Анализ изменений геометрии и кинематики зубчатой передачи в условиях абразивного изнашивания

Исследования надежности современных сельскохозяйственных, пищевых и горных машин и механизмов показывают, что до 40 % отказов приходится на долю агрегатов трансмиссии, работоспособность которых в значительной мере регламентируют зубчатые колеса, эксплуатация которых происходит в условиях высокой запылённости воздуха и недостаточной герметичности внутренних полостей. В результате износа зубьев колес появляются вибрации, возрастают динамические нагрузки в приводах. Все это в большей степени связано с изменением кинематики зубчатого зацепления при износе. Целью данной работы является исследование изменений геометрии и кинематики зубчатых передач в условиях абразивного изнашивания. Объектами исследований являлась оценка распределение контактных напряжений и нагрузок, что является ключевым моментом при разработке износостойких и надёжных зубчатых передач. Определялись дополнительные факторы: влияние эксплуатационных нагрузок, изменения формы зубьев в процессе работы и их воздействие на точность передачи движения. В результате проведенных исследований разработаны аналитические зависимости, которые позволяют выполнять расчёты геометрических, кинематических и качественных характеристик передачи и прогнозировать скорость изнашивания шестерни и колеса, оценивать величину контактных напряжений и коэффициента удельного скольжения по линии зацепления пары зубьев на различной стадии износа. В процессе изнашивания линия зацепления искривляется, а её начало, и конец сдвигаются в направлении вращения зубчатых колёс. Коэффициент перекрытия при этом постепенно снижается, но при степени износа свыше 18–20% стабилизируется в пределах 1,03–1,1. В процессе абразивного изнашивания тяжело нагруженных передач происходит не только изменение формы профилей зубьев, но и изменение закона относительного движения колёс.