Über die Beanspruchung oberflächennaher Werkstoffbereiche von Zahnflanken bei Voll- und Mangelschmierung

Bei Zahnradpaarungen, die langere Zeit beansprucht sind, entstehen an den Flanken haufig Risse. Deren Verteilung und deren Ausrichtung zur Flankenoberflache lassen sich aus der Kinematik des Abrollens erklaren. Die Risse bilden zur Oberflache einen Winkel zwischen 20 ° und 40 ° und sind den auftretenden Tangentialspannungen entgegengesetzt. Nur im negativen Schlupfbereich wachsen die Risse weiter zu Sekundarrissen; vorwiegend dort kommt es zu Ausbruchen. Die ubliche Berechnung der Werkstoffbeanspruchung oberflachennaher Bereiche aus der Hertz`schen Pressungsverteilung fur die Normalspannungen kombiniert mit dem Coulomb`schen Reibungsgesetz fur die Tangentialspannungen liefert keinen Hinweis auf einen bevorzugt gefahrdeten Flankenbereich mit negativem Schlupf. Die unterschiedlichen Schadensphanomene lassen sich jedoch aus der EHD-Stromungshypothese erklaren. Diese Hypothese macht deutlich, dass die Schmierstoffstromung zusatzliche Beanspruchungen verursacht, die die Lebensdauer beeinflussen und den nach Hertz ermittelten Wert verkurzen. Strengthening of surface-near-materials-zones of gear flanks with plain and deficient lubrication Couplings of gears, as strengthened over long duration, show often ruptures on the flanks. Their distribution and orientation among the surface can be explained by the kinematics of rolling. The cracks show an angle inclined towards the surface between 20 ° and 40 °. They are opposite to the occurring tangential stresses. Only in negative slip zones the ruptures grow to secondary cracks, rupturing occurs mainly at this point. The commonly used calculation of the materials strengthening in surface near zones by the HERTZian distressing conditions applied for tangential stresses does not give any hint to a preferred area of the flank stressed with negatives slip. The various failure phenomena can be explained by the elastohydrodynamic (EHD) – hypothesis. This hypothesis points out that the lubricants flow causes additional strengthening which influences the fatigue endurance and lowers the value determined after HERTZ.