2 .5 Внешней открытой прямозубой
(Выборка из - Детали машин : учеб. пособие / И. И. Устюгов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 1981. - 399 с.)
2.5.1 Выбор материала
По таблице 2.5.1 и 2.5.2, в зависимости от необходимых требований выбираем марку материала.
Допускаемое контактное напряжение определяется:
,
МПа (2.5.1)
Принимается Khl=1.
Допускаемое напряжение при изгибе определяется:
,
МПа (2.5.2)
Принимается KFl=1.
Таблица 2.5.1
Сталь НВ< 350—чугун |
Тихоходные передачи больших габаритов и невысокой точности (8- и 9-я степени). Менее чувствительны к недостаточной смазке |
Сталь—сталь, улучшение, НВ<350 |
Мелкосерийное производство. Редукторы как специальные, так и общего назначения. Невысокие нагрузки и скорости, отсутствие жестких требований и габаритам |
Сталь—сталь, закалка объемная или поверхностная, НВ>350 |
Колеса со средней несущей способностью я повышенной скоростью коробок передач и специальных редукторов общего машиностроения. Редко переключаемые колеса коробок передач общего машиностроения, Переключение не на ходу |
Сталь—сталь, цементация, нитроцементация с закалкой, НВ>350 |
Ответственные высоконагруженные передачи с повышенными требованиями к габаритам, работающие на повышенных скоростях, высокой точности (5, 6, 7-я степени). Требуются добавочные отделочные операции. Часто переключаемые колеса коробок передач |
Полиамид—сталь |
Колеса, работающие с высокими скоростями и малыми нагрузками, при недостаточной жесткости конструкции. Уменьшают шум передачи. Спаренное стальное колесо должно быть достаточно твердым (НВ>300), с низкой шероховатостью поверхности (шлифованное или шевингованное), Значительные габариты |
Таблица 2.5.2 - Допускаемые напряжения для зубьев при расчете зубчатых передач на выносливость
Материал |
Термообработка |
Твердость |
σ0НР, МПа |
NH0·107 |
σ0FР, МПа |
NF0·107 |
||||
Вид нагрузки |
||||||||||
поверхности |
сердцевины |
нереверс. |
реверсив. |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
Сталь 45 |
Нормализация |
НВ180...200 |
420 |
1 |
155 |
110 |
4 |
|||
Улучшение |
НВ240...280 |
600 |
1,5 |
195 |
130 |
4 |
||||
Закалка ТВЧ сквозная с охватом дна впадины |
HRC40...50 |
800 |
6 |
210 |
160 |
4 |
||||
Закалка ТВЧ поверхностная с охватом дна впадины |
HRC40...52 |
НВ240.. 280 |
800 |
6 |
230 |
180 |
4 |
|||
Сталь 50Г |
Закалка объемная |
HRC45...50 |
800 |
6 |
220 |
165 |
4 |
|||
Сталь 40X |
Нормализация |
HB210...230 |
550 |
1 |
200 |
130 |
4 |
|||
Улучшение |
НВ240...280 |
650 |
2,5 |
230 |
150 |
4 |
||||
Закалка ТВЧ объемная с охватом дна впадины |
HRC48...52 |
900 |
8 |
230 |
170 |
4 |
||||
Закалка ТВЧ поверхностная с охватом дна впадины |
HRC48...52 |
НВ250...280 |
900 |
8 |
270 |
200 |
4 |
|||
Сталь 40ХН |
Закалка ТВЧ сквозная с охватом дна впадины |
HRC48...55 |
1000 |
10 |
270 |
200 |
4 |
|||
Закалка ТВЧ поверхностная с охватом дна впадины |
HRC52...56 |
НВ260...300 |
1000 |
10 |
320 |
240 |
4 |
|||
Сталь 20Х и 20ХФ |
Цементация с закалкой и последующей шлифовкой |
HRC52...62 |
HRC26...35 |
1100 |
12 |
280 |
210 |
4 |
||
Сталь 12ХН3А |
рабочих поверхностей |
HRC56...62 |
HRC30...40 |
1150 |
12 |
330 |
250 |
4 |
||
Сталь 18ХГТ |
|
HRC56...62 |
HRC30…40 |
1150 |
12 |
300 |
220 |
4 |
||
Сталь 20Х и 40 X |
Нитроцементация с закалкой и последующей шлифовкой рабочих поверхностей |
HRC56...62 |
HRC30...40 |
1100 |
12 |
300 |
220 |
4 |
||
Сталь 30ХГТ |
Нитроцементация с закалкой и последующей шлифовкой рабочих поверхностей |
HRC56...62 |
HRC35...45 |
1100 |
12 |
300 |
220 |
4 |
||
Сталь 40X |
Азотирование (газовое) |
HRC60...65 |
HRC25...28 |
950 |
14 |
240 |
215 |
4 |
||
Сталь 40ХФА |
|
HRC60...65 |
HRC26....30 |
1050 |
14 |
290 |
260 |
4 |
||
Чугун СЧ32-52 |
— |
НВ187...255 |
550 |
1 |
115 |
80 |
1 |
|
||
Высоко-прочный чугун ВЧ 30-2 |
— |
НВ197...265 |
600 |
1 |
120 |
85 |
1 |
|
||
Стальное литье 40ХЛ и 40ГЛ |
Закалка с высоким отпуском |
НВ190...255 |
600 |
1 |
135 |
90 |
4 |
|
||
Текстолит ПТ и ПТК |
— |
НВ30...35 |
45...55 |
— |
40 |
40 |
— |
|
||
ДСП Б и В |
|
НВ30...50 |
50...60 |
— |
50 |
50 |
— |
|
||
Полиамидкапролон |
— |
НВ14...15 |
42 |
— |
30 |
30 |
— |
|
||
Коэффициент ширины зубчатого венца по межосевому расстоянию, при консольном расположении одного из колес, выбирается из диапазона ψba=0,2…0,25.
Коэффициент ширины зубчатого венца по диаметру:
(2.5.3)
где u – передаточное число передачи.
По таблице 2.5.3, определяем коэффициенты распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, при расчете на контактную и изгибную прочность KHβ и KFβ
Таблица 2.5.3 – Коэффициент формы зубьев
Относительная ширина колес ψbd |
Консольное расположение одного из колес |
|||
KHβ |
KFβ |
|||
при твердости рабочих поверхностей зубьев HB |
||||
>350 |
<350 |
>350 |
<350 |
|
0,2 |
1,15 |
1,07 |
1,25 |
1,13 |
0,4 |
1,35 |
1,15 |
1,55 |
1,28 |
0,6 |
1,60 |
1,24 |
1,90 |
1,50 |
0,8 |
1,85 |
1,35 |
2,30 |
1,70 |