Modos de falha das engrenagens:
1. Desgaste da superfície dos dentes: Em transmissões por engrenagens abertas ou fechadas com óleo lubrificante impuro, o deslizamento relativo entre as superfícies dos dentes em contato permite que partículas abrasivas mais duras penetrem na superfície de atrito, alterando o perfil do dente, aumentando a folga e até mesmo causando desgaste excessivo da engrenagem, o que pode levar à quebra dos dentes. Geralmente, o desgaste abrasivo na superfície dos dentes ocorre apenas durante a operação, quando partículas abrasivas estão misturadas ao óleo lubrificante.
2. Adesão da Superfície dos Dentes: Em transmissões de engrenagens de alta velocidade e carga pesada, o atrito entre as superfícies dos dentes é elevado, assim como a velocidade relativa, resultando em temperaturas excessivamente altas na área de engrenamento. Se as condições de lubrificação forem deficientes, a película de óleo entre as superfícies dos dentes desaparecerá, fazendo com que as superfícies metálicas das duas engrenagens entrem em contato direto e adiram uma à outra. À medida que as duas superfícies dos dentes continuam a se mover uma em relação à outra, a superfície mais dura do dente arranca parte do material da superfície mais macia ao longo da direção do deslizamento, formando sulcos.
3. Pitting por fadiga: Quando dois dentes de engrenagem se engrenam, as forças de ação e reação entre as superfícies dos dentes criam tensão de contato nas duas superfícies de trabalho. Como a posição do ponto de engrenamento muda e as engrenagens realizam movimentos periódicos, a tensão de contato varia ciclicamente de forma pulsante. Sob essa tensão de contato alternada por um longo período, pequenas fissuras aparecem nas marcas de ferramenta na superfície do dente. Com o tempo, essas fissuras se expandem gradualmente lateralmente na superfície. Depois que as fissuras formam um anel, elas causam pequenas áreas de lascamento da superfície dos dentes da engrenagem, formando pitting por fadiga superficiais.
4. Quebra dos dentes: Engrenagens que suportam cargas durante a operação, como vigas em balanço, desenvolvem fissuras na raiz quando a tensão periódica excede o limite de fadiga do material da engrenagem. Essas fissuras se propagam gradualmente e, quando a parte restante não consegue mais suportar a carga transmitida, ocorre a quebra dos dentes. Impactos severos, cargas desiguais e heterogeneidade do material durante a operação também podem causar a quebra dos dentes.
5. Deformação plástica da superfície do dente: Sob carga de impacto ou carga pesada, a superfície do dente é propensa à deformação plástica localizada, o que causa deformação da superfície curva do perfil involuto do dente.