Wytrzymałość i trwałość: materiał, twardość, obciążenie i montaż

Opisać widmo obciążenia

Podać moment ciągły, wartości szczytowe, rozruchy, nawroty i udary wraz z czasem trwania. Napędu pracującego z 30 N·m i 300 obr/min, osiągającego 60 N·m i zmieniającego kierunek co dziesięć sekund nie opisuje jeden moment średni. W 10 000 godzin przy 300 obr/min wał wykonuje 180 milionów obrotów; cykle zęba zależą również od układu zazębień i czasu pod obciążeniem.

Twardość nie jest nośnością

Twardość opisuje opór wobec miejscowego wgniatania; wytrzymałość i odporność na pękanie dotyczą innych właściwości. Twarda powierzchnia nie zastąpi odpowiedniego rdzenia, głębokości utwardzenia ani powierzchni bez przypaleń szlifierskich. Zmęczenie u podstawy zęba i pitting ocenia się oddzielnie. Mikropitting, zatarcie, zużycie i pęknięcie przeciążeniowe wymagają dalszej analizy.

Obróbka cieplna i przeliczanie twardości

Ulepszanie cieplne wpływa na właściwości przekroju. Hartowanie indukcyjne utwardza miejscowo; ważne jest objęcie stopy zęba. Nawęglanie z hartowaniem łączy twardą warstwę z bardziej odpornym na pękanie rdzeniem. Azotowanie może ograniczać odkształcenia, lecz wymaga odpowiedniego materiału i warstwy.

Twardość powierzchni, rdzenia i efektywna głębokość utwardzenia są odrębnymi wymaganiami. Przelicznik obejmuje HV, HBW i skale Rockwella; tabela rozszerzona dodaje HRD, HR15N, HR30N, HR45N oraz metalową skalę Shore’a HS. HS nie oznacza polimerowych skal Shore A lub D. HK i Leeb HL nie są dostępne.

Obie tabele dla stali stosuje się niezależnie, bez ekstrapolacji. Interpolacja nie zwiększa dokładności pomiaru. Cienkie warstwy, powłoki, metale nieżelazne i tworzywa wymagają odpowiednich prób. ISO 18265 i SAE J417 nie zastępują pomiaru w skali wymaganej na rysunku.

Siły działające na oba koła

Dla idealnej pary walcowej zewnętrznej i = z₂/z₁, n₂ = n₁/i oraz T₂ = iT₁. Przy N·m i mm siła obwodowa Fₜ = 2000T₁/d_w1 = 2000T₂/d_w2. Większy moment koła napędzanego nie oznacza większej siły styku.

Dla roboczego czołowego kąta przyporu α_wt i β_w: Fᵣ = Fₜ tan α_wt, |Fₐ| = Fₜ tan |β_w|. Siły są przeciwne w jednym układzie współrzędnych. Zwrot osiowy zależy od kierunku uzębienia i obrotów. Reakcje łożysk wymagają położenia podpór. Narzędzie pomija straty, tarcie i współczynniki dynamiczne; nie jest pełnym obliczeniem wytrzymałości ani bezpośrednim modelem kół stożkowych lub hipoidalnych.

Błędy montażu

Niewspółosiowość, ugięcie wału i odkształcenie korpusu mogą skupić obciążenie na krawędzi. Zła odległość montażowa zmienia ślad współpracy kół stożkowych; sam luz nie wystarcza do oceny ustawienia.

Kontrolować bicie, pasowania, odsadzenia, podkładki, napięcie wstępne, wymiary montażowe, luz i ślad. Zbyt duże napięcie zwiększa temperaturę, a za małe może pogarszać ustalenie. Sprawdzić smarowanie, zanieczyszczenia i uszczelnienia. Rejestrować temperaturę, hałas i drgania przy reprezentatywnym obciążeniu. Lekki obrót ręką nie dowodzi poprawnego styku podczas pracy.

Dobierać normy do zagadnienia

ISO 6336, ANSI/AGMA 2101 i DIN 3990 dotyczą kół walcowych; ISO 10300 i ANSI/AGMA 2003 dotyczą kół stożkowych. DIN 3990-5 i JIS B 1755 dostarczają danych materiałowych. Nie należy dowolnie łączyć współczynników i naprężeń dopuszczalnych z różnych metod.

DIN ISO 1328-1 i JIS B 1702-1 opisują dokładność, nie gwarantowaną trwałość. ANSI/AGMA 2008 i JIS B 1705 dotyczą różnych zagadnień montażu lub luzu. JIS B 1759 dotyczy tworzyw. Sprawdzić wydanie i zakres; źródła publiczne nie zastępują autoryzowanych pełnych tekstów.

Źródła