Пособие с рисунками (Раздаточные материалы), страница 8

Профильный угол в этих точкахcos α x =z cos α t.z + 2 x cos βЕсли при этом получается cosαх > 1, то следует принимать zп ≥ 3. Округление zп можетпривести к тому, что точки пересечения общей нормали с профилями зубьев окажутся за пределами активных профилей.38Рис.3.1.7.Торцовый размер М по роликам (шарикам) диаметром D (рис.3.1.7) находят по следующимзависимостям:1) для прямозубых и косозубых зубчатых колес с внешними зубьями при четном числезубьев (для dD + D > da)M = dD + D;где dD - диаметр окружности, проходящей через центры роликов (шариков);2) для прямозубых зубчатых колес и только по шарикам для косозубых колес с внешнимизубьями при нечетном числе зубьев (для dD + D > da)М = dD cos (90º/z) + D;3) только по роликам для косозубых зубчатых колес с внешними зубьями при нечетномчисле зубьев и только по шарикам для косозубых колес с внутренними зубьями при β > 45° (приусловии, что dD ± D/cos βD ≥ da)dDλ222  90M=+  ± D,λ + 4tg β D cos 2tg β D2 zгде tgβD = (cosαt tgβ)/cosαD;λ – определятся по графику на рис.3.1.8.39Рис.3.1.8.4) для прямозубых колес с внутренними зубьями при четном числе зубьевM = dD - D;5) для прямозубых колес с внутренними зубьями при нечетном числе зубьевМ = dD cos(90º/z) - D;6) только по шарикам для косозубых колес с внутренними зубьями при четном числе зубь-евM = dD - D;7) только по шарикам для косозубых колес с внутренними зубьями при нечетном числезубьевМ = dD cos(90º/z) - D.Размер М при внутренних зубьях должен быть меньше, чем dD - D; в свою очередь, требуется соблюдение условия dD + D < df.Для определения значения М при α = 20° диаметр роликов и шариков принимают:•для внешних зубьев D ≈ 1,7m;•для внутренних зубьев D ≈ 1,5m.Стандартные значения диаметров роликов D (мм) по ГОСТ 2475—52 для контроля разме-ров зубьев при т ≥ 0,15 мм:0,200; 0,343; 0,402; 0,433; 0,511; 0,6; 0,724; 0,796; 0,866; 1,003; 1,302; 1,441; 1,553; 1,591; 1,732;1,833; 2,020; 2,071; 2,217; 2,311; 2,595; 2,865; 3,106; 3,177; 3,287; 3,310; 3,468; 3,580; 3,666; 4,091;4,141; 4,211; 4,400; 4,773; 5,175; 5,493; 6,212; 6,585; 8,282; 8,767; 10,353; 10,950; 12,423; 13,133;16,555; 17,352; 20,706; 21,863; 24,287; 26,231.40Стандартные значения диаметров шариков D (мм) по ГОСТ 3722—60 для контроля размеров зубьев при т ≥ 0,8 мм:1,300; 1,588; 2,000; 2,381; 2,500; 3,000; 3,175; 3500; 3,969; 4,000; 4,500; 4,763; 5,000; 5,159; 5,500;5,556; 5,953; 6,000; 6,350; 6,500; 7,000; 7,144; 7,541; 7,938; 8,000; 8,731; 9,000; 9,525; 9,922; 10,000;10,319; 11,000; 11,113; 11,509; 11,906; 12,000.

12,700; 13,494; 14,000; 14,288; 15,000; 15,081; 15,875;16,000; 16,659; 17,000; 17,463; 18,256; 19,000; 19,050; 19,844; 20,638; 22,225; 23,019; 23.813; 25,400.Диаметр окружности, проходящей через центры роликов (шариков)dD =d cos α t,cos α Dгде угол профиля по окружности dD, проходящей через центр ролика (шарика) вычисляют поформулеinvα D = invα t ±D0,5π − 2 xtgα∓,zm cos αzгде верхние знаки относятся к внешнему зацеплению, а нижние к внутреннему.3.1.7. Модификация профиля головки зуба.Для улучшения работоспособности тяжело нагруженных и высокоскоростных цилиндрических зубчатых передач с внешним зацеплением рекомендуется применять исходный контур с модификацией профиля головки зуба (рис.3.1.9), при этом для m > 1 линия модификации прямая, при0,1 < m < 1 модификацию рекомендуется выполнять в форме закругления.Рис.3.1.9.Рис.3.1.10.Рекомендованные параметры модификации, соответствующие стандартным исходным контурам, приведены в табл.3.1.6.

При m > 1 величину ∆* рекомендуется выбирать в зависимости отмодуля и степени точности передачи в соответствии с рис.3.1.10 [6].Таблица 3.1.6. Рекомендуемые параметры модификации [6]Численное значениеПараметрУсловное обозначениеm≥10,1≤m< 1Коэффициент высоту модификацииhg*≤0,45≤0,5*Коэффициент глубины модификации∆≤0,02≤0,02*Примечание. При т > 1 величину ∆ рекомендуется выбирать в зависимости от модуля и степениточности передачи по рис.

3.1.10.41Модификация головок зубьев приводит к снижению коэффициента перекрытия до величины εαМ < εα. Зубчатые колеса изготавливают без модификации профиля головки зуба, если в результате модификации головки величина εαМ (определяемая участками главных профилей) окажется меньше 1,1 при β = 0 и меньше 1,0 при β ≠ 0. Расчет значения коэффициента торцевого перекрытия цилиндрической зубчатой передачи в случае модификации головок зубьев εαМ подробнорассмотрен в [6].3.2. Выбор материала и термообработки зубчатых колес.Основным материалом для изготовления зубчатых колес служат легированная или углеродистая сталь.

Для зубчатых колес слабонагруженных или для кинематических передач используются пластмассы. Для увеличения несущей способности стальные зубчатые колеса подвергаютсяразличным видам термической и химической обработки.В зависимости от твердости рабочих поверхностей зубьев после термообработки зубчатыеколеса можно разделить на две группы:•с твердостью меньшей 350НВ, прошедшие нормализацию или улучшение;•с твердостью больше 350НВ, получаемые путем объемной закалки, цементации, нитроцементации, цианирования или азотирования.Поверхности нормализованных и улучшенных зубьев хорошо прирабатывается, в результа-те чего погрешности, допущенные при нарезании зубьев и сборке передачи, частично устраняютсяв процессе приработки.К недостаткам улучшенных и нормализованных зубчатых колес относится, главным образом, их сравнительно низкая несущая способность, поэтому для обеспечения требуемой прочностиприходится проектировать их относительно больших размеров.Зубчатые колеса с твердостью поверхностей зубьев свыше 350НВ применят в высоконагруженных зубчатых передачах, что позволяет значительно уменьшить их габариты.

Зубья такихколес, обычно, после закалки шлифуют, что необходимо для устранения неточностей, обусловленных короблением, возникающим после закалки.Объемно-закаленные зубчатые колеса в связи со значительным короблением зубьев послетермообработки обладают повышенной чувствительностью к концентрации напряжений и пониженной ударной вязкостью. Такой вид термообработки в машиностроении применяют ограниченно.Среди современных упрочняющих технологий, обеспечивающих требуемые эксплуатационные характеристики зубчатых колес, в настоящее время центральное место принадлежит химико-термической обработке.Химико-термическая обработка представляет собой совокупность процессов теплового ихимического воздействий, направленных на изменение химического состава и структуры поверх42ностного слоя зубьев колес для повышения их эксплуатационных свойств.

Во время химикотермической обработки зубчатые колеса помещают в нагретую до высоких температур химическиактивную среду, в которой происходит диффузионное насыщение их поверхности одним или несколькими химическими элементами. В результате поверхностного легирования в сочетании спредварительной или последующей термической обработкой формируются слои, обладающие высокими механическими свойствами.Существует несколько способов химико-термической обработки сталей. Для эффективногоупрочнения поверхности зубьев колес используют цементацию, высокотемпературную нитроцементацию и азотирование.Цементацию - процесс диффузионного насыщения поверхности углеродом - проводят привысокой температуре (930-950°С) и сочетают с последующей закалкой и низким отпуском.

Толщину науглероженного слоя можно регулировать в широких пределах (0,5 - 2,0 мм и более), чтоявляется важным преимуществом цементации перед азотированием. Цементацию используют припроизводстве тяжело нагруженных зубчатых колес.Цементации подвергают низкоуглеродистые, теплостойкие стали, которые слабо упрочняются при закалке. В результате, приобретая твердую поверхность (60 - 64 НRС), детали сохраняютвязкую (при твердости 38 - 43 НRС) сердцевину, устойчивую к ударным нагрузкам. Недостатокцементации - значительные деформация и коробление деталей.

Для их устранения требуется шлифование, при котором удаляется наиболее твердая и несущая часть слоя и увеличивается трудоемкость изготовления зубчатых колес.Свойства цементированных деталей зависят от структуры и свойств их сердцевины и в значительной степени от насыщенности углеродом поверхностного слоя. Эксплуатационные свойствадеталей возрастают по мере увеличения прочности и твердости сердцевины.Главная задача цементации - обеспечение необходимой насыщенности поверхностногослоя углеродом и, как следствие, высокого сопротивления контактным нагрузкам и силам тренияпри минимальных производственных затратах и времени обработки.Нитроцементация - процесс совместного диффузионного насыщения поверхности металлауглеродом и азотом.

Она выполняется при температуре 830 - 900°С в среде науглероживающегогаза и аммиака. Этот процесс аналогичен цементации и проводится на том же оборудовании. Егошироко используют вместо цементации для зубчатых колес, по условиям работы которых, толщина упрочненного слоя может быть ограничена 1 мм.Основное применение нитроцементация получила в условиях массового производства. После нитроцементации, как правило, следует непосредственная закалка.Насыщение поверхности металла углеродом и азотом повышает качество поверхностногослоя. Присутствие азота повышает твердость, износостойкость, теплостойкость, циклическую43прочность, контактную выносливость. К технологическим преимуществам нитроцементации относятся:1) значительное уменьшение деформации и коробления деталей;2) сокращение времени технологического цикла примерно на 50%.В силу отмеченных преимуществ на автомобильных предприятиях газовая нитроцементация - основной процесс химико-термической обработки.

На АВТОВАЗе примерно 95% деталей,упрочняемых химико-термической обработкой, подвергают нитроцементации.Азотирование относится к низкотемпературному процессу диффузионного насыщения, выполняемому при 500-580°С. Важная особенность азотирования состоит в том, что формированиевысокой твердости поверхностного слоя происходит в процессе диффузионного насыщения безпоследующих фазовых превращений, как это имеет место при цементации и нитроцементации.Следствием этой особенности являются малые значения деформаций и коробления обрабатываемых деталей, что дает возможность во многих случаях избежать последующего шлифования иснизить трудоемкость обработки.