Вибір матеріалів зубчастих передач і виду термообробки

При виборі матеріалу зубчастих коліс варто враховувати призначення проектованої передачі, умови експлуатації, вимоги до габаритних розмірів і можливу технологію виготовлення коліс. Основним матеріалом для виготовлення зубчастих коліс є сталь. Необхідну твердість у сполученні з іншими механічними характеристиками (а отже, бажані габарити й масу передачі) можна одержати за рахунок призначення відповідної термічної або хіміко-термічної обробки стали.

В умовах індивідуального й дрібносерійного виробництва, у мало- і средненагруженных передачах, а також у передачах з більшими габаритами коліс (коли термічна обробка їх утруднена) звичайно застосовують сталі із твердістю не більше 350 НВ, що забезпечується нормалізацією або термоулучшением матеріалу. При цьому можливо чистове нарізування зубів безпосередньо після термообробки з високою точністю виготовлення, а при роботі передачі забезпечується гарна припрацьовуваність зубів без тендітного руйнування їх при динамічних навантаженнях.

Для рівномірного зношування зубів і кращої їхньої припрацьовуваності твердість шестірні НВ1 рекомендують призначати більше твердості НВ2 колеса не менш чим на (10...15) НВ.

В умовах крупносерийного й масового виробництва доцільно застосовувати зубчасті колеса з высокотвердыми зубами. При твердості більше 350 НВ її звичайно виражають в одиницях Роквелла - НRC (1 HRC 10 НВ).

Така твердість забезпечується після проведення упрочняющих видів термічної й химикотермической обробки: загартування (обьемной або поверхневої), цементації з наступним загартуванням, азотування й ін.

Застосування высокотвердых матеріалів є резервом підвищення навантажувальної здатності зубчастих передач, зменшення їхніх габаритів і маси. Однак з високою твердістю матеріалу зв'язані додаткові труднощі: погана припрацьовуваність зубів, що прогресує усталостное викрашування робочих поверхонь зубів, необхідність проведення термообробки після зубонарізування. Більшість видів упрочняющей термообробки супроводжується значним жолобленням зубів. Для виправлення форми зубів, відновлення необхідного ступеня точності потрібні додаткові дорогі зубоотделочные операції (шліфування, полірування, притирання й т.п.), що подовжує технологічний процес виготовлення зубчастих коліс і значно підвищує вартості передачі.

Коліс марки конструкційних сталей, що рекомендують для виготовлення, зубчастих, види їхньої термообробки й відповідні основні механічні характеристики наведені в табл. 2.1. При цьому важливо, щоб розміри заготівель коліс (діаметр Dзаг і товщина обіду або диска Sзаг) не перевищували граничних значень Dпред й Sпред.

Таблиця 2.1

Механічні характеристики сталей

Примітки:

1. У графі "Термообробка" прийняті наступні позначення:

Н - нормалізація, В - поліпшення, ТВЧ - загартування струмами високої частоти,

З - об'ємне загартування, ЦК - цементація, А - азотування.

2. Для циліндричних і конічних коліс із виточеннями прийняти менше зі значень Dзаг, Sзаг.