Выбор материала зубчатых колес
При выборе материалов зубчатых колес следует помнить:
1. Зубья шестерни вступают в зацепление чаще зубьев колеса. Поэтому поверхностная твердость зубьев шестерни должна быть выше, чем у колеса на 20-30 единиц Бриннеля (НВ20-НВ30);
2. Материалы шестерни и колеса целесообразно назначать одной марки. При этом разность в твердости достигается термической обрабоской или размеров заготовок шестерни и колеса.
В табл. 3 приведены механические характеристики сталей, применяемых для изготовления зубчатых колес редукторов закрытого типа.
Таблица 3 /2/
| Марка стали | Диаметр заготовкимм | Предел прочнос-ти, МПа | Предел текучести МПа | Твердость HRC | Твердость HB | Термическая обработка |
| Любой | - | 163-192 | Нормализация | |||
| Любой | - | 179-207 | Нормализация | |||
| - | 235-262 269-302 | Улучшение | ||||
| 40Х | - | 235-262 269-302 | Улучшение | |||
| 40Х | 45-50 | 269-302 | Улучшение+закалка ТВЧ | |||
| 35ХМ | - - | 235-262 269-302 | Улучшение | |||
| 35ХМ | 48-53 | 269-302 | Улучшение+закалка ТВЧ | |||
| 40ХН | - - | 235-262 269-302 | Улучшение | |||
| 35ХМ | 48-53 | 269-302 | Улучшение+закалка ТВЧ | |||
| 20ХН2М | 56-63 | 300-400 | Улучшение+цемента-ция+закалка | |||
| 18ХГТ | 56-63 | 300-400 | Улучшение+цемента-ция+закалка | |||
| 12ХН3А | 56-63 | 300-400 | Улучшение+цемента-ция+закалка | |||
| 25ХГМ | 56-63 | 300-400 | Улучшение+цемента-ция+закалка | |||
| 40ХН2МА | 50-56 | 269-302 | Улучшение+азотиро-вание | |||
| 35Л | Любая | - | 163-207 | Нормализация | ||
| 45Л | - | 207-235 | Улучшение | |||
| 40ГЛ | - | 235-262 | Улучшение |
Допускаемое напряжение на контактную выносливость определяется по формуле
(2.1)
где sHlimb - предел выносливости по контактным напряжениям при базовом числе циклов нагружения NH0 и коэффициент безопасности sH определяют из табл.4.
Коэффициент долговечности kHL вычисляют по формуле
(2.2)
Базовое число циклов нагружения зуба колеса
(2.3)
Эквивалентное число циклов нагружения NHE определяется в соответствие с графиком нагрузки по формуле
(2.4)
где Тmax,TI,…,Ti - передаваемые приводом крутящие моменты в течение времени tmax, tI, …, ti с частотами вращения nmax,nI,…,ni соответственно. Коэффициент долговечности kHL = 1, если NHE>NH0.
Для непрямозубых колес допускаемое напряжение
(2.5)
где sНР1,sНР2 - допускаемые напряжения на контактную выносливость соответственно материала шестерни и колеса.