Материалы, применяемые для изготовления зубчатых колес

Практикой эксплуатации и специальными исследованиями установлено, что нагрузка, допускаемая по контактной прочности зубьев, определяется в основном твердостью материала. Наибольшую твердость, а следовательно, и наименьшие габариты и массу передачи можно получить при изготовлении зубчатых колес из стали, подвергнутых термообработке.

1) Сталь в настоящее время – основной материал для изготовления зубчатых колес.

Выбирают марку:

, где: q – нагрузка (несущая нагрузка) на единицу длины зуба; μ – коэффициент Пуассона; Е_пр – приведенный модуль упругости; ρ_пр – радиус кривизны в зоне контакта.

,

σ_н – несущая способность.

Малое увеличение НВ ведет к большому увеличению [σ_н].

В зависимости от НВ или т/о, стальные колеса делят на группы:

1) с НВ350 – нормализованные и улучшенные колеса

2) с НВ350 – закаленные, цементованные, азотируемые, нитро-цементированные зубчатые колеса.

Виды т/о:

· Объемная закалка: 40Х, 40ХН, 40ХНМА и др.; HRC 45…55

· Поверхностная закалка: среднеуглеродистые стали 45,40ХН, 50 и др.; HRC50…55; применяется при m5 мм по контуру, при m3 мм (в кольцевом редукторе).

· Цементация: от 0,12 – 0,3%С: 15Х, 20Х, 12ХН3, 15ХФ, 18ХГТ, 18ХНВА, 20Х2Н4А и др.; HRC 58…63

· Азотирование: 38ХМЮА, 38ХВФЮА, 35ХЮА и др.; HRC 56…70; h_слоя=0,3…0,5 мм.

· Газовая нитроцементация – быстропроизводящий процесс; h_слоя=1,0…1,2 мм; HRC 56…63. При этой т/о колеса имеют меньшую степень коробления. Рекомендуемые стали: 25ХГТ, 25ХГМ.

· Улучшение: среднеуглеродистые стали 40, 45ХМ, 35ХМ, сталь 50 и др.; применяют в малонагруженных механизмах, при отсутствии жестких требований к габаритам.

· Нормализация: нормализованные колеса применяют во вспомогательных механизмах (ручных).

· Стальное литье (для крупногабаритных колес, их подвергают нормализации): сталь 35Л – 50Л, низколегированные, например, марганцовистые стали.

3) Чугун применяют главным образом для изготовления крупногабаритных, тихоходных колес и колес открытых зубчатых передач. Основной недостаток чугуна – пониженная прочность по напряжению изгиба. Однако чугун хорошо противостоит усталостному выкрашиванию и заеданию в условиях скудной смазки. Он не дорог и обладает хорошими литейными свойствами, хорошо обрабатывается.

Применяют высокопрочные, серые и модифицированные чугуны: от СЧ20 до СЧ35; ВЧ40 – ВЧ50.

Пластмассы: текстолит (Е = 6000…8000 МПа), лигнофоль (Е = 10000…12000 МПа), полиамид типа капрона. Из-за сравнительно низкой нагрузочной способности пластмассовых колес их целесообразно применять в малонагруженных и кинематических передачах. В силовых передачах – обеспечение бесшумности работы. Пластмассовые колеса целесообразно применять и в тех случаях, когда трудно обеспечить точное расположение валов (нет общего жесткого корпуса). Эти колеса менее чувствительны к неточностям сборки и изготовления благодаря малой жесткости материала.

Дата добавления: 2014-01-06