- •3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •3.2. ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
- •3.2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •3.2.2. МАТЕРИАЛЫ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
- •3.2.2.1. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
- •3.2.2.2. НАЗНАЧЕНИЕ ТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛОВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
- •3.2.2.3. СПОСОБЫ УПРОЧНЕНИЯ ЗУБЬЕВ
- •3.2.2.4. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕРМООБРАБАТЫВАЕМЫМ ДЕТАЛЯМ
- •3.2.2.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
- •3.2.3. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
- •3.2.3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •3.2.3.2. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
- •3.2.3.3. ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ
- •3.2.3.4. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ВНЕШНЕГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ
- •3.2.3.5. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ВНУТРЕННЕГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ
- •3.2.3.6. КОНСТРУИРОВАНИЕ ВАЛОВ-ШЕСТЕРЕН
- •3.2.3.7. ДОПУСКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
- •3.2.3.7.1. СТЕПЕНИ ТОЧНОСТИ И ВИДЫ СОПРЯЖЕНИЙ
- •3.2.3.7.2. НОРМЫ ТОЧНОСТИ
- •3.2.3.7.3. НОРМЫ БОКОВОГО ЗАЗОРА
- •3.2.4. КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
- •3.2.4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •3.2.4.1.2. ПРЯМОЗУБЫЕ КОНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
- •3.2.4.1.3. КОНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ С КРУГОВЫМ ЗУБОМ
- •3.2.4.2. РАСЧЕТ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
- •3.2.4.3. ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ
- •3.2.4.4. КОНСТРУИРОВАНИЕ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
- •3.2.4.5. КОНСТРУИРОВАНИЕ ВАЛОВ-ШЕСТЕРЕН
- •3.2.4.6. ДОПУСКИ КОНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ
- •3.2.4.6.1. СТЕПЕНИ ТОЧНОСТИ И ВИДЫ СОПРЯЖЕНИЯ
- •3.2.4.6.2. НОРМЫ ТОЧНОСТИ
- •3.2.4.6.3. НОРМЫ БОКОВОГО ЗАЗОРА
- •3.3. ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
- •3.3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •3.3.2. МАТЕРИАЛЫ ЧЕРВЯКОВ И ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЕС. НАЗНАЧЕНИЕ ТВЕРДОСТИ И ТЕРМООБРАБОТКИ
- •3.3.2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •3.3.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ МАТЕРИАЛОВ ВЕНЦОВ ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЕС
- •3.3.2.3. РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ
- •3.3.2.4. ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ
- •3.3.2.5. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЕС
- •3.3.2.6. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЧЕРВЯКОВ
- •3.3.2.7. ДОПУСКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ
- •3.3.2.7.1. СТЕПЕНИ ТОЧНОСТИ И ВИДЫ СОПРЯЖЕНИЙ
- •3.3.2.7.2. НОРМЫ ТОЧНОСТИ
- •3.3.2.7.3. НОРМЫ БОКОВОГО ЗАЗОРА
- •3.4. ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
- •3.4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •3.4.2. РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ
- •3.4.3. ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ
- •3.4.4 КОНСТРУИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ
- •3.4.5. ДОПУСКИ НА РАЗМЕРЫ ЗВЕЗДОЧЕК ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ
- •3.5. РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ
- •3.5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •3.5.2. ПЛОСКОРЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ
- •3.5.2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •3.5.2.2. РАСЧЕТ ПЛОСКОРЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ
- •3.5.2.3. КОНСТРУКЦИИ ШКИВОВ
- •3.5.2.4. ДОПУСКИ ПЛОСКОРЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ
- •3.5.3. КЛИНОРЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ
- •3.5.3.1. РАСЧЕТ КЛИНОРЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ
- •3.5.3.2. КОНСТРУКЦИИ ШКИВОВ КЛИНОРЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ
- •3.5.3.3. ДОПУСКИ КЛИНОРЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ
- •3.5.5. УСТАНОВКА ШКИВОВ
|
|
|
|
Окончание табл. 3.4 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Вид |
Технологи- |
|
|
|
|
|
термо |
ческие про- |
Назначение |
Результат |
Область |
|
|
обра- |
цессы при |
|
||||
термообработки |
применения |
|
||||
ботки |
термообра- |
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
ботке |
|
|
|
|
|
непрерывная |
Нагрев, вы- |
Получение в соче- |
Повышает нагрузочную |
кой точности |
|
|
ждение |
устойчивости |
Прирабатывается плохо |
|
||
|
|
держка и по- |
тании с отпуском |
способность до средней. |
Мелкие тихо- |
|
|
|
следующее |
высокой твердо- |
Технология проста, ко- |
ходные зубча- |
|
|
|
резкое охла- |
сти и износо- |
робление умеренное. |
тые колеса низ- |
|
|
|
|
стальных деталей |
|
|
|
|
|
|
|
При нагреве ТВЧ дает |
Тихоходные |
|
Закалка |
|
|
|
среднюю нагрузочную |
передачи низ- |
|
поверхностная |
|
|
способность при доста- |
кой точности. |
|
|
Нагрев по- |
Для деталей, к ко- |
точно простой технологии. |
Можно увели- |
|
||
|
|
|
||||
|
|
Передачи плохо прираба- |
чить нагрузоч- |
|
||
|
|
верхностно- |
|
|||
|
|
го слоя и по- |
торым предъяв- |
тываются. |
ную способ- |
|
|
|
следующее |
ляют требования |
Теряется точность вслед- |
ность передачи |
|
|
|
быстрое ох- |
поверхностной |
ствие коробления. |
за счет сочета- |
|
|
|
лаждение |
твердости |
Размеры зубчатых колес |
ния шестерни, |
|
|
|
|
практически не ограниче- |
закаленной при |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ны. При модулях, мень- |
нагреве ТВЧ, и |
|
|
|
|
|
ших 5 мм зуб прокалива- |
улучшенного |
|
|
|
|
|
ется насквозь |
колеса |
|
|
|
Закалка ста- |
Обеспечение со- |
|
|
|
|
|
ли и после- |
четания высокой |
Обеспечивает свойства, |
|
|
|
|
дующий вы- |
прочности и пла- |
аналогичные получаемым |
|
|
Улучшение |
сокий отпуск |
стичности при |
при нормализации, но на- |
Редукторы |
|
|
(отпуск – на- |
окончательной |
|
||||
резание зубьев труднее из- |
средних разме- |
|
||||
|
|
грев до |
термообработке |
за большой их твердости. |
ров и передачи |
|
|
|
500°С–680°С |
деталей из конст- |
Заготовки – средние по |
с небольшими |
|
|
|
и последую- |
рукционных ста- |
размерам поковки и от- |
нагрузками |
|
|
|
щее медлен- |
лей, испытываю- |
|
||
|
|
ливки из среднеуглероди- |
|
|
||
|
|
ное или бы- |
щих в работе |
стых сталей |
|
|
|
|
строе охла- |
ударные и вибра- |
|
|
|
|
|
ждение) |
ционные нагрузки |
|
|
|
3.2.2.4. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕРМООБРАБАТЫВАЕМЫМ ДЕТАЛЯМ
Детали должны иметь максимально простые геометрические формы, без выступающих острых граней и резких переходов от одного сечения к другому.
Перепад между соседними диаметрами детали желательно назначать по реко-
мендации: D1 ≤1,3 .
D2
Необходимо предусматривать технологические припуски на коробление, кото-
рые при последующей обработке позволяют исправить размеры и форму деталей.
109
В местах контроля твердости устанавливают более широкие допуски на размеры, так как это связано с последующей зачисткой поверхности детали.
Шероховатость поверхности деталей, подвергаемых окончательной термооб-
работке, должна быть не менее Rz 40 (при цементации и азотировании – не менее Rz 20 ). Шероховатость поверхности детали, на которой проводят контроль твердости, должна быть до проведения термообработки не менее Rz 20 при задании твердости в единицах НRСЭ и не менее Ra 2,5 при задании твердости в единицах HV.
Для цементированных деталей рекомендуется применять конструкционные низкоуглеродистые стали, содержащие не более 0,25% углерода. Рекомендуемая
глубина цементованного слоя, мм: 0,3-0,6; 0,5-0,8; 0,9-1,2; 1,2-1,5; 1,6-2; 2,1-2,5.
Для сохранения твердости закаленного цементованного слоя рекомендуется припуск на шлифование назначать в следующих пределах:
-не более 20% глубины слоя при полной его глубине до 2 мм,
-не более 25% глубины слоя при полной его глубине свыше 2 мм.
Для деталей, в которых по условиям эксплуатации требуется более прочная сердцевина, допускается применение сталей с содержанием углерода до 0,35%.
Детали простейшей формы постоянной толщины в основном подвергаются закалке с нагревом током высокой частоты.
Глубина h закаленного слоя, в зависимости от диаметра детали d, для диапазона диаметров (10-100) мм определяется по формуле:
h = 2,91+0,28d −0,121d 2 |
(3.5) |
Полученное значение округлить до стандартного числа (табл. П.50, при этом округленное значение не должно отличаться от расчетного более чем на 30%).
3.2.2.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
В табл. 3.5 приведен алгоритм определения допускаемых напряжений материалов для зубчатых колес.
Таблица 3.5
Алгоритм определения допускаемых напряжений материалов для зубчатых колес
Параметры и обозначения |
|
|
|
Расчетные формулы и указания |
|||
Расчетный мо- |
на шестерне |
Тн1 |
|
|
|
||
мент Тн , Нм |
|
|
|
|
|
|
|
на колесе |
Т |
н2 |
= uТ |
η |
|
||
|
|
|
н1 з.п. |
|
|||
Частота вращения |
шестерни n1 , об/мин |
см. раздел 13.3 |
|||||
Передаточное число u |
|
|
|
|
|
||
Частота вращения |
n |
= n1 |
|
|
|||
колеса, n2 , об/мин |
2 |
u |
|
|
|||
|
|
|
|
||||
Число циклов |
на шестерне |
Nc1 |
= 60n1th |
Значение срока служ- |
|||
перемен на- |
|
|
|
|
|
бы привода th, ч – из |
|
|
|
|
|
|
|||
на колесе |
Nc2 |
= 60n2th |
задания на проект |
||||
пряжений Nc |
|||||||
|
|
|
|
|
|
(см. раздел 1.7) |
|
|
|
|
|
|
110 |
|
|
|
Продолжение табл. 3.5 |
|
|
|
|
Параметры и обозначения |
Расчетные формулы и указания |
|
Контактные напряжения
Число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости NH 0
Коэффициент долговечности KHL
Коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей, ZR
Коэффициент, учитывающий окружную скорость, Zv
Предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений σH lim b , МПа
NH 01 = 30 НВ12,4 |
При НВ≥(563 НВ=56 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
HRC) следует принять |
|
NH 02 = 30 НВ2 |
2,4 |
|||||||
NH 0 =1,2 ×108 |
||||||||
KHL1 |
|
|
NH 01 |
|
0,167 |
|
||
= |
|
|
|
|
||||
|
Nc1 |
Если Nc > NH 0 , то |
||||||
|
|
|
|
|||||
KHL2 |
|
|
NH 02 |
0,167 |
KHL =1 |
|||
= |
|
|
|
|||||
|
Nc2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
Примечания:
1.При улучшении, нормализации, объемной закалке коэффициент KHL принимают не более 2,6.
2.При поверхностном упрочнении зубьев (цементации, нитроцементации, поверхностной закалке) ве-
личину KHL принимают не более 1,8.
Ra или Rz – шеро- |
при Ra =1,25-0,63 |
1,00 |
|
ховатость элемента |
|
|
|
при Ra =2,5-1,25 |
0,95 |
||
сопряженной пары с |
|||
более грубой по- |
при Rz =40-10 |
0,90 |
|
верхностью, мкм |
|||
|
|
||
При твердости рабочих |
поверхностей |
0,85V 0,1 |
|
НВ≤350 |
|
|
|
При твердости рабочих поверхностей |
0,925V 0,005 |
||
НВ>350 |
|
|
|
При проектном расчете, когда габариты передачи неизвестны, предварительно следует принять значение
Zv = Zv предв. =1 (при v=5 м/с).
При проверочном расчете это значение следует уточнить
илиТермическая обработкатермохимическая |
Азотирование |
поверхностейТвердость Нзубьев |
(550-750)HV |
1050 |
|
Нормализация |
|
≤350НВ |
2НВ+70 |
|
Улучшение |
|
||
|
|
|
|
|
|
Объемная |
|
(40-50)HRC |
17HRC+100 |
|
закалка |
|
||
|
|
|
|
|
|
Поверхностная |
|
(40-56)HRC |
17HRC+200 |
|
закалка |
|
||
|
|
|
|
|
|
Цементация |
|
(54-64)HRC |
23HRC |
|
Нитроцемента- |
|
||
|
ция |
|
|
|
|
|
|
|
|
111
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 3.5 |
||
Параметры и обозначения |
|
Расчетные формулы и указания |
|
|||||||||
|
|
|
- |
Нормализация |
|
|
|
|
||||
|
|
|
Термическая или термохи мическая обработка |
Твердость поверхностей |
|
≤350НВ |
|
|||||
|
|
|
Улучшение |
|
|
1,1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Объемная |
|
|
(40-50)HRC |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
Коэффициент безопасности |
закалка |
|
|
зубьев Н |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||
Поверхностная |
|
|
||||||||||
при расчетах на контактную |
(40-56)HRC |
|
||||||||||
прочность SHp1 , SHp2 |
закалка |
|
|
|
|
|||||||
Цементация |
|
1,2 |
||||||||||
|
|
|
(54-64)HRC |
|||||||||
|
|
|
Нитроцемента- |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
ция |
|
|
|
(550-750)HV |
|
||||
|
|
|
Азотирование |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Допускаемое |
шестерни |
σHp1 = KHL1ZRZV |
σH1 limb |
|
|
|
||||||
контактное |
SHp1 |
|
|
|
||||||||
напряжение |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
σH 2 lim b |
|
|
|||||
материала |
колеса |
σHp2 = KHL2ZRZV |
|
|
||||||||
σHp , МПа |
SHp2 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
МПа |
прямозубая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цилиндрическая |
Допускаемое контактное напряжение σHp принима- |
|||||||||||
косозубая |
|
|||||||||||
, |
|
|
ется равным меньшему из значений σHp1 и σHp2, по- |
|||||||||
Hpцилиндрическая при |
||||||||||||
контактное σ |
НВ1-НВ2=20-50 |
лученных выше, то есть по менее прочным зубьям |
||||||||||
Допускаемое напряжение |
||||||||||||
коническая с прямыми |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
и с непрямыми зубьями |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
косозубая цилиндриче- |
σHp = 0,707 |
σHp12 +σHp22 , |
|
|
||||||||
ская при НВ1-НВ2≥50 |
при этом σHр |
не должно превышать 1,23 σHр2 |
||||||||||
|
|
|
Напряжения изгиба |
|
|
|
|
|||||
Показатель степени mF |
при НВ≤350 |
|
|
|
|
6 |
|
|||||
при НВ>350 |
|
|
|
|
9 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Коэффициент |
|
KFL1 |
= mF1 |
4000000 |
|
|
при НВ≤350 KFL ≤2 |
|||||
|
|
|
|
Nс1 |
|
|
|
при НВ>350 KFL≤1,6 |
||||
долговечности KFL |
|
|
4000000 |
|
|
|||||||
KFL2 |
= mF 2 |
|
|
при Nс >4000000 KFL=1 |
||||||||
|
|
|
|
Nс2 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Коэффициент γFc |
|
Для нормализованных и |
0,35 |
|
||||||||
|
улучшенных сталей |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
Коэффициент, учитываю- |
При HRC≥45 |
|
|
|
0,25 |
|
||||||
KF c1 =1−γFc1 |
|
|
|
При нереверсивной на- |
||||||||
щий симметричность |
KF c2 =1−γFc2 |
|
|
|
грузке KF c1 = KF c2 =1 |
|||||||
нагрузки KFc |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
Коэффициент безопасности |
SFp1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
при расчетах на изгибную |
SFp2 |
|
|
|
|
|
|
Принять по табл. 3.6 |
||||
прочность SFp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
112 |
|
|
|
|
|
||
