3. Расчет конической передачи

   1. Выбор материалов

Выбор материалов для изготовления зубчатых передач обусловлен особенностями их работы. Для конических колес, работающих с небольшими окружными скоростями, обычно применяют качественные конструкционные стали марок 20..35; при повышенных окружных скоростях – сталь 45,50, легированные стали 20Х, 40Х, 12XH3A и др.

Повышение долговечности зубчатых передач, особенно при значительных силовых нагрузках, может быть достигнуто, если зубья щестерни, нагружаемых чаще, выполнить с более высокой твердостью рабочих поверхностей по сравнению с вторым колесом. С этой целью для изготовления шестерни выбирают более качественный материал или предусматривают упрочнение зубьев.

Также могут быть широко использованы пластмассы не только как заменители, но и как основные конструкционные материалы для изготовления ответственных узлов и деталей машин, летательных аппаратов, автомобилей и т.д.

Пластмассы особенно необходимы в конструкциях машин работающих в условиях повышенной коррозии, влажности, загрязненности атмосферы парами кислот, пылью и другими вредными веществами.

Здесь пластмассы оказываются более стойкими и экономичными материалами по сравнению с традиционно применявшимся.

В зависимости от поведения пластмасс при переработке в изделия их разделяют на термореактивные и термопластичные.

К термореактивным слоистым пластмассам относится текстолит. Его получают прессованием слоев хлопчатобумажной ткани(наполнитель), пропитанной фенольными или другими смолами. Выпускается в виде листов, плит, прутков, труб и т.д. Обладает повышенной прочностью и износостойкости, а также электроизоляционными свойствами. Марки ПТК (плиточный текстолит конструкционный) и ПТ (плиточный текстолит) применяются для изготовления деталей марки А,Б,Г.ВЧ-для электротехнических целей.

В ряде случаев для машиностроения требуются конструкционные материалы с такими свойствами, которых не имеют металлы, например, материалы, способные работать с минимальным износом в абразивной среде, при недостаточной смазке или вообще без смазки. Одним из таких эффективных конструкционных материалов наряду с пластмассами является прессованная древесина.

Пластмассы обладают такими комбинациями физико-механических свойств, которые часто наиболее полно отвечают эксплуатационными условиями узлов и деталей машин. К числу таких свойств относятся:

1. Малая плотность при достаточной прочности. Изделия из пластмасс в 5-8 раз легче стальных, если пластмассы по своей прочности позволяют при замене стали обеспечить те же габариты деталей

2. Удельная прочность , где - предел прочности при растяжении, - плотность. Этот показатель у некоторых видов пластмасс в 2,5-3 раза выше, чем у углеродистых сталей(например у стеклотекстолита и ДСП-Г)

3. Способность поглощать шумы – особенно ценное свойство пластмасс как конструктивных материалов

4. Высокие антифрикционные и фрикционные свойства различных пластмасс, что позволяет им успешно заменять цветные металлы

5. Другие ценные свойства: диэлектрические, демпфирующие, химическая стойкость, технологичность, связанная с ней экономичность

Для изготовления конического колеса применяем материал текстолит.

Данный материал обладает высокой прочностью при сжатии, повышенной ударной вязкостью, отлично подвергается механической обработки сверлением, резанием, штамповкой. Это и обусловливает рекомендации специалистов использовать текстолит при изготовлении деталей, нагруженных знакопеременными электрическими и механическими нагрузками или работающих при трении (втулки, кулачки и т.п.).

Помимо прочего текстолит наряду со стеклотканью и фторопластом, является отличным электроизолятором. Он применяется для работы в трансформаторном масле и на воздухе в условиях нормальной относительной влажности окружающей среды при частоте тока 50 Гц. Прочие свойства текстолита свойства текстолитов зависят главным образом от природы волокон в тканях, характеристики самой ткани, свойств и количества связующего, технологи изготовления. В этой связи уместно отметить, что в зависимости от природы волокон различают собственно текстолиты (хлопковые волокна), органотекстолиты (синтетические и искусственные волокна), стеклотекстолиты (различные стеклянные волокна), асбатекстолиты (асбестовые волокна), углетекстолиты или углеродо-текстолиты (углеродные волокна), базальтотекстолиты (базальтовые волокна) и другие. При этом используемые ткани различаются видом переплетения, толщиной и структурой нити или жгута, числом нитей на единицу длины в направлении основы ткани, толщиной, поверхностной плотностью. Сегодня наибольшее применение в производстве текстолита находят однослойные ткани полотняного и сатинового переплетения.

Что касается безопасности применения данного в материала, то в процессе эксплуатации не опасен. Более того, его относят к экологически чистым, безвредным для здоровья. Однако при резке, сверлении в воздух выделяется пыль фенольной или эпоксидной смолы, что безусловно несет угрозу для здоровья и требует принятия мер предосторожности.

Шестерни изготавливаются из материала Сталь 50Г. Термообработка закалка и отпуск.

Основные механические характеристики приведены в табл. 4.

Таблица 4

Материал	Модуль упругости E, Мпа	Предел текучести полимера, Мпа	Предел прочности ,	Предел текучести ,	Твердость HB
Текстолит		45	0,2	-	-
Сталь 50Г	-	-	650	390	229