Триболошки процеси код зупчаника
Дипломски рад
1
Abstract
During operation, gear teeth flanks are submitted to the cyclic action of exceptionally high
contact pressures and the combination of rolling and sliding. Due to the nature of such loading,
damage of the teeth flanks, in addition to tooth breakage at the base, is one of the most frequent
causes of gear failure. The resultant damage can be divided into surface initiated damage and
subsurface initiated damage. Surface initiated damage is significantly influenced by surface
roughness as well as existing damage and imperfections of the surface; hence, they appear more
frequently on gears with a coarser flank surface finish, especially those that operate in conditions
of problematic lubrication. Highly loaded gearings are usually manufactured from high quality
materials and they usually feature surfacehardened and smooth teeth flanks. Subsurface damage
development is typically encountered in such gearings.
One of the essential features of surface hardened elements is the change of hardness from the
surface to the core, which is followed by a corresponding change in the fatigue strength of the
material. This is one of the reasons that positions of critical locations depend not only on stress
magnitude and distribution, but also on hardness, i.e., the material hardness or fatigue strength
distribution that is achieved following heat treatment. An unfavorable ratio between stress and
yield stress, which is very often encountered in the transition area between a harder surface layer
and a softer core, can result in significant, local plastic deformations of the material. Occasional
overloads, which are inevitable during operation, can intensify this phenomenon further, which
in the end results in damage accumulation and, subsurface crack initiation. Cracks initiated in
this manner in a large number of cases advance below the surface for a certain period of time,
until conditions are met either for their deflection towards the surface or for their deflection
toward the opposite flank. This, in the end, can result in the separation and the breaking off of
the larger pieces of the flank material, and in some cases, even of large sections of the tooth.
Keywords: gear , tooth flank, fatigue
4
УВОД
Трибологија је научно-техничка дисциплина која обухвата истраживања процеса трења и
хабања, као и поступака за смањење и оптимизацију ових карактеристика код различитих
машинских система. Назив трибологија изведен је од грчке речи
трибос
што значи
тарење, трљање и логос чије је значење наука.
Трибологија је једна од неколико нових техничких дисциплина чији развој има изузетан
утицај на поузданост и век машинских система. Триболошка истраживања и коришћење
већ остварених знања, како у процесу конструисања тако и у производњи и експлоатацији
машина, представљају неопходност савремене индустрије када се посматрају њени
данашњи захтеви за економично коришћење материјала, рационално трошење енергије,
повећање поузданости машинских система и смањење трошкова одржавања.
Интердисциплинарни карактер трибологије и присуство триболошких процеса код већине
машинских система условљава истраживања у свим гранама индустрије, а посебно
индустрији транспортних средстава, производњи машина, црној и обојеној металургији,
електропривреди, код којих се кроз триболошке активности постижу значајни техно-
економски ефекти. Подручја у којима трибологија даје највећи допринос су област
материјала, конструисање машинских елемената и система и одржавање машина. То су
истовремено области у којима треба у будућности вршити триболошка истраживања.
Велики губици у индустрији и транспорту услед трења, а посебно хабања материјала су
основни покретачи развоја трибологије у свету.
Mи ћемо се у овом раду сусрести са триболошким процесима код зупчаника. На самом
почетку рада се упознајемо са поделама зупчаника, њиховим карактеристикама и
материјалима од којих се израђују. У раду ће такође бити речи о триболошким процесима
зупчаника стављајући акценат на трење и хабање тј. оштећења настава на зупчанику услед
трења зупчаника у раду. Биће речи и о системима подмазивања зупчаника. Срешћемо се и
са једним истраживачким радом односно испитивањем триболошких карактеристика
5
1.ЗУПЧАНИЦИ, ПОДЕЛА, КАРАКТЕРИСТИКЕ, МАТЕРИЈАЛИ
1.1.Подела зупчаника, зупчастих парова
Према међусобном положају оса вратила погонског и гоњеног зупчаника разликују се:
цилиндрични (осе вратила су паралелне), конични (осе вратила се секу) и хиперболидни
(осе вратила се мимоилазе).
Слика 1. Цилиндрични (а), конични(б) и хиперболидни (в) зупчасти парови[1]
Према облику зубаца, зупчаници могу бити са: правим (а), косим (б), стреластим (в) и
завојним зупцима (г).
7
