Материалы зубчатых колес

Зубчатые колеса силовых редукторов обычно изготовляются из углеродистой или легированной стали. Ведущее зубчатое колесо пары, находящейся в зацеплении, называют шестерней, а большее – колесом. Термин «зубчатое колесо» относится как к шестерне, так и к колесу.

Контактная прочность, обуславливающая размеры передачи, определяется главным образом твердостью поверхности зубьев. В зависимости от твердости рабочих поверхностей зубьев стальные зубчатые колеса можно разделить на две группы:

I – колеса с твердостью до НВ350. Для получения такой твердости колеса подвергаются нормализации или улучшению (закалке с высоким отпуском).

II – колеса с твердостью выше НВ350 (при этом твердость обычно замеряется по шкале Роквелла – HRC). Для получения такой твердости колеса подвергаются объемной или поверхностной закалке, а также цементации, цианированию, азотированию.

При выборе материалов следует обеспечить для шестерни более высокие механические характеристики, чем для колеса. Этого можно достигнуть подбором различных марок стали или различной термообработкой.

Если твердость рабочих поверхностей зубьев хотя бы одного из зубчатых колес пары Н ≤ НВ350, то зубчатые колеса считаются прирабатывающимися.

Для ускорения прирабатываемости и выравнивания долговечности зубчатой пары с ведомым колесом, имеющим твердость до НВ350, среднюю твердость рабочей поверхности зубьев шестерни следует назначать выше твердости колеса.

Обычно НВ_1ср – НВ_2ср ≥ 25…30.

Для косозубых передач твердость НВ_ср рабочих поверхностей зубьев шестерни следует принимать максимально возможной.

Для неприрабатывающихся зубчатых передач с твердыми рабочими поверхностями зубьев обоих колес (свыше HRC45) твердость зубьев шестерни и колеса можно выбирать одинаковой.

Следует помнить, что получение нужных механических свойств стали зависит не только от температурного режима термообработки, но и от габаритов заготовки (см. табл. 2.2 и 2.3).

Таблица 2.2

Характеристики механических свойств некоторых сталей

Марка стали	Максимальные размеры, мм	НВ (включая сердцевину)	HRC (поверхность)	, МПа	, МПа	Термическая обработка
D	S
	Любые	163…192	–			Нормализация
	Любые	179…207	–
			235…262	–			Улучшение
		269…302	–
35ХМ			235…262	–			Улучшение
		269…302	–
		269…302	48…53			Улучшение + закалка ТВЧ
40Х			235…262	–			Улучшение
		269…302	–
		269…302	45…50			Улучшение + закалка ТВЧ
40ХН			235…262	–			Улучшение
		269…302	–
		269…302	48…53			Улучшение + закалка ТВЧ
45ХЦ			235…262	–			Улучшение
		269…302	–
		269…302	50…56			Улучшение + закалка ТВЧ
18ХГТ			300…400	56…63			Улучшение + цементация + закалка

Таблица 2.3

Червяк, вал-шестерня	Вал-шестерня	Зубчатое колесо
D - da + 6, мм	D = daс + 6, мм	S = C или S = δ

Дата добавления: 2015-08-18