Разрушения торцов зубьев у переключаемых осевым перемещением колес и полумуфт происходят вследствие совместного удара включаемых деталей и выражаются в виде сколов, выкрашивания, смятия и износа материала, достигающего одной трети длины зуба и более. Повреждения торцовой поверхности зубьев в виде сколов, выкрашивания и пластической деформации материала затрудняют включение передачи. Износ торцов вызывает самовыключение передач и поломки зубьев. При капитальном ремонте не допускается использование зубчатых колес с повреждениями торцов зубьев.

Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев наблюдается у тяжело нагруженных колес. Начинается оно в местах наибольших контактных давлений. Этому способствуют дефекты термической и химико-термической обработки; внешние перегрузки; нарушения условий сборки и условий смазки; попадание абразива в зацепление зубьев и др.

Опыт показывает, что наличие выкрашивания на зубьях колес во многих случаях не вызывает потерю работоспособности передачи. Начальное выкрашивание материала на зубьях улучшает распределение нагрузки по длине зуба и при последующей работе во многих случаях не развивается. За критерий контактной выносливости материала принимают обычно некоторую степень поражения рабочих поверхностей зубьев. Допустимая величина контактных разрушений материала на зубьях должна устанавливаться для каждого колеса и каждой коробки передач отдельно.

У зубчатых колес, подвергаемых поверхностному упрочнению цементацией и азотированием, наблюдается такой вид разрушения зубьев, как отслаивание поверхностного слоя или глубинное разрушение. Это явление возникает в тех случаях, когда под упрочненным поверхностным слоем велика величина приведенных контактных напряжений, неоднородйа структура материала, имеются внутренние пороки металла в зоне действия контактных напряжений. Зубчатые колеса, имеющие глубинные разрушения рабочих поверхностей зубьев, подлежат выбраковке.

Различают несколько стадий заедания зубчатых колес: от легкого натира, мелких рисок и легких задиров до широких и глубоких борозд, оплавления поверхностей при очень сильно выраженной форме задиров. Заедание происходит при разрывах масляной пленки в местах контакта и образовании металлического соединения, которое разрушается при последующем относительном движении. На процесс заедания влияют свойства материала колес, условия нагружения, вязкость смазки, значение твердости активных поверхностей зубьев, температурный режим работы.

Пластическая деформация поверхностных слоев зубьев возникает в тихоходных передачах, несущих большие нагрузки. В большей степени пластической деформации подвержены сырые и закаленные до низкой или средней твердости изделия, а при очень больших нагрузках — и детали с высокой поверхностной твердостью. Из-за пластической деформации теряют работоспособность венцы маховика, блоки шестерен коробок передач по венцам первой передачи и заднего хода, зубчатые муфты и шли-цевые соединения.

На интенсивность изнашивания (истирания) деталей влияют среда, в которой работает передача, качество смазки, режим работы, твердость и шероховатость поверхностных слоев, точность изготовления и сборки. В передачах, работающих в условиях плохой смазки и попадания абразива, изнашивание протекает наиболее быстро. Абразивный износ — основная причина выхода из строя открытых зубчатых и цепных передач сельскохозяйственных машин. Нормальный процесс изнашивания сопровождается образованием на поверхности окис-ных пленок, препятствующих развитию явлений схватывания. Пленки периодически отслаиваются и возникают вновь. На процесс их образования в большой степени влияют удельные давления.

Особенно интенсивно протекает изнашивание зубчатых деталей при переключении передач, т. е. в условиях возникновения больших удельных давлений на зубья. По причине износа боковых поверхностей последних, вызванного частым переключением передач, в утиль выбраковывают до 75…90% шестерен коробок передач. Этот вид повреждений характерен для зубьев первичных валов и скользящих блоков шестерен прямой передачи и выражается в изменении их размеров и формы по длине контакта.

Износ зубьев колес по толщине может вызвать в работе коробок передач повышенный шум, вибрацию, самовыключение, а также различные поломки и задиры шестерен.

Поломки зубьев начинаются с зарождения у основания зубьев усталостной трещины, образованию которой способствуют остаточные напряжения в зоне впадины после термической обработки и напряжения от попадания в зону зацепления посторонних предметов и т. д.

В процессе работы зубчатые колеса приобретают один или несколько видов рассмотренных повреждений. Систематическое изучение отказов, поступающих в капитальный ремонт агрегатов, позволяет установить причины и детали, лимитирующие длительность эксплуатации машин.

Например, в коробке передач ГАЗ-52-04 такой деталью является шестерня скользящая третьей-четвертой передач, выходящая из строя по причине износа и пластической деформации^боковой поверхности и торцов зубьев четвертой передачи. По этим дефектам выбраковывается 80…90 °/о деталей. Предельный износ шлицевого отверстия имеет примерно 15…20 % деталей.

У первичных валов чаще всего изнашиваются зубья по длине на конус в месте контакта с шестерней четвертой передачи. Износ зубьев по толщине в месте контакта с блоком шестерен незначителен по величине и особого влияния на работу коробки передач практически не оказывает.

Износы шлиц и шейки под подшипник коленчатого вала встречаются чаще.

Характерными дефектами шестерни скользящей первой и второй передач являются повреждения торцов зубьев второй передачи, усталостное выкрашивание и излом зубьев. Повреждение торцов зубьев происходит из-за пластического деформирования металла в момент включения передачи.

У блоков шестерен промежуточного вала лимитирующим долговечность является венец второй передачи, у которого наблюдается смятие торцов и усталостное выкрашивание боковой поверхности зубьев.

Повреждения венца первой передачи блока шестерен промежуточного вала имеют вид усталостного выкрашивания. В случае, если зубья имеют пониженную против установленной техническими-условиями твердость, наблюдается деформация рабочей поверхности, вызванная большими контактными нагрузками. Торцы зубьев нередко имеют сколы или смятия.

Коробки передач ГАЗ-53 в основном выходят из строя из-за предельного износа зубчатого венца прямой передачи первичных валов. Износ зубьев — односторонний, его величина достигает 0,5 мм и больше. Что касается износа зубьев венца постоянного зацепления, то он незначителен.

Кольца и муфты включения синхронизаторов коробок передач изнашиваются по толщине зубьев. Износ их, как правило, односторонний, что обусловлено условиями работы деталей. Поломки, пластическая деформация и износ— характерные дефекты сухарей синхронизаторов. При капитальном ремонте коробок передач детали синхронизаторов приходится заменять почти полностью.

Механизм переключения передач повреждается в результате деформации или поломки рычага и вилок переключения передач, износа штоков и отверстий под штоки в верхней крышке КПП, износа фиксаторов, трещин и обломов крышки.