Механические характеристики сталей и чугунов, используемых для изготовления зубчатых колес
Марка стали |
Диаметр D, мм (рис. 5) |
Ширина S, мм (рис. 5) |
Твердость |
Предел |
Термическая обработка |
||||
сердцевины (НВ) |
поверхности (HRC) |
прочности σВ |
текучести σТ |
||||||
МПа |
|||||||||
Поковка или штамповка |
|||||||||
35 |
Любой |
Любая |
163…192 |
- |
550 |
270 |
Нормализация |
||
45 |
Любой |
Любая |
179…207 |
- |
600 |
320 |
Нормализация |
||
45 |
125 |
80 |
235…262 |
- |
780 |
540 |
Улучшение |
||
45 |
80 |
50 |
269…302 |
- |
890 |
650 |
Улучшение |
||
40Х |
200 |
125 |
235…262 |
- |
790 |
650 |
Улучшение |
||
40Х |
125 |
80 |
269…302 |
- |
900 |
750 |
Улучшение |
||
40Х |
125 |
80 |
269…302 |
45…50 |
900 |
750 |
Улучшение + закалка ТВЧ |
||
35ХМ |
315 |
200 |
235…262 |
- |
800 |
670 |
Улучшение |
||
35ХМ |
200 |
125 |
269…302 |
- |
920 |
790 |
Улучшение |
||
35ХМ |
200 |
125 |
269…302 |
48…53 |
920 |
790 |
Улучшение +закалка ТВЧ |
||
40ХН |
315 |
200 |
235…262 |
- |
800 |
630 |
Улучшение |
||
40ХН |
200 |
125 |
269…302 |
- |
920 |
750 |
Улучшение |
||
40ХН |
200 |
125 |
269…302 |
48…53 |
920 |
750 |
Улучшение +закалка ТВЧ |
||
50ХН |
200 |
125 |
269…302 |
50…56 |
1100 |
900 |
Улучшение +закалка ТВЧ |
||
20ХН2М |
200 |
125 |
300…400 |
56…63 |
1000 |
800 |
Улучшение + цементация +закалка |
||
18ХГТ |
200 |
125 |
300…400 |
50…56 |
1000 |
800 |
Улучшение + цементация +закалка |
||
12ХН3А |
200 |
125 |
300…400 |
50…56 |
1000 |
800 |
Улучшение + цементация +закалка |
||
25ХГМ |
200 |
125 |
300…400 |
50…56 |
1000 |
800 |
Улучшение + цементация +закалка |
||
40ХН2МА |
125 |
80 |
269…302 |
50…56 |
980 |
780 |
Улучшение + азотирование |
||
Стальная отливка |
|||||||||
35Л |
Любой |
Любая |
163…207 |
- |
550 |
270 |
Нормализация |
||
45Л |
315 |
200 |
207…235 |
- |
680 |
440 |
Улучшение |
||
50ГЛ |
315 |
200 |
235…262 |
- |
850 |
600 |
Улучшение |
||
Чугун |
|||||||||
СЧ 15-32 |
Любой |
Любая |
160 |
- |
150 |
- |
|
||
СЧ 24-44 |
Любой |
Любая |
170…190 |
- |
240 |
- |
|
||
СЧ 32-52 |
Любой |
Любая |
170…241 |
- |
320 |
- |
|
||
СЧ 35-56 |
Любой |
Любая |
197…248 |
- |
350 |
- |
|
||
КЧ 30-6 |
Любой |
Любая |
150 |
- |
300 |
- |
|
||
КЧ 35-10 |
Любой |
Любая |
149 |
- |
350 |
- |
|
||
Рис. 5. Размеры заготовок, указанные в таблице 2.1.1
В таблице 2.1.1 приведены усредненные значения механических характеристик и виды термообработки некоторых марок конструкционных сталей, используемых для изготовления зубчатых колес.
В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, предусмотренного техническими заданиями на курсовое проектирование, в мало- и средненагруженных передачах, а также в передачах с большими колесами (открытых) преимущественно применяют зубчатые колеса с твердостью не более 350 НВ. Для малонагруженных передач находят применение стальное литье и чугун.
Для изготовления зубчатых колес открытых передач наряду со сталью различных марок и различной термической обработки широкое распространение получил чугун. Он хорошо противостоит усталостному выкрашиванию и заеданию в условиях малой подачи смазочного материала. Чугун дешевле стали и обладает хорошими литейными свойствами, хорошо обрабатывается, однако характеризуется пониженным сопротивлением изгибу.
В целях выравнивания долговечности зубьев шестерни и колеса, ускорения их приработки и повышения сопротивляемости заеданию твердость поверхностей зубьев шестерни всегда назначается больше твердости зубьев колеса: для прямозубых НВ1ср – НВ2ср = 20…30; для косозубых и шевронных НВ1ср – НВ2ср = 30…50.
1.2. Допускаемые контактные напряжения
для углеродистых и легированных сталей
шестерня
,
(1)
колесо
,
(2)
где σH lim1 и σH lim2 – пределы контактной выносливости шестерни и колеса соответственно (см. 1.2.1);
sH – коэффициент запаса прочности (см. 1.2.2);
kHL1 и kHL2 - коэффициенты долговечности шестерни и колеса соответственно (см. 1.2.3).
для чугунов
[σН] = сНВmin, (3)
где с = 1,5 для серого чугуна (СЧ 15-32; СЧ24-44);
с = 1,8 для ковкого (КЧ 30-6; КЧ 35-10) и модифицированного (СЧ 32-52; СЧ 35-56) чугуна.
1.2.1.Пределы контактной выносливости приведены в таблице 2.1.2
Таблица 2.1.2