Твердость зубьев зубчатых материалов для зубчатых колес

При выборе материалов для зубчатых колес необходимо обеспечить прочность зубьев на изгиб, стойкость поверхностных слоев зубьев и сопротивление заеданиям. Основными материалами являются термически обрабатываемые стали. Допускаемые контактные напряжения в зубьях пропорциональны твердости материалов, а несущая способность передач по контактной прочности пропорциональна квадрату твердости (см. 10.8). Это указывает на целесообразность широкого применения для зубчатых колес сталей, закаливаемых до значительной твердости. [c.160]

Стали. Термически обработанные стали, механические характеристики которых даны в табл. 3.9, являются основным материалом для зубчатых колес. Термообработку производят для увеличения твердости. В зависимости от твердости рабочих поверхностей зубьев зубчатые колеса разделяются на две группы. [c.341]

Материалы для зубчатых колес, подвергаемых термообработке до нарезания зубьев. Улучшаемые стали. Основными факторами, определяющими выбор стали для зубчатых колес, термически обрабатываемых до нарезания зубьев, являются прокаливаемость и обрабатываемость. Чем больше диаметр я ширина зубчатого колеса и чем выше требуемая точность зацепления, тем ближе должна выбираться твердость к оптимальной по обрабатываемости затупление зуборезного инструмента в процессе нарезания допустимо лишь в той мере, которая обусловливается допусками на точность элементов зацепления. В понятие обрабатываемость для материалов зубчатых колес должна включаться также и способность достигать требуемой чистоты поверхности. [c.154]

Выбор твердости, термической обработки и материала колес. В зависимости от вида изделия, условий его эксплуатации и требований к габаритным размерам выбирают необходимую твердость колес и материалы для их изготовления. Для силовых передач чаще всего применяют стали. Переда со стальными зубчатыми колесами имеют минимальную массу и габариты, тем меньшие, чем выше твердость рабочих поверхностей зубьев, которая в свою очередь зависит от марки стали и варианта термической обработки (табл. 2.1). [c.11]

Прочность зубчатых колес зависит от их материала. Выбор материала определяется характером нагрузок в передаче, скоростью, сроком службы, условиями эксплуатации и видом смазки. Для повышения стойкости зубьев против заедания шестерню и колесо изготовляют из разных материалов. Зубья шестерни должны обладать большей твердостью, поскольку она делает больше оборотов. В ряде случаев для стальных шестерен и колес берут сталь одной марки, но с различной термической обработкой, например шестерню изготовляют из стали 45 улучшенной, а колесо — из стали 45 нормализованной. [c.204]

Обшая современная тенденция в машиностроении—стремление к снижению материалоемкости конструкций, увеличению мощности, быстроходности и долговечности машины. Эти требования приводят к необходимости уменьшения массы, габаритов и повышения нагрузочной способности силовых зубчатых передач. Поэтому основные материалы для изготовления зубчатых колес — термообработанные углеродистые и легированные стали, обеспечивающие высокую объемную прочность зубьев, а также высокую твердость и износостойкость их активных поверхностей. [c.121]

Проведем этот расчет для того, чтобы показать, как влияет твердость зубьев на размеры редуктора. Все данные для расчета примем такими же, как и в предыдущем примере (см. i2.l) изменим только материалы, из которых выполнены зубчатые колеса. [c.323]

Для зубчатых передач, работающих в условиях абразивного износа (открытые, зубчатые передачи, закрытые передачи с недостаточно изолированной от внешней среды масляной ванной), установлено, что ножки зубьев изнашиваются быстрее, чем головки, причем в особенно неблагоприятных условиях находятся ножки зубьев шестерен, зацепляющихся в г раз чаще ножек зубьев колес. Отсюда следует, что для зубчатых колес открытой передачи желательно выбирать такие смещения инструмента, при которых поверхность ножек шестерни тем меньше, чем больше г и чем меньше разность твердости материалов шестерни й колеса. Поскольку износ ножек зубьев находится в прямой зависимости от величины удельного скольжения , желательно получать на ножках проектируемой передачи величины удельного скольжения не слишком большими, причем на ножках шестерен — меньшими, чем на ножках колес [c.46]

Очевидно, что при хорошей обрабатываемости режущий инструмент может длительное время работать без переточки и с минимальным износом. В обычных условиях это не должно служить основанием для ориентировки на относительно мягкие материалы и большие габариты зубчатых колес. Подсчеты показали, что потери из-за меньшей долговечности инструмента меньше, чем увеличение стоимости материала из-за роста габаритов передачи. В специальных случаях обрабатываемость материала может играть важную роль при выборе его марки и назначении термообработки. Так, например, хорошая обрабатываемость материала необходима для крупногабаритных колес турбинного типа, нарезаемых с высокой точностью. Для таких колес переточка и значительный износ инструмента в процессе нарезания зубьев недопустимы. Поэтому для крупных зубчатых колес турбинных редукторов, процесс нарезания которых длится до 500 ч и более, твердость материала обычно выбирается в пределах, обеспечивающих необходимую длительность работы инструмента без переточки. [c.66]

Сталь. Наибольшие твердости рабочих поверхностей зубьев, а следовательно, и наименьшие габариты и веса передач можно получить при изготовлении зубчатых колес из термообработанных сталей. Поэтому сталь является основным материалом для изготовления зубчатых колес и единственным — для зубчатых колес высоконагруженных ответственных передач [25]. [c.94]

Основным материалом для изготовления зубчатых колес силовых передач служат легированные или углеродистые стали. В зависимости от твердости рабочих поверхностей зубьев после термической обработки зубчатые колеса можно условно разделить на две группы с твердостью не более 350 НВ — нормализованные или улучшенные, с твердостью более 350 НВ (более 45 НКС ) — закаленные, цементованные, нитро-цементованные, азотированные. [c.127]

Повышение несущей способности планетарных передач достигается конструктивными и технологическими мероприятиями как общими для всех зубчатых передач, так и специальными. К общим мероприятиям относятся применение легированных сталей с более высокими механическими показателями фланкирование зубьев и бочкообразная форма их угловая и высотная коррекция поверхностное упрочнение, обеспечивающее высокую твердость рабочих поверхностей, сохранение вязкой сердцевины и снижение концентрации напряжений на переходных участках применение зубьев с большей высотой, что увеличивает деформацию, равномерность распределения нагрузки и коэффициент перекрытия применение лучших материалов для наиболее нагруженных колес. К специальным мероприятиям относятся высокая жесткость водила и его балансировка в сборе с сателлитами конструкция сдвоенных сателлитов, допускающая шлифование зубьев центрирование центральных колес с высокой степенью точности применение надежно работающих подшипников. [c.122]

При выборе материалов для зубчатых колес необходимо обеспечить прочность зубьев на изгиб и стойкость поверхноствых слоев зубьев. Основными материалами для зубчатых колес являются термически обрабатываемые стали. Реже для зубчатых колес применяют чугуны и пластмассы. Выбирают марки сталей и назначают термическую обработку в соответствии со следующими положениями. Допускаемые контактные напряжения в зубьях пропорциональны твердости материалов, а несущая способность передач, по контактной прочности, пропорциональна квадрату твердости (см. расчет зубчатых передач на контактную прочность). Между тем масштабный фактор и концентрация напряжений, ввиду относительно небольших размеров сечений зубьев, прямоугольной формы сечений и наличия выкружек, сказываются на прочности зубьев меньше, чем, например, на прочности валов и других деталей. [c.254]

Решение. I. Материалы зубчатых колес. Желая получить ограниченные габариты редуктора, гго табл. 9.2 для зубчатых колес выбираем одну и ту же марку стали 40ХН, но с различной термообработкой для шестерни — улучшение поковки и закалка ТВЧ поверхности зубьев до твердости 49..54 HR , а = 750 Н/мм , предполагаемый диаметр заготовки 0 200 мм для колеса - улучшенная поковка с твердостью 269...302 HBj, а, = 750 Н/мм , предполагаемая ширина заготовки 5 125 мм. Из табличных данных выбираем примерно среднее значение твердости как наиболее вероятное. Принимаем твердость шестерни 5IHR , ( 510 НВ,) колеса — 285 НВ . При этом обеспечивается требуемая разность твердостей HBi-НВ = 510-285 = 225>80 (см. 9.7). [c.196]

Решение. 1. Материалы зубчатых колес. Шевронные передачи— это высоконагруженные быстроходные передачи. Поэтому для зубчатых колес принимаем сталь с высокой твердостью рабочих поверхностей зубьев. По табл. 9.2 для шестерни и колеса принимаем одну и ту же марку стали 40ХН с одинаковой термообработкой — улучшение с закалкой ТВЧ до твердости поверхностей зубьев 49...54 HR ,, ст, = 750 Н/мм , при предполагаемом диаметре- заготовки шестерни ><200 мм и ширине заготовки колеса 5<125мм. Выбираем одинаковое, примерно среднее, значение твердости зубьев 51 HR . [c.198]

Материалы зубчатых колес. По табл. 9.2 для шестерни и колеса принимаем одну и ту же марку стали 35ХМ с одинаковой термообработкой — улучшение с закалкой ТВЧ до твердости поверхностей зубьев 49...65 HR ,, а, = 150 Н/мм при предполагаемом диаметре заготовки шестерни D < 200 мм и ширине заготовки колеса 5<125мм. Принимаем примерно среднее значение твердости зубьев 51 HR ,. [c.212]

Стальные колеса в зависимости от твердости материала подразделяются на две группы колеса с твердостью НВ < 350 применяются в передачах с неограниченными габаритными размерами колеса с твердостью НВ > 350 — в передачах с ограниченными габаритными размерами и большим ресурсом. Материалами первой группы колес служат качественные конструкционные стали марок Ст5, 35, 40, 45, 50. Для второй группы зубчатых колес используются стали марок 50Г и легированные стали марок 15Х, 20Х, 40Х, 45ХН. На выбор марки стали существенное влияние оказывают также следующие факторы габаритные размеры зубчатой передачи, вид нагрузки, технологические возможности термической и механической обработки зубьев. Кроме того, выбор марки стали существенно зависит от окружной скорости колес. [c.298]

Для обеспечения бесшумной работы при малых нагрузках зубчатые колеса изготовляют из неметаллических материалов (текстолита или лигнофоля). Выполненные из этих материалов зубчатые колеса успешно работают в паре с чугунными или стальными с твердостью рабочих поверхностей зубьев НВ > 250. [c.308]

Большие местные напряжения возникают также при передаче усилия с одной детали на другую, прижатую к ней небольшим участком поверхности, например в зонах соприкосновения зубьев зубчатых колес, в шариковых и роликовых подшипниках, в замковых соединениях рабочих лопаток турбомашин с диском и т. п. Такие напрянсения называют контактными. Так как с увеличением нагрузки размер контактной плошадки увеличивается, то контактные напряжения возрастают медленнее, чем нагрузка. Для обеспечения контактной прочности материалы подвергают поверхностному упрочнению, повышаюш,ему их твердость (более подробно см. гл. 35). [c.15]

Вторая группа — колеса с твердостью НВ> 350 . Их применяют в тяжело нагруженных передачах, а также передачах, к которым предъявляют повышенные требования по массе и размерам. Высокая твердость HR до 50...60) активных поверхностей зубьев достигается объемной и поверхностной закалкой, цементацией, азотированием, цианированием. Эти виды термической обработки позволяют увеличить допустимые напряжения приблизительно в 2 раза, а нагрузочную способность передачи — до 4 раз по сравнению с нормализованными и улучшенными сталями. Возрастает также износостойкость и стойкость против заедания. Применение высокотвердых материалов является большим резервом повышения нагрузочной способности зубчатых передач. Для неприрабатывающихся зубчатых передач с твердостью активных поверхностей обоих колес HR 45 обеспечивать разность твердостей зубьев шестерни и колеса не требуется. [c.96]

Для грузоподъемных машин зубчатые колеса обычно изготовляют из термически обработанных сталей различных марок. Шестерни, валы-шестерни и зубчатые колеса диаметром до 400 мм изготовляют коваными из стали 45 или 40Х колеса диаметром более 400 мм отливают из стали 55Л или ХГСЛ и др. Материалы шестерни и зубчатого колеса, а также режимы их термообработки подбирают так, чтобы поверхностная твердость зубьев шестерни была выше твердости зубьев колеса на 10—20%, что позволяет обеспечить более равномерный износ зубьев в зубчатой паре. [c.71]

Для передач Новикова применяют те же материалы, что и для эвольвентных. Преимуществённое применение получили материалы с твердостью рабочих поверхностей НВ 350, поскольку применение материалов с более высокой твердостью в эвольвентных передачах объясняется стремлением повысить контактную прочность и сблизить ее с прочностью по изгибу. В передачах Новикова такое сближение обеспечивается существенным увеличением площади контакта соприкасающихся зубьев, поэтому применение материалов с высокой твердостью здесь менее эффективно. Уменьшая способность к взаимной приработке, зубчатые колеса из таких материалов не дают существенного повышения нагрузочной способности и ограничением при этом становится прочность по изгибу. [c.181]

В случае расчета зубчатых колес с высоким перепадом твердостей шестерни и колеса (такое сочетание твердостей материалов нередко применяется в косозубых и щевронных передачах) эффект тренировки материала следует учитывать только для более мягкого колеса. Определение базовых допускаемых контактных напряжений для зубчатых колес с твердостью НРС 45 поверхностей зубьев по формуле (206) рекомендовать не следует, так как эффект тренировки материала переменными нагрузками для твердых материалов сказывается тем слабее, чем выше твердость материала, К повышению допускаемых контактных напряжений для твердых материалов следует отнестись с особой осторожностью из-за того, что начавшееся усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев здесь обычно приобретает прогрессивный характер. [c.300]

Для изготовления зубчатых передач применяют разнообразные материалы. Силовые колеса и шестерни изготовляют из различных сталей (см. табл. П1-89) материалы для высоконагружеиных зубчатых передач небольших размеров подвергают обычно поверхностной закалке до твердости HR 45— 55 передачи, работающие с частыми переключениями, перегрузками и ударами, изготовляют нз таких сталей, как 15Х, 20Х, 12ХНЗА, подвергнутых цементации и последующей термообработке до HR 56—60 с тем, чтобы получить одновременно высокую твердость рабочих поверхностей и пластичную сердцевину. Зубья, упрочненные цементацией и закалкой, обязательно шлифуют для устранения возможного коробления. [c.167]

Наибольшая твердость рабочих поверхностей зубьев и наиболее высокие механические свойства их сердцевины, а следовательно, и наименьшие габариты и вес привода могут быть получены при изготовлении зубчатых колес из термообработанных сталей. Поэтому в настоящее время сталь является основным материалом для изготовления зубчатых колес и единственным для зубчатых колес высокойагружен-ных ответственных передач с минимальными габаритами и весом. [c.680]

Неметаллические материалы. Из неметаллических материалов в настоящее время для изготовления зубчатых, колес находят применение текстолит (прессованная полотняная ткань, пропитанная искусственной смолой) и древесно-слоистые пластики (ДСП) — тонкие фанерные шпоны, склеенные смолой под давлением при высокой температуре. Из этих пластических материалов обычно выполняется одно из зубчатых колес (обычно шеотерня) сцепляющейся пары, работающее с чугунным или со стальным зубчатым колесом с твердостью рабочих поверхностей Яд < 350 кг1мм . Такая комбинация материалов обеспечивает бесшумную работу зубчатой передачи при больших окружных скоростях без повышенных требований к точности зацепления и жесткости валов и опор [33]. Кроме того, применение неметаллических зубчатых колес часто объясняется и тем, что они удовлетворительно работают в условиях бедной смазки и даже совсем без таковой. Основным недостатком зубчатых колес из пластических материалов является низкая нагрузочная способность, лимитируемая не столько прочностью зубьев на изгиб, сколько выносливостью против выкрашивания и износостойкостью рабочих поверхностей зубьев. Поэтому для зубчатых колес из пластических материалов допускаются примерно в 2—3 раза меньшие нагрузки, чем для стальных тех же размеров с твердостью рабочих поверхностей Нд = 180 -н 220 кг/см . [c.101]

Применяя для колес с модулем т> 6 мм поверхностную закалку ТВЧ и закалку газовым пламенем, обеспечивают высокую твердость зубьев (например, до 35...40 НКСз для углеродистых, 45...55 НКСз для легированных сталей) при сохранении вязкой сердцевины. Хотя при такой термообработке форма зуба искажается незначительно, все же для достижения 7-й степени точности необходимо применять отделочные операции. Данные о механических свойствах материалов зубчатых колес приведены в табл. 5.1. [c.155]

Характеристики некоторых марок сталей для изготовления зубчатых колес приведены в табя. 3.12 [13, 17]. В зависимости от твердости зубьев стальные зубчатые колеса делятся на две группы. Первая — колеса с твердостью поверхности и сердцевины зуба НВ < 350. При-мевяются в слабо- и средненагруженных передачах, когда требования к массе и габаритам передач не являются решающими. В качестве материалов используются стали среднеуглеродистые — Ст. 5, Ст. 6 углеродистые конструкционные — 40, 45, 50, 50Г, 50Г2 легированные — 40Х, 45Х, 40ХН. Чистовое нарезание зубьев производят после окончательной термообработки (нормализация, улучшение), при этом достигается довольно высокая точность изготовления (сохраняется точность, полученная при механической обработке) и исключается необходимость дорогих отделочных операций (шлифовка, притирка). [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...