlak en de evaluatie van de buigvermoeidheidssterkte van de tandwortel.
Vijf vormen van versnellingsstoringen en hun respectievelijke oplossingen:
1. Slijtage van tandglazuur
Olieverontreiniging - Schurende slijtage - Schade aan de tandvorm - Dunner worden van de tandwortel (ernstige zorg) - Tandbreuk.
Reden
Slijtage treedt op wanneer schuurmiddelen, waaronder zand, ijzervijlsel en niet-metalen deeltjes, zich tussen de tandoppervlakken bevinden. Versleten tandflanken verslechteren het tandprofiel, wat resulteert in spanning, trillingen, geluid en mogelijke tandbreuk als gevolg van de verminderde dikte.
Relevante alternatieven
(1) Verbeter de hardheid en oppervlakteglans van de tand.
(2) Handhaaf de zuiverheid van de smeerolie.
(3) Implementeer een gesloten tandwieloverbrenging.
2. Putjes op tandoppervlakken
Verschijnsel: kloven op het tandoppervlak - olie-uitstoting - metaalafbrokkeling - putjes op het tandoppervlak naast de knooplijn.
Reden
(1) Zachtere en hardere materialen hebben een contactvermoeidheidslimiet van < 350 HBS.
(2) Het tandoppervlak ervaart fluctuerende contactspanning.
(3) Afgedicht transmissietandoppervlak met smeerolie.
Toepasselijke alternatieven
(1) Verbeter de hardheid van het tandoppervlak.
(2) Vergroot de tandwieldiameter of middenscheiding.
(3) Gebruik onder andere geschikte smeerolie.
3. Fenomeen van plastische vervorming van het tandoppervlak
Het tandoppervlak wijkt af van de typische morfologie. Plastische vervorming verwijst naar de onomkeerbare verandering van het tandoppervlak als gevolg van het feit dat het tandmateriaal door hoge spanning in een vloeitoestand terechtkomt.
Reden
(1) Het tandoppervlak is zacht en zwaar belast en vertoont groeven en ribbels.
(2) De wrijvingskracht op het aandrijfwiel creëert respectievelijk een groef in de richting van zowel de tandtop als de tandbasis.
(3) De wrijvingskracht op het aangedreven wiel creëert een convexe rand die zich uitstrekt van de top van de tand tot aan de wortel, en convergeert in het midden.
Relevante alternatieven
(1) Verbeter de hardheid van het tandoppervlak.
(2) Smeerolie met hoge viscositeit.
4. Het lijmen van het tandoppervlak
Fenomeen: Adhesie aan het tandoppervlak resulteert in de vorming van littekens op het tandoppervlak in de richting van het relatieve glijden.
Reden
(1) Het zachtere tandoppervlak wordt achtereenvolgens langs de glijrichting geschuurd.
(2) Het metaal van de twee tandoppervlakken is in direct contact en versmolten.
(3) Relatieve verplaatsing tussen tandoppervlakken.
Relevante alternatieven
(1) Verbeter de hardheid van het tandoppervlak.
(2) Verlaag de modulus.
(3) Verlaag de slipcoëfficiënt.
(4) Verlaag de hoogte van de tand.
(5) Gebruik smeerolie met sterke anti-hechteigenschappen.
5. De tandwieltanden zijn gebroken.
Fenomeen: scheurvoortplanting, leidend tot wortelbreuk van de tand.
Reden
(1) De stof vertoont broosheid.
(2) Abrupte overbelasting of impact.
(3) De wortel ervaart afwisselende buigspanning.
(4) Concentratie van spanning bij de wortel.
Relevante alternatieven
(1) Vergroot de straal van de tandwortelfilet.
(2) Vergroot de versnellingsmodulus.
(3) Er wordt gebruik gemaakt van positieve verplaatsing.