 |
|
Проектировочный расчет
Выбор материалов для изготовления зубчатых колес
Заготовки зубчатых колес могут быть получены ковкой, штамповкой и литьем. Существует также сборные конструкции зубчатых колес.
При выборе материала зубчатых колес, необходимо учесть следующие факторы:
1. Передаваемая мощность.
2. Условия ее работы.
3. Требования технологии.
4. Оборудование, на котором будут производиться зубчатые колеса.
Себестоимость.
6. Доступность материала.
7. Обрабатываемость.
8. Возможность осуществления термической обработке (ТО) или химико-термической обработки (ХТО).
9. Назначение передачи и д.р.
Для изготовления зубчатых колес в основном применяются, стали – конструкционные или легированные, чугуны, неметаллические материалы и сплавы цветных металлов. Они (стали) отличаются содержанием углерода. Стали можно подвергнуть ТО или ХТО. При содержании углерода - С > 0,35% , ТО – улучшение, нормализация. Твердость НВ<350. Объемной и поверхностной закалке подвергаются, стали с содержанием углерода, 0,4…0,5%, например, стали марок: 45, 50, 50Г, 40Х, 40Хн, 45ХН, 40ХН4А и д.р. Твердость при закалке 40…50НRC .
Стали с ТО – улучшение, нормализация, закалка (объемная), имеют однородную структуру, при применении поверхностной закалки и ХТО всех видов имеем неоднородную структуру материалов.
Для колес с твердостью активных поверхностей зубьев НВ>350 используется сталь марок 40, 45, 50, 50Г, 35Х, 40Х, 45Х, 40ХН, 45ХН, 35ХМА, 30ХН3А, 35ХМ и д.р.
Материал колес, может быть, подвергнут ХТО: цементации, азотированию, цианированию.
Цементация зубьев с последующей закалкой дает высокую твердость поверхностей зубьев, их твердость до 55…63 НRC при достаточно мягкой сердцевине. При этом используются стали с содержанием углерода 0,12…0,3%, марок: 15, 20, 15Х, 20ХР, 12ХН3, 12Х2Н4А, 12ХН3А, 20ХН3А, 18НГТ, 18ХНВА, 18ХН3А, 18ХФ и д.р. После цементации необходимо применять доводочные операции, например шлифование.
Цианирование также дает высокую поверхностную твердость (60…63НRC), но получаемый твердый слой имеет небольшую толщину. Применяются, стали марок 20Х, 35Х, 40Х, 30ХГТ, 20ХГТ и д.р. Цианирование является финишной операцией.
Азотирование обеспечивает высокую поверхностную твердость, но полученный твердый слой имеет небольшую толщину, что делает опасным подслойные разрушения. Азотирование является также финишной операцией. Для азотированных зубчатых колес обычно применяются, стали марок: 38ХМЮА, 35ХЮА, 38ХВФЮ, 30ХН2МФА, 45Х2Н2МФЮА и д.р.
Чугуны обладают хорошими литейными качествами и являются наиболее дешевым материалом. Колеса, выполненные из чугуна, хорошо обрабатываются и прирабатываются, поэтому шум, возникающий при работе передачи, меньше, чем у передач со стальными колесами. Для открытых передач, при спокойном режиме работы применяется серый чугун СЧ 18-36 и СЧ 21- 40. При окружных скоростях до 4…5 м/с рекомендуется применять модифицированный чугун марок СЧ 28-48 и СЧ 32-52, а также высокопрочный чугун марок ВЧ 45-5 и ВЧ 40-10.
Для изготовления зубчатых колес применяются неметаллические материалы. Данный вид материала применяется в малонагруженных, скоростных передачах и изделиях бытовой техники.
Проектировочный расчет