Справочник конструктораполезный сайт для инженера-машиностроителя

  *1 Значения δ⁰_Flimb установлены для зубчатых колес, для которых выполнены следующие условия:
  1) толщина диффузионного слоя у переходной поверхности зубьев (0,28т—0,007m2)±0,2 мм; данную формулу применяют при расчете колес с модулями до 20 мм. Толщину диффузионного слоя рекомендуется определять на оттожженых шлифах как толщину слоя до структуры сердцевины;
  2) твердость сердцевины зубьев, измеренная у их основания, находится в пределах 30...45 НRC_э;
  3) зерно исходного аустенита в диффузионном слое не грубее балла 5 по ГОСТ 5639—82.
  Если хотя бы одно условие не выполняется, то следует приведенные в таблице значения δ⁰_Flimb снижать на 25%.
  Марку стали и технологию химико-термической обработки выбирают, исходя из требуемой прочности зубьев с учетом экономических факторов. Не всегда целесообразно выполнять условие 1, так как это может быть связано с дополнительными издержками производства.
  Значения δ⁰_Flimb, 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.

  *² Для сталей с содержанием хрома более 1% и никеля более 1%, закаливаемых после высокого отпуска, принимают
 δ⁰_Flimb=950  МПа, если высокий отпуск проводится в безокислительной среде.
  *³ Данные в знаменателе принимают, если не гарантировано отсутствие шлифовочных прижогов или острой щлифивочной 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 Y_d следует принимать при оптимальных режимах деформационного упрочнения.
  *⁵ Значения Y_d установлены для условий бескоррозийной 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 шдифивочной ступенькой на зубе, то принимают Y_d=1.
  *⁶ Для передач особо высокой ответственности допускается устанавливать значения S_F в индивидуальном порядке.

113. Определение параметров δ⁰_Flimb, Y_g, Y_{d и} S_F нитроцементованных зубчатых колес

  *¹ Концентрация углерода достигается при контроле и автоматическом регулировании углеродного потенциала карбюризатора и атмосферы для нагрева при закалке.
  *² Значения δ⁰_Flimb установлены для зубчатых колес, для которых выполнены следующие условия:
  1) толщина диффузионного слоя у переходной поверхности зубьев 0,13m...0,2m, но 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 HRC_э,
  3) зерно исходного аустенита в диффузионном слое не грубее балла 6 по ГОСТ 5639—82.
  Если хотя бы одно условие не выполняется, то следует приведенные в таблице значения δ⁰_Flimb, уменьшить на 25%. Наличие темной составляющей в структуре диффузионного слоя не допускается. Значения δ⁰_Flimb справедливы для плавного изменения напряжений на
переходной поверхности и не касаются спектра нагружения, для которого характерно наличие ударных нагрузок.
  *³ Данные установлены для случаев, когда гарантировано отсутствие шлифовочных прижогов или острой шлифовочной ступеньки на переходной поверхности. Если эти условия не гарантированы, то значение Y_g уменьшают на 25%.
  *⁴ Данные в знаменателе принимают для зубчатых колес, упрочняемых дробью или роликами после шлифования переходной поверхности или шлифования с образованием ступеньки на переходной поверхности.
Максимальные значения Y_d следует принимать при оптимальных режимах деформационного управления.
  *⁵ Для передач особо высокой ответственности допускается устанавливать значения S_F в индивидуальном порядке.

114. Определение параметров δ⁰_Flimb, Y_g,Y_d  и S_F  зубчатых колес из отожженной, нормализованной
 и улучшенной стали, зубчатых колес, закаленных при объемном нагреве, и азотированных зубчатых колес

  *¹ Значения δ⁰_Flimb установлены для азотированных колес, для которых выполнены следующие условия:
  1) толщина диффузионного слоя для зубчатых колес из сталей с алюминием равна 0,07m ... 0,1m, для зубчатых колес из прочих легированных сталей равна 0,1 m ... 0,13 m;
  2) в структуре диффузионного слоя отсутствует замкнутая нитридная сетка ε-фаза.
  Если хотя бы одно условие не выполняется, то следует приведенные в таблице значения δ⁰_Flimb уменьшить на 20%.
  *² Данные в знаменателе принимают, если не гарантировано отсутствие шлифовочных прижогов, микротрещин или острой шлифовочной ступеньки.
  *³ Данные в знаменателе принимают для зубчатых колес, упрочняемых дробью или роликами после шлифования переходной поверхности или шлифования с образованием ступеньки на переходной поверхности.
  Максимальные значения У</ следует принимать при оптимальных режимах деформационного упрочнения.
  *⁴ Для передач особо высокой ответственности допускается устанавливать значения S_F в индивидуальном порядке.

115. Определение параметров δ⁰_Flimb, Y_g,Y_d  и S_F  зубчатых колес, закаленных при нагреве ТВЧ

  ^*1 Значения δ⁰_Flimb установлены для зубчатых колес, для которых выполнены следующие условия:
  1) толщина закаленного слоя (до структуры сердцевины) у переходной поверхности 0,2m ... 0,4m;
  2) в структуре закаленного слоя отсутствует феррит.
  Если хотя бы одно условие не выполняется", то следует приведенные в таблице значения δ⁰_Flimb, уменьшать на 30%.
  ^*2 Форма закаленного слоя, повторяющего очертания впадины между зубьями, достигается на зубчатых колесах с модулем 6 мм и более при глубинном индукционном электронагреве и охлаждения в быстродвижущемся потоке воды с самоотпуском.
  ^*3 Форма закаленного слоя, повторяющего очертания впадины между зубьями, может быть получена при индукционном электронагреве токами двух частот.
  ^*4 Значения δ⁰_Flimb установлены для зубчатых колес, для которых выполнены следующие условия:
  1) толщина закаленного слоя (до структуры сердцевины) под основанием впадины между зубьями 0,5m ... 1,0m;
  2) в структуре закаленного слоя отсутствует феррит.
  Если хота бы одно условие не выполняется, следует приведенные в таблице значения δ⁰_Flimb уменьшать на 25%.
  ^*5 Данные в знаменателе принимают, если не гарантировано отсутствие шлифовочных прижогов или острой шлифовочной ступеньки на переходной поверхности.
  ^*6 Данные в знаменателе принимают для зубчатых колес, упрочняемых дробью или роликами после шлифования переходной» поверхности или шлифования с образованием ступеньки на переходной поверхности.
  Максимальные значения У</ принимают при оптимальных режимах деформационного упрочнения.
  ^*7 Для передач особо высокой ответственности допускается устанавливать значения S_F  в индивидуальном порядке.

  Рис. 51. График для опредения 
коэффициента К_Fβ

Рис. 52. Коэффициент, учитывающий форму
 зуба и концентрацию напряжений:
α_n=20°; h^*_a=1;с^*=0,25;
ρ^*_a0/ m_n=0,38

Рис. 53. Коэффициент, учитывающий 
форму зубьев, изготовленных инструментом
 с протуберанцем

Рис. 54. Относительный радиус кривизны 
переходной кривой зубьев с исходным контуром 
по ГОСТ 13755-81:

ρ_fn / m_n= 0,417 +4,32/z-10,34x/z + 6,03x²/z - 0,071x + 0,036x² 

Рис. 55. Относительный радиус кривизны 
переходной кривой зубьев, нарезаемых зуборезным
 инструментом с протуберанцем:

α_n=20°; h^*_a=1;с^*=0,4;ρ *_f0=0,4
P_{Z0/mn = 0,05;}
ρ _{fn / mn = 0,424 + 7,27/z - 16,8/z · x + 9,81/z · x}² _{- 0,019x - 0,004x}²

  Расчет на прочность при изгибе максимальной нагрузкой.
  1. Прочность зубьев, необходимая для предотвращения остаточных деформаций, хрупкого излома или образования первичных трещин в поверхностном слое, определяют сопоставлением расчетного (максимального местного) и допускаемого напряжений изгиба в опасном сечении при действии максимальной нагрузки:

  δ_{F max} ≤ δ_{FP max}

  2. Расчетное местное напряжение ( δ_{F max}). МПа, определяют по формуле

  δ_{F max =} F_Ft / bωm K_Fυ K_Fβ K_Fα Y_FS Y_β Y_{ε   (1)}

Для упрощенных расчетов в формуле K_Fυ K_Fβ K_Fα Y_FS Y_β Y_ε значения берут из расчета на выносливость при изгибе (табл.111), поэтому можно воспользоваться зависимостью

δ_{F max =} δ_F F_Ftmax / F_F K_{A =} δ_F K_AS / K_{A (2)}

  3. За исходную расчетную нагрузку  F_Ftmax, Н, или T_1(2)Fmax, H • М, принимают максимальную из действующих за расчетный срок службы нагрузок ударного или плавного характера — с числом повторных воздействий N_K <10³. Значения T_{1(2)F max} определяют экспериментально динамическим расчетом или по отраслевым рекомендациям.
  Если в циклограмме нагружения при расчете δ_F представлены все внешние нагрузки, то принимают К_А = 1.

4. Допускаемое напряжение (δ_{FP max}), МПа, определяют раздельно для зубчатых колес по формуле

  δ_{FP max =} δ_FSt / S_FSt · Y_RSt ·Y_X ·Y_δSt/ Y_{δStT   (3)}

где коэффициент Y_X определяют по табл. 111 (для варианта и условий, отраженных в табл. 116 и 117, Y _RSt = 1 и отношение Y _δSt /Y _δStT= 1), a остальные параметры, входящие в формулу (3), определяют по табл. 117.