Dans les scénarios à forte charge tels que le transport ferroviaire, les machines lourdes, l'énergie navale et les systèmes de transmission aérospatiaux,La rupture des dents des engrenages réduit non seulement l'efficacité de la transmission, mais présente également un risque de dysfonctionnement grave des équipements.Cet article analyse systématiquement le mécanisme, les types courants, les méthodes de détection et les mesures préventives de l'échec de la rupture des dents d'engrenage.

Définition de la rupture d'une dent d'engrenage

La rupture de la dent d'engrenage fait référence à un mode de défaillance où des fissures se forment sur la surface ou la racine de la dent pendant le fonctionnement, conduisant éventuellement à une fracture de la dent.Cette défaillance survient généralement dans les engrenages soumis à de fortes charges, les charges d'impact ou la fatigue à long terme.

Façons typiques de casser une dent

1. 1.

   Brèche instantanée par surcharge

   Généralement déclenché par un brouillage soudain, un impact au démarrage ou des changements brusques de charge.

   Caractéristique: fracture fragile avec une surface de fracture nette et plane et presque aucune déformation plastique.

2. 2.

   Fracture par fatigue

   Les charges alternantes répétées provoquent une concentration de stress à la racine de la dent, ce qui conduit à la propagation progressive des micro-fissures.

   Caractéristique: La surface de la fracture est généralement constituée d'une zone d'initiation de la fatigue, d'une zone de propagation (lissée avec des motifs en forme de coquille) et d'une zone de fracture instantanée.

3. 3.

   Fracture due à un défaut de matériau

   Les inclusions, les pores ou le traitement thermique inégal entraînent une résistance insuffisante de la racine dentaire.

   Caractéristique: se produit souvent au début de l'utilisation; la surface de fracture est rugueuse, avec des points d'initiation visibles induits par un défaut.

Les principales causes de la fracture des dents

Facteurs de conception

• • les personnes âgées

  Un filet de racines de dents de petite taille, ce qui provoque une forte concentration de stress.

• • les personnes âgées

  Mauvaise conception du profil des dents, ce qui amplifie l'impact des mailles.

Matériau et traitement thermique

• • les personnes âgées

  Une teneur insuffisante en carbone ou une couche carburisée peu profonde.

• • les personnes âgées

  Étanchéité inégale, résultant en des gradients de dureté anormaux.

Fabrication et assemblage

• • les personnes âgées

  Marque d'outil d'usinage ou rugosité excessive de la surface à la racine de la dent.

• • les personnes âgées

  Erreurs d'assemblage entraînant des charges réelles largement supérieures aux valeurs de conception.

Conditions de fonctionnement

• • les personnes âgées

  Opération de surcharge.

• • les personnes âgées

  Une lubrification insuffisante, ce qui intensifie l'impact sur la surface des dents.

Méthodes de détection et d'analyse

Inspection visuelle macroscopique

• • les personnes âgées

  Examinez les caractéristiques des surfaces de fracture à l'aide de loups ou de microscopes.

Analyse microscopique métallographique

• • les personnes âgées

  Détectez la structure du matériau, la répartition du carbure et la profondeur de la couche éteinte.

Microscopie électronique de balayage (SEM) des surfaces de fracture

• • les personnes âgées

  Identifier avec précision les sites d'initiation de la fatigue et les voies de propagation des fissures.

Analyse des éléments finis (AFE)

• • les personnes âgées

  Construire des modèles d'engrenages pour calculer la répartition des contraintes à la racine des dents et prédire les risques de rupture potentiels.

Une étude de cas typique

Une boîte de vitesses de train à grande vitesse a subi une brèche dentaire au cours des 2 années d'exploitation.Pendant que l'huile de lubrification contaminée intensifiait l'impact de friction, déclenchant finalement des fissures de fatigue qui se propageaient en rupture complète..

Leçon apprise: Le contrôle de la qualité de l'usinage et la gestion de la lubrification sont indispensables.

Mesures de prévention et d'optimisation