Алгоритмы расчета открытых и закрытых зубчатых передач
| зубчатые передачи | |
| открытые | закрытые |
| Основная причина разрушения | |
| излом зубьев под действием напряжений изгиба | усталостноевыкрашивание боковых поверхностей зубьев под действием контактных напряжений |
| Проектный расчет | |
| 
|
| Основной геометрический параметр | |
| Модуль “m” | Межосевое расстояние “aw” |
| Конструирование передачи | |
| Расчет геометрических параметров, эскизирование, конструирование | |
| Проверочный расчет | |
|
|
|
4.4. Материалы зубчатых колёс
Зубчатые колеса изготовляют из сталей, чугуна и неметаллических материалов. Классификация зубчатых колёс в зависимости от нагружения и материалов представлена в табл.4.6.
Таблица 4.6
Классификация зубчатых колёс
| зубчатые колёса | |||
| стальные | чугунные | неметаллические | |
| Малонагруженные передачи изготавливают: 1) выполняют термообработку до НВ≤ 350, 2) нарезают зубья. | Высоконагруженные передачи: 1) нарезают зубья, 2) выполняют термообработку до твердости НВ >350 (чаще всего до 40НRC) | Достоинства: - хорошо работают при высоких контактных нагрузках и бедной смазке, - дешевле стальных Недостаток: не работают при ударных нагрузках | Достоинства: - малая масса, - не коррозирует, - бесшумны в работе Недостатки: - малая прочность, - большие габариты, - высокая стоимость изготовления |
| Наиболее применимы в силовых закрытых передачах общего машиностроения | Используют в малонагруженных открытых передачах при v = 3 м/с | Не используют в силовых передачах | |
Наиболее часто для изготовления зубчатых колёс используют стали марок Ст. 5, Ст. 6, Сталь 35, 35Л, 40, 40Л, 45 и др.
Зубчатые колеса, имеющие диаметр не более 150 мм (в малонагруженных передачах), подвергают объемной закалке с высоким отпуском до твердости 300…350 НВ.
Зубчатые колеса диаметром свыше 150 мм(при той же термической обработке) имеют твердость не менее 200 НВ [2, с.192]. Зубья этих колес имеют приблизительно одинаковую твердость по всему сечению зуба и не требуют доводочных операций, т. к. их нарезают после термической обработки.
При назначении материалов и термообработки пары колёс следует помнить, что нижний предел твердости шестерни должен быть больше на 30...50 единиц верхнего предела твердости колеса с целью предотвращения заедания рабочих поверхностей зубьев [2, c.192].
Зубчатые колёса высоконагруженных силовых передач (или передач общего назначения с целью уменьшения их габаритных размеров) должны иметь твердость рабочих поверхностей зубьевне менее 40 НRC и вязкую сердцевину. Этого достигают путем упрочнения поверхностного слоя рабочих граней зубьев:
- поверхностной закалкой токами высокой частоты (ТВЧ),
- цементацией,
- азотированием,
- цианированием.
Закалку ТВЧ широко применяют для стальных колес с модулем не менее 5 мм и содержанием углерода 0,3...0,5%.
При модуле m < 5 мм закалка ТВЧ очень сложна, а при модуле
m < 2,5 мм практически невозможна[2, c.192]. В этом случае выполняют цементацию с закалкой на глубину не более 2 мм до твердости 50…62 HRC.
Объёмная закалка зубчатых колесприводит к их короблению, поэтому восстанавливают их форму дополнительными доводочными операциями (шлифованием, обкаткой), т.к. обычные методы нарезания зубьев для их доводки неприемлемы из-за высокой поверхностной твёрдости зубьев.
При выборе материала зубчатых колес необходимо иметь в виду, что в крупносерийном и массовом производстве заготовки колес изготовляют ковкой или штамповкой при диаметре колеса до 500 мм или литьём при диаметре колеса свыше 600 мм. При этом используют высокопластичные стали марок 12Х2Н4А, 20Х, 20Х2НЗА и др.
Итак, выбор материала зубчатых колес должен отвечать требованиям прочности и экономичности: без необходимости не следует применять легированные стали и химико-термическую обработку, резко увеличивающую поверхностную твердость зубьев. Следует упрочнять зубья лишь с целью уменьшения габаритов передач.
Вместе с тем, нецелесообразно использование легированных сталей без термической обработки, т.к.механические характеристики всех сталей без термообработки приблизительно равны.
При выборе термической обработки следует помнить, что высоколегированные стали обладают наилучшей прокаливаемостью, а углеродистые стали – наихудшей.
Дата добавления: 2015-02-19; просмотров: 2495;