Материалы для изготовления зубчатых колес

Основными требованиями к материалам для изготовления зубчатых колес являются:

Ï прочность общая и поверхностная;

Ï выносливость зубьев при изгибе;

Ï стойкость к заеданию;

Этим требованиям соответствуют термически обработанные стали, которые подвергаются нормализации, закалке, улучшению (закалка с высоким отпуском), цементации, азотированию.

Стальными заготовками являются поковки, изготовленные из проката или литья, т. к. зубчатые колеса относятся к ответственным передачам.

К ним относятся:

Ï углеродистая сталь – 35, 45, 50;

Ï легированная сталь – 15Х, 20Х, 35Х, 40Х, 50Г;

Ï стальное литьё – 35Л, 45Л, 55Л;

А также:

Ï заготовки из серого чугуна – СЧ150-320; СЧ180-360 – применяют в тихоходных передачах;

Ï заготовки из неметаллических материалов – текстолита, капролона и других для работы с металлическими колесами с целью уменьшения шума.

Зубья с твердостью < НВ350 допускают чистовое нарезание после термообработки с высокой точностью.

Зубья с твердостью > НВ350 нарезаются до термообработки, т.к. они плохо обрабатываются после термообработки (например, цементация может вызвать коробление зубьев). Зубчатые передачи высокой твердости применяются в малогабаритных передачах, они передают высокую мощность.

Соотношение твердости рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса не может быть выбрано произвольно:

если твердость рабочих поверхностей зубьев колеса £ 350, то в целях долговечности зубьев, ускорения их прирабатываемости и повышения сопротивляемости заеданию, твердость рабочих поверхностей зубьев шестерни на НВ 20-50 МПа больше твердости зубьев колеса.

Точность зубчатых передач

При изготовлении зубчатых передач неизбежны погрешности, которые выражаются в отклонениях шага, соосности колес, направления зубьев, межосевого расстояния и т. д. Эти погрешности приводят к повышенному шуму во время работы и преждевременному разрушению передачи.

Точность регламентируется стандартами:

6-ая степень – соответствует высокоточным скоростным передачам;

7-ая степень – соответствует точным скоростным передачам;

8-ая степень – соответствует передачам средней точности;

9-ая степень – соответствует тихоходным передачам пониженной точности.

Потери мощности в зубчатых передачах складываются из потерь на трение в зацеплении и на трение в подшипниках.

Потери в зацеплении зависят от точности изготовления, способа смазывания и числа зубьев колес.