|
|
курсовая работа. курсовая работа ДМ Сапронов. Разработка механического привода ленточного транспортера пз08
Выбор материала зубчатых колес зависит от назначения передачи, условий ее работы, способов получения заготовок и методов обработки зубьев.
В качестве материалов зубчатых колес применяют: стали, чугуны и пластмассы.
Стали. Основными материалами для зубчатых колее служат термически обрабатываемые стали. Термообработка производится для повышения твердости, от которой зависит контактная прочность, а также износостойкость и противозадирные свойства.
В зависимости от твердости стальные зубчатые колеса делятся на две группы:
Первая группа — колеса с твердостью <=НВ 350. Применяются в мало- и средненагруженных передачах. Материалами для колес этой группы служат углеродистые стали 35, 40, 45, 50, 50Г, легированные стали 40Х, 45Х, 40ХН и др. Термообработка - нормализация или улучшение производится до нарезания зубьев. Колеса с твердостью <=HB 350 хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению. Для равномерного износа зубьев и лучшей их прирабатываемости твердость шестерни должна быть на (25 … 50) НВ больше твердости колеса.
Вторая группа — колеса с твердостью > НВ350 (При твердости > НВ 350 твердость материала измеряется по шкале Роквелла 10НВ = 1HRC). Применяются в тяжелонагруженных передачах. Высокая твердость рабочих поверхностей зубьев достигается объемной и поверхностной закалкой, цементацией, азотированием, цианированием. Эти виды термообработки позволяют в несколько раз повысить нагрузочную способность передачи по сравнению с нормализованными или улучшенными сталями. При цементации используют стали: 15, 20, 15Х, 20Х и др. Для азотируемых колес применяют сталь 38ХМЮА и др. Колеса с твердостью >НВ 350 нарезают до термообработки. Отделка зубьев производится после термообработки.
В передачах общего назначения экономически целесообразно применять колеса с твердостью НВ 350. Рекомендуемые сочетания марок сталей для шестерни и колеса приведены в /1/ табл. 6.4.
Стальное литье. Применяется при изготовлении крупных зубчатых колес (De>=500 мм), работающих в паре с кованой шестерней. Употребляются стали от 35Л до 55Л. Литые колеса подвергаются нормализации.
Чугуны. Применяются при изготовлении крупных зубчатых колес тихоходных открытых передач. Рекомендуются чугуны от СЧ 18-36 до СЧ 35-56. Зубья чугунных колес хорошо прирабатываются, но имеют пониженную прочность на изгиб.
Для закрытых зубчатых передач основным, выполняемым в качестве проектного расчета, является расчет на контактную прочность; расчет на изгиб выполняется как проверочный. Открытые передачи рассчитывают только на изгиб.
При действии кратковременных пиковых (весьма больших) нагрузок, например в период пуска, торможения, может наступить пластическая деформация рабочих поверхностей зубьев, если твердость их <=HB 350, или хрупкое разрушение при большей твердости. Проверка прочности зубьев на предотвращение пластических деформаций или хрупкого разрушения от действия кратковременных пиковых нагрузок, которые не учитываются в основном расчете, ведется по предельным допускаемым напряжениям.
Допускаемые контактные напряжения [σ]к. Экспериментом установлено, что контактная прочность рабочих поверхностей зубьев определяется в основном твердостью этих поверхностей,
Для стальных колес при твердости <=НВ 350
[σ]к = 2,75НВmin kрк н/мм2 (13)
Для стальных колес, подвергнутых поверхностной закалке при твердости >НВ 350,
[σ]к = 24,1НRCmin kрк н/мм2 (14)
где НВmin и НКСmin — минимальное значение твердости материала (см. табл. 6.5);
kрк — коэффициент режима нагрузки при расчете зубьев на контактную прочность, учитывающий влияние рабочего числа циклов нагружения зубьев Nц (срока службы) на величину [σ]к.
 . (15)
Число циклов нагружения зубьев за весь срок службы
Nц=572,4·ω·Т. (16)
где ω — угловая скорость в рад/сек;
Т — срок службы передачи в часах.
Для сталей с твердостью <=НВ 350 kрк min=1, для сталей с твердостью >НВ350 и для чугунов kрк min=0,585.
Расчет прямозубых передач ведут по меньшему значению [σ]к из полученных для шестерни и колеса.
Косозубые передачи при НВшест-НВкол>50 рассчитывают по
[σ]к = 0.5([σ]к1 + [σ]к2) (17)
где [σ]к1 и [σ]к2 - допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса. При этом [σ]к не должно быть больше 1,25 [σ]к2.
Допускаемые предельные контактные напряжения [σ]к пред.
Для стали:
при твердости <=НВ350
[σ]к пред=2,5 [σ]к; (18)
при твердости >НВ350
[σ]к пред=2 [σ]к. (19)
Допускаемые напряжения изгиба [σ]и.
При работе зубьев одной стороной (отнулевой цикл напряжений)
 . (20)
При работе зубьев обеими сторонами (симметричный цикл напряжений)
 , (21)
где σ-1 — предел выносливости при симметричном цикле (табл. 6.5 /1/);
kσ — эффективный коэффициент концентрации напряжений у основания зуба. Для стальных нормализованных или улучшенных колес kσ=1,8; для стальных колес с поверхностной закалкой и для чугунных колес kσ=1,2;
[n] — требуемый (допускаемый) коэффициент запаса прочности. Для кованых нормализованных или улучшенных колес [n] =1,5; для кованых закаленных колес [n]=2,2; для литых нормализованных или улучшенных колес [n] =1,8;
kри — коэффициент режима нагрузки при расчете зубьев на изгиб
 , (22)
где NЦ определяют по формуле (6.16).
Минимальное значение kри min=1, максимальное — kри max=1,65.
Допускаемое предельное напряжение изгиба [σ]и пред.
Для стальных колес:
при твердости <=НВ350
[σ]и пред=0,8σТ; (23)
при твердости >НВ350
[σ]и пред=0,36σВ/kσ; (24)
для чугуна
[σ]и пред=0,6σВР; (25)
|
|
|
Скачать 0.95 Mb.