Материалы зубчатых колёс
Материалы зубчатых колёс.
Важнейшими критериями при выборе материалов являются масса и габариты передачи.
Стали: масса и габариты тем меньше, чем выше твёрдость рабочих поверхностей зубьев, которая зависит от марки стали и термической обработки.
Термообработку улучшение проводят до нарезания зубьев.
Улучшенные стали: 40, 45, 50Г, 40Х, 45Х, 45ХН и др.
Твёрдость сердцевины зуба и его рабочей поверхности для улучшенных колёс одинаковая и составляет 235…302 HB. Зубья колёс из улучшенных сталей хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению, но имеют ограниченную нагрузочную способность.
Закалке подвергаются стали с содержанием углерода больше 0,3%.
Закалка – нагрев до критической температуры с последующим быстрым охлаждением. Структура стали – мартенсит – мелкозернистая, обладает высокой твёрдостью.
Для охлаждения используют воду, водные растворы щелочей и солей, а также масло.
Рекомендуемые материалы
Вода приводит к появлению дефектов в виде закалочных трещин.
Масло должно находиться при температуре 
. Если температура выше 
, то масло начинает гореть.
Для снятия внутренних напряжений применяют термообработку, называемую отпуском. Существуют три вида отпуска:
· Низкий отпуск – происходит нагрев до 
; при этом снижаются внутренние напряжения, твёрдость не меняется, структура – мартенсит.
· Средний отпуск – нагрев до 
. Этот отпуска применяется для пружин, рессоров и т.д. Твёрдость 40…50 HRC. Структура – троостит.
· Высокий отпуск – нагрев до 
. Высокий отпуск вместе с закалкой называется улучшение. При этом практически полностью снимаются внутренние напряжения, но понижается твёрдость – 280…350 HB.
Обработка стали холодом. Некоторые легированные стали характеризуются тем, что мартенсит образуется при низких температурах. Закалку проводят в керосине, охлаждённом твёрдой углекислотой до 
.
Поверхностная закалка с индукционным нагревом ТВЧ целесообразна для колёс с модулем больше 2 мм. При малых модулях мелкий зуб прокаливается насквозь ,что приводит к короблению и делает зуб хрупким. Применяют стали 45, 40Х, 40ХН, 35ХН. Твёрдость 45…53 HRC. Сердцевина улучшенная.
Цементация – поверхностное насыщение углеродом с последующей закалкой. Стали 20Х, 12ХН3А, 18ХГТ. Твёрдость 56…63 HRC. Нецементируемые поверхности покрывают медью.
Азотирование – насыщение поверхности зубьев азотом – обеспечивает особо высокую твёрдость поверхности зубьев без последующей закалки. Оно сопровождается малым короблением и позволяет получать зубья высокой точности без последующих доводочных операций. Стали для азотирования: 38Х2МЮА, 40ХНМА. Твёрдость 58…65 HRC. Процесс азотирования высокотоксичен из-за появления в атмосфере аммиака.
Информация в лекции "4 Законодательство, регулирующее предпринимательскую деятельность" поможет Вам.
Зубья с твёрдостью больше 45 HRC нарезают до термообработки.
При назначении твёрдости следует иметь в виду, что большей твёрдости соответствует более сложная технология изготовления зубчатых колёс.
Кроме стали, для изготовления зубчатых колёс используются:
· Чугуны – применяют для тихоходных крупногабаритных и открытых (без корпуса) передач, которые имеют большие размеры и могут работать при скудной смазке.
Разновидностью чугунов является серый чугун СЧ20…СЧ35
· Пластмассы – применяют для слабонагруженных передач, которые работают бесшумно и плавно. Широко используются текстолит, капролон, полиформальдегид, фенолон.
