Выбор материалов зубчатых передач и вида термообработки

Точность зубчатых передач

Точность изготовления зубчатых колёс регламентируется СТ СЭВ 641-77, который предусматривает 12 степеней точности, обозначаемых в порядке убывания точности цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 12. Для степеней точности 1 и 2 допуски и предельные отклонения не даны. Эти степени предусмотрены для будущего развития.

Каждая степень точности характеризуется тремя показателями:

1.Норма кинематической точности - регламентирует наибольшую погрешность передаточного отношения в пределах одного оборота (в зацеплении с эталонным колесом);

2.Норма плавности работы – регламентирует многократно повторяющиеся ошибки передаточного числа в пределах одного оборота;

3.Норма контакта зубьев - регламентирует ошибки изготовления зубьев и сборки передачи, влияющие на размеры пятна контакта в зацеплении.

Степень точности выбирают в зависимости от назначения и условий работы передачи. Наиболее распространёнными являются 6, 7 и 8 степени точности. Ориентировочно степень точности назначается по величине окружной скорости. Стандарт допускает комбинацию степеней точности по отдельным нормам.

Во избежание заклинивания зубьев в зацеплении должен быть гарантированный боковой зазор. Величина зазора регламентируется видом сопряжения зубчатых колёс. Стандартом предусмотрено шесть видов сопряжения:

Н - с нулевым зазором;

Б - с малым зазором;

С, Д - с уменьшенным зазором;

В - с нормальным зазором;

А - с увеличенным зазором.

Пример обозначения точности

8-В	8 степень точности по всем показателям
8-8-7-Д	8 – кинетической точности 8 – по нормам плавности работы 7 – по нормам контакта зубьев Д – с уменьшенным боковым зазором

При выборе материала зубчатых колес следует учитывать назначение проектируемой передачи, условия эксплуатации, требования к габаритным размерам и возможную технологию изготовления колёс. Основным материалом для изготовления зубчатых колёс является сталь. Необходимую твердость в сочетании с другими механическими характеристиками (а следовательно, желаемые габариты и массу передачи) можно получить за счет назначения соответствующей термической или химико-термической обработки стали.

В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, в мало- и средненагруженных передачах, а также в передачах с большими габаритами колес (когда термическая обработка их затруднена) обычно применяют стали с твердостью не более 350 НВ, которая обеспечивается нормализацией или термоулучшением материала. При этом возможно чистовое нарезание зубьев непосредственно после термообработки с высокой точностью изготовления, а при работе передачи обеспечивается хорошая прирабатываемость зубьев без хрупкого разрушения их при динамических нагрузках.

Для равномерного изнашивания зубьев и лучшей их прирабатываемости твёрдость шестерни НВ₁ рекомендуют назначать больше твёрдости НВ₂ колеса не менее чем на (10...15) НВ.

В условиях крупносерийного и массового производства целесообразно применять зубчатые колеса с высокотвердыми зубьями. При твердости более 350 НВ её обычно выражают в единицах Роквелла - НRC (1 HRC 10 НВ).

Такая твердость обеспечивается после проведения упрочняющих видов термической и химикотермической обработки:

· закалки (обьемной или поверхностной),

· цементации с последующей закалкой, азотирования и др.

Применение высокотвердых материалов является резервом повышения нагрузочной способности зубчатых передач, уменьшения их габаритов и массы. Однако с высокой твердостью материала связаны дополнительные трудности:

· плохая прирабатываемость зубьев,

· прогрессирующее усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев,

· необходимость проведения термообработки после зубонарезания.

Большинство видов упрочняющей термообработки сопровождается значительным короблением зубьев. Для исправления формы зубьев, восстановления требуемой степени точности требуются дополнительные дорогостоящие зубоотделочные операции (шлифование, полирование, притирка и т.п.), что удлиняет технологический процесс изготовления зубчатых колес и значительно повышает стоимость передачи.

Рекомендуемые для изготовления зубчатых колес марки конструкционных сталей, виды их термообработки и соответствующие основные механические характеристики приведены в «Расчет цилиндрических зубчатых передач». Методические указания.Тюмень,2003г.

Дата добавления: 2014-01-13