Рекомендації щодо вибору варіантів матеріалів шестерні і колеса

Варіант	Шестерня			Колесо
	Марка сталі	Термообробка	Твердість	Марка сталі	Термообробка	Твердість
1	40Х, 45, 40ХН	Покращання	269-302 НВ	40Х, 45, 40ХН	Покращання	235-262 НВ
2	40Х, 40ХН, 35ХМ	Покращання та гартування СВЧ	40-53 НRС	40Х, 40ХН, 30ХМ	Покращання	269-302 НВ
3	40Х, 40ХН, 35ХМ	Покращання та гартування СВЧ	40-53 НRС	40Х, 40ХН, 35ХМ	Покращання та гартування СВЧ	45-53 НRС
4	20Х, 20ХНМ	Покращання, цементація та гартування	57-63 НRС	40Х, 40ХН, 35ХМ	Покращання та гартування СВЧ	45-53 НRС
5	20Х, 20ХНМ	Покращання, цементація та гартування	56-63 НRС	20Х, 20ХНМ	Покращання, цементація та гартування	56-63 НRС

Дані для вибраного матеріалу коліс і способу його обробки заносять в табл. 10.

Таблиця 10

Матеріал, обробка і твердість шестерні та колеса

Параметр	Шестерня	Колесо
Матеріал
Обробка
Твердість (за Бринелем або Роквелом)

4.2. Допустимі напруження для розрахунку зубчастої передачі

4.2.1. Визначення допустимих контактних напружень.

При розрахунках активних поверхонь зубців на контактну витривалість в передачах з нерегламентованою довговічністю допустиме контактне напруження визначається за формулою

,

де: - розрахункова границя контактної витривалості поверхонь зубців колеса; Z_R - коефіцієнт, що враховує шорсткість спряжених поверхонь зубців (беруть для колеса з шорсткішою поверхнею); S_H - коефіцієнт запасу, який приймається для колеса з однорідною структурою S_H = 1,1; для колеса з поверхневим зміцненням зубів S_H = 1,2 .

Значення коефіцієнтів Z_R:

Z_R = 1 при R_a = 0,63÷1,25 мкм;

Z_R = 0,95 при R_a = 1,25÷2,50 мкм;

Z_R = 0,9 при R_z = 10÷40 мкм.

Величина границі контактної витривалості для деяких вуглецевих і легованих сталей, що використовуються для виготовлення коліс, при різних видах обробки наведена в табл.11.

Таблиця 11

Границі розрахункової контактної витривалості

Сталі	Термообробка або хімікотермічна обробка зубців	Твердість поверхонь зубців	, МПа
Вуглецеві та леговані	Нормалізація або покращання	H350 HB	2 H HB+70
	Об’ємне і поверхневе гартування	38-50 HRC	17 H HRC+200
	Покращання та гартування СВЧ	45-53 HRC	18 H HRC+150
Леговані	Цементація або нітроцементація	H56 HRC	23 H HRC
	Азотування	550...750 HV	1050

При розрахунках прямозубих і косозубих циліндричних передач за розрахункове допустиме напруження приймається менше з двох значень та , розрахованих для зубців шестерні і колеса, тобто

.

Для косозубих передач, в яких твердість зубців колеса Н₂< 350HB, а різниця Н₁ – Н₂70НВ, розрахункове допустиме контактне напруження визначають за формулою

.

4.2.2. Визначення допустимих граничних контактних напружень.

Ці напруження входять в умову міцності при розрахунках на контактну міцність у випадках короткочасних перевантажень передачі. Їх величина визначається із співвідношень

[σ]_Hmax=2,8σ_т – сталі після нормалізації і покращання;

[σ]_Hmax=44H_HRC – сталі після цементації або контурного гартування.

Границя текучості матеріалів коліс (сталі марки 45, 40Х, 40ХН, 35ХН) визначається з табл. 12.

4.2.3. Визначення допустимого напруження при розрахунках зубців на витривалість при згині.

Величину цього напруження визначають окремо для зубців шестерні () і колеса () за формулою

,

де- границя витривалості зубців при згині; - коефіцієнт запасу, який знаходиться в межах .

Таблиця 12