ВЫБОР МАТЕРИАЛА ШЕСТЕРНИ И КОЛЕСАОсновным материалом для изготовления зубчатых колес силовых передач служит термообработанная сталь. В зависимости от твердости рабочих поверхностей зубьев, полученной после термообработки, зубчатые колеса можно условно разделить на две группы: 1) ≤ 350 НВ – нормализованные, улучшенные; 2) > 45 HRC – закаленные (объемно и поверхностно), цементированные, нитроцементированные, цианированные, азотированные. При расчете на контактную выносливость зубчатой пары с колесом, имеющим среднюю твердость H 2 ≤ 350 НВ, средняя твердость H 1 рабочей поверхности прямых зубьев шестерни в целях ускорения их прирабатываемости, достижения одинаковой долговечности и повышения сопротивления заеданию должна быть следующей:
Для косозубых колес твердость H 1 рабочих поверхностей зубьев шестерни желательна по возможности большая, так как с увеличением H 1 улучшается несущая способность передачи по критерию контактной выносливости. Однако следует помнить, что с возрастанием твердости материала зубчатых колес усложняется технология их изготовления. Для зубчатых передач с твердыми (H 1 и H 2 ≥ 45 HRC) рабочими поверхностями зубьев не требуется обеспечивать разность твердостей зубьев шестерни и колеса. Характеристики механических свойств сталей, применяемых для изготовления зубчатых колес, после различной термической или термохимической обработки представлены в табл. 5.1. Сталь одной и той же марки в зависимости от температурного режима отпуска при термической закалке может иметь различные механические свойства. Получение нужных механических свойств зависит не только от температурного режима термообработки, но и от наибольших размеров сечения заготовки D или. Так, диаметр червяка и вала-шестерни (рис. 5.1, а, б) соответственно, мм:
Толщина колеса в зависимости от конструкции: При поверхностной термической обработке зубьев механические характеристики сердцевины зуба зависят от предшествующей операции – улучшения. Исключение составляют зубья с m < 3 мм, подвергаемые закалке ТВЧ: они прокаливаются насквозь, что приводит к значительному их короблению и снижению ударной вязкости. У зубьев, закаленных без охвата впадины между ними по сравнению с зубьями, закаленными по всему контуру, вследствие остаточных растягивающих напряжений снижаются допускаемые напряжения на 20...50 %.
Таблица 5.1 Механические свойства сталей, для изготовления зубчатых колес
|
или 
.
, 
.
(рис. 5.1, в), 
при 
или 
при 
(рис. 5.1, г).
а
б
в
г
, МПа
, МПа
