Inleiding

1Mechanisme van verslappingsfout

1.1 Basiskenmerken van verslappingsstoring

• Cyclische belastingwerking: veroorzaakt door afwisselende contactspanning en buigspanning.
• Crack initiatie en verspreiding: doorgaans ondergaat drie fasen: crack initiatie, stabiele verspreiding en snelle breuk.
• Stressconcentratie-effect: vermoeidheid komt vaak voor bij de tandworteltransitiecurve en oppervlakteafwijkingen.

1.2 Hoofdmodussen van uitval door vermoeidheid

(1) Vermoeidheid door contact met het tandoppervlak (putten)

• Microscopisch mechanisme: scheuren die ontstaan door de maximale scheerspanning in de ondergrond → zich verspreiden naar het oppervlak → materiaalspalling.
• Manifestaties:
  • Aanvankelijke putten: geïsoleerde putten met een diameter < 1 mm.
  • Uitgebreide putten: verbonden putten die spaltgebieden vormen.
  • Macroscopische pitting: grote oppervlakte spalling met een diepte van > 0,2 mm.

(2) Vermoeidheid bij het buigen van de tandwortel

• Breukproces: scheuren ontstaan aan de trekstresszijde van de tandwortel → verspreiden zich naar de drukstresszijde → tandbreuk.
• Typische kenmerken:
  • Schelp-achtige fracturen.
  • Zichtbare vermoeidheidsstrepen.
  • Grobkorrelige laatste breukzone.

(3) oppervlaktevermaling (plastic deformation)

• Voorvallen: extreem hoge contactspanningen die de materiaalopbrengstgrens overschrijden.
• Veel voorkomende scenario's:
  • Zwakke tandoppervlakteversnellingen.
  • Werkomstandigheden bij slagbelasting.
  • Onjuiste warmtebehandeling.

2. Gear Fatigue Strength Design theorieën

2.1 Basis theoretisch kader

• Stress-Life-methode (S-N-curve): Geschikt voor hoge cyclusvermoeidheid (> 104 cycli).
• Metode voor de levensduur van de spanning (ε-N-curve): geschikt voor vermoeidheid met een lage cyclus (< 104 cycli).
• Fracturemechanische methode: voorspelling op basis van scheurgroei da/dN.

2.2 Vergelijking van belangrijke ontwerpnormen