Причины разрушения зубцов автомобильных шестерней

Зубчатые колеса автомобилей функционируют в напряженных условиях. Зубья подвергаются трению и износу, переменному по величине контактному давлению, статическому и циклическому напряжению при изгибе, динамических нагрузках. При переключении передачи столкновение автомобильных шестерней приводит к повреждениям соединительных зубцов. Их неисправность может привести к значительным финансовым убыткам, в результате ремонта и технического обслуживания транспортных средств. Поэтому для изготовления зубчатых шестерней применяют улучшаемые поверхностной закалкой и цементируемые легированные стали, обладающие высокой прочностью, твердостью и износостойкостью поверхности, контактной выносливостью, достаточной вязкостью, статической и усталостной прочностью при изгибе.

Варианты выхода из строя зубчатых шестерней

• Постепенное изнашивание.

• Перелом зубцов шестерни.

• Торцевой износ.

• Усталостное выкрашивание и разрушение зубьев при изгибе.

• Задирание и вязкость.

• Деформация, выработка и изнашивание рабочих поверхностей зубьев.

• Мгновенные поломки изготовления зубчатых шестерней из-за перегрузок.

В основном механизм выхода из строя автомобильных шестерней имеет усталостный характер при изгибе или контактных нагрузках. Однако также могут проявляться: изнашивание рабочей поверхности, значительные механические повреждения и деформации, выработка срока эксплуатации зубьев, внезапные поломки. При запуске на старте 1-ой или задней передачи механической коробки, в результате нехватки либо недостаточного отключения сцепления, может наблюдаться столкновение.

Причинами подобных разрушений выступают дефекты металлической структуры, некачественно произведенная химико-термическая обработка, неправильная сборка, перегрузки в процессе эксплуатации. Подобным явлениям может способствовать и некорректное управление КПП. Такое происходит, когда водителю не знакомы положения либо диапазон изменения скорости вращения между различными передачами.

Основные причины разрушения зубцов автомобильных шестерней

Постепенное изнашивание возникает в результате относительного скольжения зубцов в процессе зацепления автомобильных шестерней. В результате длительной перегрузочной работы на рабочих поверхностях зубьев возникают усталостные трещинки, называемые питтингами, возникновение которых приводит к отделению металлических частиц. Образованию таких участков способствуют повреждения структуры (поры, неметаллические включения и др.), недостаточная твердость и толщина цементованного слоя, применение неправильной марки или нечистого смазочного масла, попадание в зацепление посторонних частиц и т. д.

Изнашивание рабочих поверхностей зубьев вызывается недостаточной твердостью поверхностного слоя. Причиной последнего явления может вступать несоблюдение режимов химико-термической или термической обработки. Повышенному износу особенно подвержены конические зубчатые шестерни.

Деформация и преждевременное разрушение деталей имеет место при недостаточной твердости поверхности, которая может быть вызвана нарушениями технологического процесса нитро- и цементации, некачественной закалкой. Мгновенные поломки зубьев автомобильных шестерней могут происходить из-за перегрузок, дефектов металлургического происхождения либо неправильной химико- или термической обработки.

Перелом зубцов обусловлен сильной ударной нагрузкой. При этом обломки могут вызвать серьезные повреждения других деталей. Задирание и вязкость возникают в случае прямых контактов поверхностей зубьев, в результате использования некачественного смазочного масла или его дефицита.

Усталостное разрушение автомобильных зубцов шестерней при изгибе развивается от воздействия многократно повторяющихся переменных нагрузок. Торцевой износ имеет место в результате периодического переключения передач КПП.

Зачастую на автомобильной шестерне могут наблюдаться несколько разновидностей разрушения. Они могут быть обусловлены одной и той же или разными причинами.