Файл: Тема Передаточные механизмы.docx

– коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения.

Для марок сталей и способов термообработки, не вошедших в таблицы прил. 2, допускается определять по приближенной зависимости:

, (2.61)

где – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжений, определяется по формуле (2.55), МПа;

– предельное значение коэффициента долговечности;

– коэффициент, учитывающий различие между предельными напряжениями, определенными при ударном, однократном нагружении и при числе ударных нагружений .

Базовое значение предельного напряжения зубьев при изгибе максимальной нагрузкой определяется по прил. 3 в зависимости от марки стали и способа термической и химико-термической обработки.

В качестве в прил. 2 использованы усредненные (медианные) зна­чения предельного напряжения зубьев цилиндрических эвольвентных колес внешнего зацепления, установленные на основании испытаний при знакопостоянном ударном нагружении при числе повторных воздействий N от 1 до 10³ и выраженные в форме максимальных местных напряжений. Использование этих значений в расчете на статическую прочность при плавном приложении нагрузки и на малоцикловую выносливость (при числе циклов N = = 10²…10³) обеспечивает дополнительный запас прочности против излома зубьев.

Коэффициент , учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба, для зубчатых колес с переходной поверхностью зубьев, подвергнутой шлифованию после термообработки:

– после сквозной закалки с нагревом ТВЧ и объемной закалкой:

= 0,95 (черновой режим зубошлифования);

---

= 1,1 (чистовой режим);

– после цементации с закалкой:

= 1,0 (черновой режим);

= 1,05 (чистовой режим);

– после нитроцементации с закалкой:

= 0,9 (черновой режим);

= 0,95 (чистовой режим).

При отсутствии шлифования = 1.

Коэффициент , учитывающий влияние деформационного упрочнения, для зубчатых колес с деформационным упрочнением переходной поверхности зубь­ев:

– нешлифованной = 0,95;

– шлифованной = 1.

При отсутствии деформационного упрочнения = 1.

Предельное значение коэффициента долговечности устанавливается по формуле 2.44 для . Следует учесть, что максимальные значения:

= 4 при ;

= 2,5 при .

Значения установлены на основе усреднения результатов испытаний при ударном нагружении зубчатых колес с различными вариантами термической и химико-термической обработки и числе нагружений N от 1 до 10³.

=1,3 при ,

= 1,2 при .

Коэффициент запаса прочности определяется по формуле

---

, (2.62)

где определяют, как в п. 2.5;

зависит от вероятности неразрушения. Для марок сталей и способов термической и химико-термической обработки из прил. 2 и вероятности неразрушения 0,99 .
Приложение 1

Таблица 1

Величины , , и для цементированных зубчатых колес

Сталь	Концентрация углерода на поверхности, %	Твердость поверх-ности зубьев HRC	*, МПа	***			*6
					Дробь, ролики*4	Электро­хими­ческая обработка*5
1. Содержащая никель более 1 % и хром 1 % и менее (напри­мер, марок 20ХН, 20ХН2М, 12ХН2, 12ХНЗА; 20ХНЗА, 15ХГНТА по ГОСТ 4543)	0,75–1,1 (достигается при контроле и авто­матическом регулировании угле­родного потенциала карбюриза­тора и закаленной атмосферы)	57…63	950	0,75 0,6	1–1,05 1,1–1,3	1,0 1,2	1,55
2. Безникелевая, со­держащая никель менее 1 % (например, марок 18ХГТ, ЗОХГТ, 20Х, 20ХГР по ГОСТ 4543 и марки 25ХГНМА). Содержащая хром более 1 % и никель более 1 % (например, марок 12Х2Н4А. 20Х2Н4А, 18Х2Н4ВА по ГОСТ 4543 и марки 14ХГСН2МА)			820**	0,75 0,65	1–1,1 1,1–1,3	1,1 1,2
3. Всех марок	0,6–1,4 (достигается при цементации в средах с неконтролируемым углеродным потенциалом и закалке с применением средств против обезуглероживания)	57…63	800	0,8 0,65	1,1–1,2 1,15–1,3	1,2 1,25	1,65

---

Продолжение табл. 1

Сталь	Концентрация углерода на поверхности, %	Твердость поверх-ности зубьев HRC	*, МПа	***			*6
					Дробь, ролики*4	Электро­хими­ческая обработка*5
4. Содержащая никель более 1 % (например, марок 20Х2Н4А 20ХНЗА, 18Х2Н4ВА по ГОСТ 4543)	Возможно обезуглероживание (производится при закалочном нагреве в атмосфере воздуха или продуктах сгорания смеси углево­дородов с воздухом)	57…63	780	0,8 0,65	1,1–1,2 1,15–1,3	1,2 1,25		1,7
5. Прочая (например, марок 18ХГТ, ЗОХГТ по ГОСТ 4543)			680	0,8 0,7
* Значения установлены для зубчатых колес, для которых выполнены следующие условия: 1) толщина диффузионного слоя у переходной поверхности зубьев (0,28 m – 0,007 m2)  0,2 мм; данную формулу применяют при расчете колес с модулями до 20 мм; толщину диффузионного слоя рекомендуется определять на отожженных шлифах как толщину слоя до структуры сердцевины; 2) твердость сердцевины зубьев, измеренная у их основания, находится в пределах 30...45 НRСэ; 3) зерно исходного аустенита в диффузионном слое не грубее балла 5 по ГОСТ 5639. Если хотя бы одно условие не выполняется, то следует приведенные в таблице значения снижать на 25 %. Марку стали и технологию химико-термической обработки выбирают исходя из требуемой прочности зубьев с учетом экономических факторов. Не всегда целесообразно выполнять условия 1, так как это может быть связано с дополнительными издержками производства. Значения установлены для условий плавного изменения напряжений на переходной поверхности и не касаются спектра нагружения, для которого характерно наличие ударных нагрузок. Если в спектр включе­ны ударные нагрузки, то независимо от технологии химико-термической обработки предпочтительнее при­менять стали с высоким содержанием никеля. ** Для сталей с содержанием хрома более 1 % и никеля более 1 %, закаливаемых после высокого пуска, принимают = 950 МПа, если высокий отпуск проводится в безокислительной среде. *** Данные в знаменателе принимают, если не гарантировано отсутствие шлифовочных прижогов или острой шлифовочной ступеньки на переходной поверхности. *4 Данные в знаменателе принимают для зубчатых колес, упрочненных дробью или роликами после шли­фования переходной поверхности или шлифования с образованием ступеньки на переходной поверхности. Максимальные значения следует принимать при оптимальных режимах деформационного упрочне­ния. *5 Значения установлены для условий бескоррозионной электрохимической обработки, проводимой для удаления слоя интенсивного обезуглероживания и слоя внутреннего окисления. Данные в знаменателе принимают в случае, если электрохимическая обработка проводится после шлифования переходной поверх­ности. Если электрохимической обработке подвергается зубчатое колесо со шлифовочной ступенькой на зубе, то принимают = 1. *6 Для передач особо высокой ответственности допускается устанавливать значения в индиви­дуальном порядке.

---

Таблица 2

Определение параметров , , и для нитроцементированных зубчатых колес

Легированная сталь	Концентрация углерода на поверхнос­ти, %	Концентрация азота на поверхности, %	Твердость зубьев на поверхности	**, МПа	***	*4	*5
1. Хромомарганцевая, содержа­щая молибден, закаливаемая с нитроцементационного нагрева (например, марки 25ХГМ по ГОСТ 4543)	0,7–1,0	0,15–0,3	57...63 НRС	1000	0,7	1,0 1–1,35	1,55
2. Не содержащая молибден, за­каливаемая с нитроцементаци­онного нагрева (например, мар­­ки 25ХГТ, ЗОХГТ, 35Х по ГОСТ 4543)	0,7–1,0	0,15–0,5	57...63 НRС	750	0,75	1,05–1,1 1,1–1,35	1,55
* Концентрация углерода достигается при контроле и автоматическом регулировании углеродного потен­циала карбюризатора и атмосферы для нагрева при закачке. ** Значения установлены для зубчатых колес, для которых выполнены следующие условия: 1) толщина диффузионного слоя у переходной поверхности зубьев 0,13 m– 0,2 т не более 1,2 мм (при­менять нитроцементацию для зубчатых колес с модулем более 8 мм без специальных испытаний не реко­мендуется). Толщину диффузионного слоя рекомендуется определять на отожженных шлифах как толщину слоя до структуры сердцевины; 2) твердость сердцевины зубьев, измеренная у их основания, должна быть 30...45 НRС э; 3) зерно исходного аустенита в диффузионном слое не грубее балла 6 по ГОСТ 5639. Если хотя бы одно условие не выполняется, то следует приведенные в таблице значения умень­шить на 25 %. Наличие темной составляющей в структуре диффузионного слоя не допускается. Значения справедливы для плавного изменения напряжений на переходной поверхности и не касаются спек­тра нагружения, для которого характерно наличие ударных нагрузок. *** Данные установлены для случаев, когда гарантировано отсутствие шлифовочных прижогов или ос­трой шлифовочной ступеньки на переходной поверхности. Если эти условия не гарантированы, то значе­ние уменьшают на 25 %. *4 Данные в знаменателе в скобках принимают для зубчатых колес, упрочняемых дробью или ролика­ми после шлифования переходной поверхности или шлифования с образованием ступеньки на переходной поверхности. Максимальные значения следует принимать при оптимальных режимах деформационного упрочне­ния. *5 Для передач особо высокой ответственности допускается устанавливать значения в индивидуаль­ном порядке.

---