Резьбовые соединения: Методическое пособие по самостоятельному выполнению студентами расчетно-графических работ, страница 14

5.10 Определяем угловые скорости  валов привода:

- вала электродвигателя:

- быстроходного вала редуктора:

- промежуточного вала редуктора:

- тихоходного вала редуктора (грузового барабана):

6. Выбор материалов и термической обработки зубчатых передач.

Определение допускаемых напряжений.

6.1 Первая зубчатая передача. Цилиндрическая косозубая зубчатая пара - колесо и шестерня №4 (смотри рис. 2,18 пара №4).

Материалы для изготовления зубчатых колес подбирают по таблицам 8-9 [1].

Выбор марок сталей для изготовления зубчатых пар                        Таблица 8

Марка стали

Размеры, мм

Твердость

МПа

Термообработка

Dпред

Sпред

Сердцевины НВ

Поверхности

НВ и НRС

45

125

80

235.,.262

НВ 235...262

540

Улучшение

80

50

269... 302

НВ 269... 302

650

Улучшение

40Х

200

125

235...262

НВ 235...262

640

Улучшение

125

80

269...302

НВ 269...302

750

Улучшение

125

80

269...302

НRС 45... 50

750

Улучшение и     закалка, ТВЧ

40ХН

315

200

235...262

НВ 235...262

630

Улучшение

35ХМ

200

125

269... 302

НВ 269...302

750

Улучшение

200

125

269...302

НRС48...53

750

Улучшение и     закалка, ТВЧ

20Х 20ХНМ 18ХГТ 12ХНЗА 25ХГНМ

200

125

300

НRС56...63

800

Улучшение Цементация и закалка

Рекомендуемое сочетание марок сталей шестерни и колеса.                                                      Таблица 9.

прятанное сочетание марок сталей шестерни и колеса.                Таблица 9.

Твердость

Марка стали

НВ<350

Шестерня

45

50

55Г

35Х или  40Х

30ХГС

Колесо

35,45Л,40, 40Л, 45

25, 45, 45Л

40, 45, 50Л

45,50,55, 55Л

30Х, 40Х

НВ>350

Шестерня

45,50

55,55Г

35Х, 40Х

40ХН

15Х, 20Х

Колесо

35,40

40,45,50

50, 55

35Х, 40Х

15Х, 20Х

Следует иметь в виду, что поверхностная твердость зубьев шестерни должна быть больше твердости  зубьев колеса, т.к. зубья шестерни чаще входят в зацепление

С целью уменьшения износа колеса, изготавливаемого из более мягкого материала, желательно, чтобы твёрдость материла колеса всё же не слишком отличалась от шестерни  , ориентировочно

Для шестерни, работающей в более жестких условиях, выбираем более прочную Сталь 40Х, с поверхностной  твердостью зуба 260…280 НВ, с термообработкой и улучшением .

Для колеса берём Сталь-45 с твердостью 230…250 НВ, с термообработкой и улучшением, .

Определим среднюю твердость зубьев шестерни и колеса:

- для шестерни ,

- для колеса

6.1.1 Определим допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни  и            колеса  по формуле: ,     где - предел контактной выносливости,  определяется, в основном, твердостью рабочих поверхностей зубьев – см таблицу 10 [1] стр. 40.

            При определении допускаемых контактных напряжений для прямозубых и косозубых колес с малой разностью твердостей зубьев шестерни и колеса ,

за расчетное принимаем меньшее из двух допускаемых напряжений для материала шестерни  и колеса .

- коэффициент безопасности , выбираем из таблицы 10 [1] см. стр. 40.

а)   -  коэффициент долговечности, учитывает влияние срока службы и режима нагрузки зубчатой передачи 

Расчет числа циклов перемены напряжений выполняют с учетом режима нагрузки передачи. Различают режимы постоянной и переменной нагрузки.

            При постоянном режиме эквивалентное (расчетное) число циклов напряжений

где n– частота вращения того из колес, по материалу которого определяется допускаемое напряжение, с – число зацеплений зуба за один оборот колеса (с – равно числу колес, находящихся в зацеплении с рассчитываемым), Lh – расчетный срок службы механизма.

            Если эквивалентное число циклов то      

- для шестерни: циклов

- для колеса: циклов

Выбор допускаемых контактных напряжений и допускаемых напряжений изгиба для зубчатых колёс.                                                                                                             Таблица 10

Термообработка

Твёрдость зубъев

Группа сталей

МПа

МПа

МПа

МПа

На

пов-сти

В cердце

вине

Нормализация улучшение

НВ180.,.350

40,45,40Х,   40ХН,

45ХЦ,35ХМ, и др.

2НВ+70

1,1

1,8 НВ

1,75

2,8

2,74 НВ

Объёмная закалка

НКС45...55

40Х.40ХН, 45ХЦ,

35ХМ  и др.

18НRС

+150

550

2,8

1400

Закалка ТВЧ по всему контуру (модуль m=Змм)

НRС

56...63

НRС

25...55

55ПП,Уб,35ХМ

17НRС

+200

900

650

40НКСпов

40HRСпов

1260 1260

Закалка ТВЧ сквозная с охватом впадины (модуль m=3мм)*

HRС

45...55

НКС

45...55

35ХМ,40Х,

40ХН и др.

17HRС

пов

+200

1,2

550

1430

Азотирование

HRС

55...63

HRС

30...4О

40ХФА,

40ХНМА

и др

1050

1,2НRС

серц.

40НRСпов

ЗОНRСпов

1000 1000

Цементация и закалка

HRС

55...63

HRС

 25...45

Цементируемые

Стали всех марок

23 НRС

пов

750

40НRСпов

1200

Нитроцемен-тация

и закалка

HRС

57...63

HRС

30...45

Молибденовые

стали

25Х ГМ,

безмолибденовые

25ХГТ.

ЗОХГТ  и др

23 НRС

пов

23 НRС

поb

1000

750

1,55

40НRСпов

40НRСпов

1520 1529