大齒輪及與齒輪箱輸出軸之間有摩擦,因此不會馬上自驅(qū)動軸上脫落。但是在運行過程中在振動產(chǎn)生的慣性力和嚙合產(chǎn)生的軸向力及重力的驅(qū)動下會慢慢向下滑動,如圖4,齒輪的嚙合寬度減小。隨著小齒輪繼續(xù)向下移動其齒的嚙合寬度繼續(xù)減小,直至小到其齒尖局部應(yīng)力超過其材料強度極限時產(chǎn)生局部斷裂,見圖50
斷裂一般是在小齒輪齒退出嚙合時產(chǎn)生,因為對于(主動)小齒輪是由齒根進入嚙合,齒根較厚相對抗彎剛度大而彎矩小,一般此時不會斷裂,嚙出時齒尖較薄截面與彎矩相比相對較弱,某一個最弱的齒此時可能局部斷裂或崩掉。齒斷時可能第二個嚙合齒已經(jīng)進入嚙合(一般嚙合系數(shù)都是大于,),若此時齒輪尚未脫落,則斷齒將隨整個齒輪運動,直至再次進入嚙合時,則會出現(xiàn)如圖6所示情況。
自圖6中看出,斷齒自根部進入嚙合,當運動到嚙合側(cè)斷裂點時,如果齒是完整的本應(yīng)在C點嚙合(藍色齒廓)。但是由于斷裂,嚙合點不存在了,嚙合側(cè)斷裂點(黑色根部齒廓,紅色為斷掉齒頂部分)迅速進到D點與大齒輪齒頂頂上,而不能脫開。如果正常嚙合藍色齒廓與大齒輪齒廓嚙合可產(chǎn)生相對滑動,小齒輪中心沿紅色圓弧移動到A點。但現(xiàn)在斷齒與大齒輪釘死在點D不能產(chǎn)生相對移動,小齒輪前行《向上)時只能繞D點沿黑色圓弧前進。如果要翻過大齒輪的齒頂,則小齒輪中,合必須通過日點。這樣偏航齒輪箱的輸出軸必須產(chǎn)生大于線段A日的撓度才有可能。但是偏航齒輪箱的輸出軸相對剛度很大,不可能產(chǎn)生這樣大的撓度,因為在此之前其彎曲應(yīng)力早就超過其強度極限而斷了。這就是為什么Zond機組偏航驅(qū)動齒輪斷齒,齒輪箱斷軸的原因。
原因主要是選擇驅(qū)動小齒輪擋片的連接方式不妥,因此造成了一連串的重大后果。原因清楚了一切也就很好辦了。
首先根據(jù)他們損壞零件使用的標準及幾何尺寸,重新生產(chǎn)零件,然后把損壞的零件換上。重新選用非埋頭螺釘,把擋片反過來連接在偏航齒輪箱輸出軸的軸端上,如圖7。因為沒有了側(cè)向力,螺釘頭、桿截面基本沒有彎矩,問題就這樣解決了,故障再沒有復現(xiàn)過。
