Детали машин. Методички к курсовому проекту / Ч1- ПРОЕКТИРОВ РАСЧЕТ

где Н1m , H2m – средние твердости поверхностей зубьев.

` 1.1.5. При Н 350 НВ чистовое нарезание зубьев производят после термообработки, что позволяет получать высокие степени точности без применения дорогих отделочных операций.

1.1.6. Зубья с твердостью Н 350 НВ нарезают до термообработки, после которой подвергают отделочным операциям (обкатке, шлифованию, полированию, притирке и т.д.)

Твердые и высокотвердые зубья – плохо прирабатывающиеся. Для них принимают Н1m Н2m и применяют в массовом и крупносерийном производствах для снижения габаритов и массы передачи.

1.1.7. Основные виды термо и химико – термических упрочнений зубчатых колес :

а) нормализация – нагрев выше критической температуры с охлаждением на воздухе; применяется для колес больших размеров, во вспомогательных механизмах и с ручным приводом.

б) закалка – нагрев выше критической температуры ацетиленовым пламенем или токами высокой частоты (закалка ТВЧ), выдержка и охлаждение с определенной скоростью (в воде, в масле и т.п.).

Объемная закалка не сохраняет вязкой сердцевину и вытесняется поверхностными методами упрочнения.

Поверхностная закалка ТВЧ широко применяется для средненапряженных передач и скоростей до 12,5 м/с; должна проводиться с охватом впадин зубьев и целесообразна для шестерен в паре с улучшенными колесами;

в) улучшение – закалка с высоким отпуском до t0 = 550…650 0С с целью снижения внутренних напряжений и повышения пластичности; применяют при отсутствии жестких требований к габаритам и массе передачи в мелкосерийном и единичном производствах;

г) цементация (56…63 HRCЭ) – диффузионное насыщение углеродом при t0 = 900…950 0С поверхностного слоя низкоуглеродистой стали на глубину 1…2 мм с последующими закалкой и низким отпуском (до 250 0С);

д) нитроцементация (56…64 HRCЭ) – насыщение поверхности углеродом и азотом в газовой среде; требует дорогого оборудования;

е) азотирование (до 750…900 HV) – насыщение поверхности азотом на глубину 0,3…0,6 мм; минимальное искажение формы зубьев, не требует отделочных операций (например, для колес с внутренними зубьями); рекомендуют для высокоскоростных и высокоточных передач.

1.1.8.При любом способе получения высокотвердой поверхности зубьев твердость сердцевины не должна превышать 40…45 HRCЭ.

1.1.9.В целях унификации материалов в многоступенчатых редукторах рекомендуют для всех ступеней сохранять одно и то же сочетание марок сталей шестерни и колеса, а разные механические характеристики поверхностей зубьев получать за счет изменения режимов термо – или химико – термической обработки.

4

1.1.10.Зубчатые колеса больших размеров ( da 500 мм ) изготавливают литыми из стали и чугуна или бандажированными (из центра и зубчатого венца

1.1.11.Выборка марок сталей для курсового проекта и механические характеристики зубьев в зависимости от термообработки приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Характеристики механических свойств сталей зубчатых колес

5

режимом, эквивалентным по усталостному воздействию на передачу,

где Tmax = T1 = T (при i = 1). Кратковременные пиковые моменты

(пуска, торможения, буксования и т.д.), суммарное число циклов которых не более 5 104, при расчете на сопротивление усталости не учитывают;

m – показатель степени отношения моментов: mH = qH / 2, mF = qF, где qH и qF – показатели степени кривых усталостей соответственно по контактным и изгибным напряжениям :

а) зубчатые передачи:

1)qH = 6; mH = 3 ;

2)qF = mF = 6 – зубья с однородной структурой материала, вклю-

чая закаленные ТВЧ со сквозной закалкой и со шлифованной переходной поверхностью независимо от твердости и термообработки;

3) qF = mF = 9 – для цементированных, нитроцементированных и азотированных зубьев с нешлифованной переходной поверхностью ;

б) червячные передачи:

qH = 8, mH = 4; qF = mF = 9.

2.1.3. Коэффициенты приведения H и F для типовых, нормализованных режимов нагружения представлены в табл.2.1.

Таблица 2.1. Коэффициенты H и F для типовых режимов нагружения

2.2. Эквивалентное число циклов изменения напряжений

где N = 60ncLh – суммарное число циклов изменения напряжений за весь срок

8

где kГ, kС – соответственно коэффициенты годового и суточного использования передачи;

h – срок службы в годах.

Рис. 2.2

2.3. Базовое число циклов перемены напряжений

Это Nlim, соответствующее длительному пределу выносливости :

а) для зубчатых передач:

3.ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

3.1.Зубчатые передачи

3.1.1. Допускаемые контактные напряжения при расчете на сопро-

тивление усталости определяют раздельно для шестерни и колеса по формуле

где Hlimb – базовый предел контактной выносливости при NHlim (табл.3.1).

Таблица 3.1. Базовый предел контактной выносливости Hlimb

SH – коэффициент запаса прочности:

9

Таблица 3.2. Коэффициент долговечности ZN

ZR – коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев;

Zv - коэффициент, учитывающий окружную скорость передачи; при v 5 м/с Zv = 1;

ZL – коэффициент, учитывающий влияние смазки;

Zx – коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса;

при d 700 мм Zx = 1.

В курсовом проекте следует принимать ZRZvZLZx = 0,9.

3.1.2. Расчетное допускаемое контактное напряжение опреде-

3.1.3. Допускаемое изгибное напряжение при расчете на сопротив-

ление усталости определяют раздельно для шестерни и колеса приближенно по формуле

10