Студопедия — Напряжений
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Напряжений






 

При выборе материалов зубчатых колес следует учитывать назначение передачи, условия эксплуатации, требования к габаритным размерам передачи и технологию изготовления колес.

Зубчатые колеса редукторов в большинстве случаев изготавливают из сталей, подвернутых термическому упрочнению. Чугуны применяют для малонагруженных или редко работающих передач, для которых габариты и масса не имеют определяющего значения.

На практике, в основном, применяют следующие сочетания материалов и термической обработки (ТО) [1, с. 11]:

Iмарки сталей и ТО одинаковы для шестерни и колеса: стали 45, 40Х, 40 ХН и др., ТО – улучшение. Зубья колес из улучшаемых сталей хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению, но имеют ограниченную нагрузочную способность;

IIмарки сталей одинаковыТО различная. Материалы для шестерни и колеса: 40Х, 40 ХН и др., ТО колеса – улучшение, а шестерни – улучшение и закалка ТВЧ (твердость сердцевины зуба соответствует термообработке улучшение);

IIIТО колеса и шестерни одинаковая: улучшение и закалка ТВЧ (твердость сердцевины зуба соответствует термообработке улучшение). Твердость поверхности зубьев зависит от марки стали: 45…50HRC, 48…53HRC. Марки сталей одинаковы для шестерни и колеса: 40Х, 40ХН и др.;

IVразные материалы и ТО: материал колеса – стали 40Х, 40 ХН, 35ХМ и др. с ТО: улучшение и закалка ТВЧ. Материал шестерни – сталь марки 20Х, 20ХН2М, 18ХГТ, 12ХН3А и др. с ТО: улучшение, цементация и закалка;

Vмарки сталей и ТО одинаковые для шестерни и колеса: 20Х, 20ХН2М, 18ХГТ, 12ХН3А и др.; при этом одинаковая ТО – улучшение, цементация и закалка.

Наряду с цементацией возможно применение нитроцементации и азотирования, при которых образуется тонкий поверхностный упрочненный слой на зубьях колес передачи.

Чем выше твердость рабочей поверхности зуба, тем выше допускаемые контактные напряжения и тем меньше размеры передачи. Поэтому для редукторов, к размерам которых не предъявляют особых требований, следует применять дешевые марки сталей типа стали 45 или стали 40Х с ТО по вариантам I или II.

Стали I и II группы позволяют производить чистовое нарезание зубьев после термообработки, что позволяет получить высокую точность зубьев без применения дорогостоящих отделочных операций. Зубчатые колеса этой группы хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению при ударных нагрузках. Поэтому для редукторов, к размерам которых не предъявляют особых требований, редукторов индивидуального и мелкосерийного производства назначают стали I или II группы. Для лучшей приработки рекомендуется назначить материал шестерни и колеса с соотношением твердости [5, с. 131]:

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

где НВ1 – среднее значение твердости зуба шестерни, НВ2 – среднее значение твердости зуба колеса.

При твердости зубьев НВ > 350 зубья плохо прирабатываются, поэтому обеспечивать разность поверхностной твердости зубьев шестерни и колеса не требуется [5, с.132]. Необходимое различие в твердости материалов зубчатых колес можно получить, комбинируя сочетания марок материалов и способов термообработки (табл. 1 и 2).

 

Таблица 1 – Рекомендуемые сочетания материалов зубчатых колес [7, с. 92]

 

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 40Х45Х 40ГЛ
40ХН ЗХГС   35Х 40Х 40ГЛ
20Х 12ХНЗА 20ХН2М 40ХН2МА 16ХГТ   Цементация и закалка НВ > 350 40…63 НRС   20Х 12ХНЗА 18ХГТ Цементация и закалка НВ > 350 40 … 63 НRС   Особо ответственные быстроходные передачи станков и транспортных машин

 

Таблица 2 - Механические свойства сталей [1, с. 33]

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
18ХГТ 52 … 62 HRC     Ц
35Л 142 НВ     Н
45Л 157 НВ     Н
55Л 171 НВ     Н

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

 

Допускаемые контактные напряжения для стальных зубчатых колес согласно ГОСТ 21354-87:

(1)

 

Допускаемые напряжения изгиба для стальных зубчатых колес согласно ГОСТ 21354-87:

, (2)

где σ Hlim b , σ Flim b – пределы выносливости материалов колес при базовом числе циклов, соответственно: контактной и изгибной выносливости;

[ SH ], [ SF ] - коэффициенты безопасности по контактным напряжениям и напряжениям изгиба;

KHL, K FL – коэффициенты долговечности по контактным напряжениям и напряжениям изгиба; их вычисляют по формулам (3.) и (4.);

YA – коэффициент, учитывающий реверсивность работы передачи и твердость поверхностей зубьев; при отсутствии реверса YA = 1,0; при реверсивной нагрузке YA = 0,7…0,8 [5, с. 147].

При постоянном режиме работы передачи: KH L = KF L = YR = Y A = 1,0; при переменном режиме нагружения коэффициенты выбирают по [5, с. 146].

 

Таблица 3 – Пределы базовой выносливости и коэффициенты безопасности [6, с.34]

 

Термическая обработка Твердость зубьев Стали σ H lim b [ SH ] σ Flim 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 [ SF ] = 1,9 … 2,0; для литья [SF] = 2,1 … 2,2

 

Коэффициенты долговечности рассчитывают по зависимости:

где N0 , NФАКТ –базовое и фактическое число циклов нагружения зубьев, соответственно. При расчете коэффициента KHL базовое число циклов нагружения N0 определяют по средней поверхностной твердости зубьев: N0 = 30 . HB 2,4 < 12 .10 7.

Таблица 4 - Твердость в единицах HRC переводят в единицы HB [1, с.13]:

 

HRC….                    
HB……                    

 

При расчете коэффициента KFL базовое число циклов нагружения N0 принимают равным N0 = 4 .10 6 [1, с.15].

Фактическое число циклов нагружения зубьев шестерни можно определить по зависимости:

,

где t – срок службы передачи; обычно принимают для зубчатой передачи

t = 8 лет, для червячной передачи t = 6 лет;

k год – коэффициент работы передачи в году;

k cут – коэффициент работы передачи в сутки.

Если фактическое число циклов нагружения зубьев равно или больше базового, то расчет коэффициентов долговечности не выполняют, а принимают их равными KFL = KHL = 1,0.

Поскольку долговечность зубчатой передачи определяется контактной прочностью зубьев и прочность зубьев колеса ниже прочности зубьев шестерни, то проектный расчет выполняют по σ НР 2. Проверочные расчеты изгибной прочности зубьев шестерни и колеса выполняют по σ FР 1, σ FР 2.

 







Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 1143. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

ИГРЫ НА ТАКТИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ Методические рекомендации по проведению игр на тактильное взаимодействие...

Реформы П.А.Столыпина Сегодня уже никто не сомневается в том, что экономическая политика П...

Виды нарушений опорно-двигательного аппарата у детей В общеупотребительном значении нарушение опорно-двигательного аппарата (ОДА) идентифицируется с нарушениями двигательных функций и определенными органическими поражениями (дефектами)...

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ МОРФЕМНОГО СОСТАВА СЛОВА В НАЧАЛЬНЫХ КЛАССАХ В практике речевого общения широко известен следующий факт: как взрослые...

СИНТАКСИЧЕСКАЯ РАБОТА В СИСТЕМЕ РАЗВИТИЯ РЕЧИ УЧАЩИХСЯ В языке различаются уровни — уровень слова (лексический), уровень словосочетания и предложения (синтаксический) и уровень Словосочетание в этом смысле может рассматриваться как переходное звено от лексического уровня к синтаксическому...

Плейотропное действие генов. Примеры. Плейотропное действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия