Материалы зубчатых колес

Выбор материалов зубчатых колес

Механические свойства материалов для зубчатых колес приведены в табл. П. 1 и П. 2. При этом для получения при термической обработке принятых для расчета механических характеристик материала колес требуется, чтобы толщины заготовок колес не превышали предельно допустимые значения (табл. Г1.2).

Чугун применяют для изготовления малонагруженных или редко работающих передач, в которых габариты и масса не имеют определяющего значения.

Зубчатые колеса передач и редукторов в большинстве случаев изготавливают из сталей, подвергнутых термическому или химико-термическому упрочнению. Для передач, к размерам которых не предъявляют специальных требований, следует применять дешевые марки сталей типа 40, 45, 40Х. Для унификации марок сталей в производстве и для упрощения изготовления запасных частей марки сталей рекомендуется выбирать из следующего сортамента (табл. 3.2).

Для сталей, не включенных в табл. П. 2, предел прочности определяют по формулам:

• для высоколегированных цементуемых сталей:

• для всех других сталей:

При отсутствии данных усталостные характеристики сталей можно определить по формулам:

Таблица 3.2.

Рекомендуемые материалы для зубчатых колес.

З.2.2.2. Назначение твердости материалов зубчатых колес

Твердость назначают по одной из следующих шкал:

НВ — для нормирования твердости всех материалов, ГОСТ 6012–59;

НУ — для нормирования твердости тонких деталей толщиной (0,3−0,5) мм, для поверхностных слоев толщиной (0,03−0,05) мм, ГОСТ 2999–75;

НЯА — для нормирования твердости очень твердых материалов (твердых сплавов), ГОСТ 9013–59;

— для нормирования твердости мягких материалов (незакаленная сталь), ГОСТ 9013–59;

НЯС — для нормирования твердости твердых материалов (термообрабатываемой стали, в том числе и закаленной), ГОСТ 9013–59.

Сравнительные значения твердости по основным шкалам представлены в табл. П. 6.

Перевод чисел твердости ЯЯС шкалы С Роквелла, ранее применявшийся в промышленности, в числа твердости Я/?С•} шкалы Сэ Роквелла, воспроизводимой государственным специальным эталоном, представлен в табл. П. 7.

В табл. Г1.8 приведена твердость НЯС-э и НВ для некоторых деталей и инструментов.

В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, предусмотренного техническими заданиями на курсовое проектирование, в малои средненагруженных передачах, а также в передачах с большими колесами (открытых) применяют зубчатые колеса с твердостью материала менее или равной 350 НВ. При этом обеспечивается чистовое нарезание зубьев после термообработки, высокая точность изготовления и хорошая прирабатываемость зубьев.

Для равномерного изнашивания зубьев и лучшей их прирабатываемости твердость шестерни ИВ назначается больше твердости колеса НВг• Разность средних твердостей рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса в передачах с прямыми и непрямыми зубьями составляет: НВ_Хср — НВ_2ср = 20- 50.

В ряде случаев для увеличения нагрузочной способности передачи, уменьшения ее габаритов и металлоемкости достигают разности средних твердостей НВ_]ср — НВ_2ср > 70. При этом твердость рабочих поверхностей зубьев колеса меньше или равна 350 НВ, а твердость зубьев шестерни больше или равна 350 НВ (измеряется по шкале Роквелла — НКСэ).

Соотношение твердостей в единицах НВ и НЯС приведено в табл. П. 6.