Fejl i tandhjul opstår ofte i tandregionen. De primære svigtmekanismer for tandhjulstænder omfatter: overfladeslid, overfladegruber, overfladeplastisk deformation, overfladeadhæsion og tandbrud.
For at sikre den nødvendige driftslevetid for geartransmission skal der udføres styrkeberegninger og vurderinger. Typisk udføres to kategorier af styrkeberegninger: vurdering af kontaktudmattelsesstyrken af tandoverfladen og evaluering af tandrodens bøjningstræthedsstyrke.
Fem måder for gearfejl og deres respektive løsninger:
1. Afslidning af tandemalje
Olieforurening - Slibende slitage - Skader på tandformen - Udtynding af tandrod (svær bekymring) - Tandbrud.
Årsag
Slibende slitage opstår, når slibemidler, herunder sand, jernspåner og ikke-metalliske partikler, kommer ind mellem tandoverfladerne. Slidte tandflanker forringer tandprofilen, hvilket resulterer i stress, vibrationer, støj og potentielt tandbrud på grund af reduceret tykkelse.
Relevante alternativer
(1) Forbedre hårdheden og overfladepoleringen af tanden.
(2) Oprethold renheden af smøreolien.
(3) Implementer medfølgende gearing.
2. Pitting af tandoverflader
Fænomen: sprækker på tandoverfladen - olieudstødelse - metallisk afskalning - gruber på tandoverfladen ved siden af knudelinjen.
Årsag
(1) Blødere og sejere materialer har en kontakttræthedsgrænse på < 350 HBS.
(2) Tandoverfladen oplever fluktuerende kontaktbelastning.
(3) Forseglet transmissionstandoverflade med smøreolie.
Gældende alternativer
(1) Forøg hårdheden af tandoverfladen.
(2) Forøg gearets diameter eller centeradskillelse.
(3) Brug egnet smøreolie, blandt andre stoffer.
3. Fænomen med plastisk deformation af tandoverfladen
Tandoverfladen afviger fra dens typiske morfologi. Plastisk deformation refererer til den irreversible ændring af tandoverfladen som følge af, at tandmaterialet går ind i en udbyttetilstand på grund af høj belastning.
Årsag
(1) Tandoverfladen er blød og stærkt belastet med riller og kamme.
(2) Friktionskraften på drivhjulet skaber en rille mod henholdsvis tandspidsen og tandbunden.
(3) Friktionskraften på det drevne hjul skaber en konveks ryg, der strækker sig fra spidsen af tanden til dens rod, konvergerende ved midtpunktet.
Relevante alternativer
(1) Forøg hårdheden af tandoverfladen.
(2) Højviskositetssmøreolie.
4. Tandoverfladen limning
Fænomen: tandoverfladeadhæsion resulterer i dannelsen af ar på tandoverfladen i retning af relativ glidning.
Årsag
(1) Den blødere tandoverflade slibes sekventielt langs glideretningen.
(2) Metallet på de to tandoverflader er i direkte berøring og smeltet sammen.
(3) Relativ forskydning mellem tandoverflader.
Relevante alternativer
(1) Forøg hårdheden af tandoverfladen.
(2) Reducer modulet.
(3) Formindsk slipkoefficienten.
(4) Formindsk tandens højde.
(5) Brug smøreolie med stærke anti-adhæsionsegenskaber.
5. Tandhjulets tænder er brækket.
Fænomen: Revneformering, der fører til rodbrud på tanden.
Årsag
(1) Stoffet udviser skørhed.
(2) Pludselig overbelastning eller stød.
(3) Roden oplever skiftevis bøjningsspænding.
(4) Koncentration af spænding ved roden.
Relevante alternativer
(1) Øg radius af tandrodsfileten.
(2) Forøg gearmodulet.
(3) Positiv forskydning anvendes.