Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Выбор материалов, термообработки и допускаемых напряжений




Расчет цилиндрической зубчатой передачи

РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧИ РЕДУКТОРА

В зависимости от назначения зубчатые цилиндрические передачи различаются по форме зуба: прямозубые, косозубые и шевронные, которые показаны на рис.3.

с
в
а

Рис.3. Цилиндрическая передача а) – прямозубая, в) - косозубая,

с) - шевронная

При выборе материалов зубчатых колес следует учитывать назначение передачи, условия эксплуатации и требования к габаритным размерам, возможную технологию изготовления колес. Зубчатые колеса редукторов
в большинстве случаев изготавливаются из сталей, подвергнутых термическому упрочнению. В зависимости от твердости материала стальные зубчатые колеса разделяются на две группы: с твердостью НВ ≤ 350 (ТО: нормализация или улучшение) и с твердостью НВ > 350 (ТО: закалка ТВЧ, цементация, азотирование и др.). Для редукторов, к размерам которых не предъявляют особых требований, редукторов индивидуального и мелкосерийного производства, назначают стали первой группы (табл.7). Для лучшей приработки рекомендуется назначать материал шестерни и колеса с соотношением твердости: (Шестерней условно называют колесо меньших размеров, участвующее в зацеплении).

НВ1 = НВ2 + (20…70) – при твердости зубьев НВ ≤ 350 и

НВ1 = НВ2 + (25…30) – при твердости зубьев НВ > 350,

где НВ1 – твердость шестерни;

НВ2 – твердость колеса.

Необходимую разность в твердости материалов колес можно получить, применяя как различные, так и одинаковые марки стали для шестерни и колеса, но с различной термообработкой.

Чем выше твердость рабочей поверхности зуба, тем выше допускаемые напряжения и тем меньше габариты редуктора. В связи с этим для редукторов общего назначения, к которым не предъявляют повышенных требований, рекомендуется изготавливать зубчатые колеса из дешевых марок сталей типа
сталь 45 или сталь 40Х с термообработкой нормализация, улучшение или закалка ТВЧ. Характеристики марок стали приведены в таблице 8.

Таблица 7

Рекомендуемые сочетания материалов зубчатых колес [ 1, с.16]

 

Шестерня Колесо Область применения
Марка стали термообработка Марка стали термообработка
  Нормализация, улучшение, закалка, закалка ТВЧ, НВ ≤ 350 35Л Нормализация, улучшение, закалка, закалка ТВЧ, для стального литья и нормализации НВ ≤ 350 Основное применение для большинства металлургических, подъемно-транспортных машин и машин непрерывного транспорта
  45Л
35Х 40Х 45Х 40ГЛ
40ХН 30ХГС 35Х 40Х 40ГЛ
20Х 12ХН3А 20ХН2М 40ХН2МА 16ХГТ Цементация и закалка НВ > 350 40…63 НRС 20Х 12ХН3А 18ХГТ Цементация и закалка НВ > 350 40…63 НRС Особо ответственные быстроходные передачи станков и транспортных машин

 

 

Таблица 8

Механические свойства сталей [1, с.17]

 

Марка Твердость по HRC или по НВ Предел прочности σВ, МПа Предел текучести σТ, МПа Термическая обработка
  140 … 187 195 … 212     Н У
  152 … 207 187 … 217     Н У
  167 … 217 180 … 236     Н У
  180 … 229 228 … 255 40 … 66HRC     Н У ТВЧ
35Х 190 … 220 220 … 200     Н У
40Х 200 … 230 215 … 285 45 … 50 HRC 40 … 56 HRC     Н У З ТВЧ
45Х 230 … 280     У
35ХМ 241 … 269 38 … 55 HRC     У ТВЧ
40Х 220 … 250 241 … 295 48 … 54 HRC     Н У З
ЗОХГС 215 … 250 235 … 280     Н У
20Х 52 … 62 HRC     Ц
12ХНЗА 56 … 63 HRC     Ц

 

Примечание: Н – нормализация, У – улучшение, З – закалка, Ц – цементация, ТВЧ – закалка токами высокой частоты.

Допускаемые контактные напряжения для стальных зубчатых колес

(4.1)

Допускаемые напряжения изгиба

(4.2)

где – базовые пределы контактной и изгибной выносливости

зубьев; – коэффициенты безопасности; KHL, KFL –коэффициенты долговечности (при постоянном режиме работы передачи KH L = KF L = 1,0)

Таблица 9

Пределы базовой выносливости и коэффициенты безопасности [3, с. 34]

Термическая обработка Твердость зубьев Стали σ H lim b [ SH ] σ F lim b [ SF ]
Нормализация, улучшение   < 350 НВ 35,40,45, 50,40Х, 40ХН, 35ХМ 2НВ+70     1,1   1,8 НВ     1,75
Объемная закалка 40…56 HRC 40Х,40ХН 35ХМ 18 HRC+150 500…600
Закалка ТВЧ   > 56 HRC 12ХНЗА, 20ХН2М, 40ХН2МА, 18ХГТ 17HRC+200   1,2  
Цементация и закалка   23HRC 710…750   1,55  

Примечание: Для проката , для литья

KFc – коэффициент, учитывающий реверсивность работы передачи и твердость поверхностей зубьев; при отсутствии реверса KFc = 1,0; при реверсивной нагрузке KFc = 0,7…0,8 [7, с. 17-18].

Поскольку долговечность зубчатой передачи определяется контактной прочностью зубьев, а прочность зубьев колеса ниже прочности зубьев шестерни, то проектный расчет выполняют по σ Н 2. Проверочные расчеты изгибной прочности зубьев шестерни и колеса выполняют по σ F1, σ F2.

По формулам (4.1) и (4.2) необходимо определить допускаемые напряжения для шестерни и для колеса - .




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-18; Просмотров: 1193; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.