Выбор материалов зубчатых передач и вида термообработки
При выборе материала зубчатых колес следует учитывать назначение проектируемой передачи, условия эксплуатации, требования к габаритным размерам и возможную технологию изготовления колёс. Основным материалом для изготовления зубчатых колёс является сталь.
В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, в мало- и средненагруженных передачах, а также в передачах с большими габаритами колес (когда термическая обработка их затруднена) обычно применяют стали с твердостью не более 350 НВ.
При твердости более 350 НВ её обычно выражают в единицах Роквелла - НRC (1 HRC » 10 НВ).
Твердость обеспечивается после проведения упрочняющих видов термической и химикотермической обработки:
закалки (обьемной или поверхностной),
цементации с последующей закалкой, азотирования и др.
Лекции 3,4 Кинематика зубчатых передач
Основной кинематической характеристикой зубчатой передачи является передаточное отношение
,
(3.1)
выражающее
отношение угловых скоростей
и
колес при передаче движения от колеса
1
к колесу 2.
Передаточное
число:
(3.2)
Передаточное число либо равно передаточному отношению, либо является его обратной величиной. При этом передаточное отношение зубчатой пары в среднем будет лежать в пределах от 10 до 0,1.
Силы в зацеплении
В зубчатом зацеплении
движение передаётся посредством силы
нормального давления в точке контакта
зубьев
.
В
прямозубой цилиндрической передаче
сила
направлена по линии зацепления (рис.3.2).
Силу прикладывают в полюсе зацепления и раскладывают на две составляющие:
окружную силу
,
направленную касательно к делительной
окружности
.
(3.3)радиальную силу
,
направленную по радиусу к центру колеса
.
(3.4)
С
ила
нормального давления
,
(3.5)
- угол зацепления;
- крутящий момент
на колесе (шестерне).
Запомнить
рисунки
Критерии работоспособности и расчета зубчатых передач
В месте
контакта зубьев действует контактное
напряжение
.
У
ножки
зуба возникают максимальные напряжения
изгиба
.
Напряжения
и
меняются
по прерывистым пульсирующим циклам.
Рассмотрим виды разрушений зубьев:
Поломка - связана с действием напряжений изгиба.
Абразивный износ - при плохой смазке.
Усталостное выкрашивание - при хорошей смазке (в закрытых передачах). Нарушается условие образования сплошной масляной плёнки, появляется металлический контакт с последующим быстрым износом или задиром поверхностей.
Заедание - наблюдается в высоконагруженных скоростных передачах. В месте соприкосновения зубьев значительно повышается температура, способствующая разрывам масляной плёнки. Происходит микросваривание частиц металла с последующим их отрывом от основного металла.