Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 60
Текст из файла (страница 60)
13.2 121. руются ббльшими допустимыми значениями удельных нагрузок при передаче крутящих моментов. Детали, работающие в условиях контактных нагрузок. В таких условиях работают многие детали станков. При этом может иметь место чистое качение (подшипники и направляющие качения) или качение со скольжением (зубчатые передачи, кулачковые пары). В связи с тем, что при работе возникают большие местные напряжения, к прочностным характеристикам материала деталей предъявляются высокие требования. Зубчатые передачи изготовляют из различных материалов. Зубчатые колеса малоответственных передач (небольшне сила и скорость) выполняют из серых чугунов — СЧ 18, СЧ 20, СЧ 21, СЧ 24, СЧ 25, СЧ 28.
Малонагруженные зубчатые колеса небольших и средних размеров изготовляют из стали 40Х при твердости 229 — 285 НВ для с((50 мм н 217 — 269 НВ для 50(г((100 мм. При средней окружной скорости и ударных нагрузках также используют сталь 40Х (48— 56 НКС,) при отсутствии на детали острых кромок и других концентраторов напряжения. Детали передач, работающих с высокими скоростями и нагрузками, изготовляют из цементуемых сталей: 20Х (56 — 62 НКС,); 12ХНЗА (56 — 62 НКС.), 18ХГТ (56 — 62 НКС,), а также из закаливаемых или азотируемых сталей; стали 45 (49 — 53 НКС,); 40Х (49 — 53 НКС,); 65Г (для крупных зубчатых колес); УВА; 40ХФА (520 — 580 НУ, НКС, 49 — 53); 40ХМФА (560 — 620 НЧ, 52 — 55 НКС,); 30ХЗМВФ (700— 760 НЧ, 59 — 62 НКС,); 50ХГ (49 — 53 НКС,), 50 ХН (51 — 57 НКС,), 40Х13 (53 — 55 НКС„коррозионная стойкость в атмосфере) и др.
Зубчатые колеса из перечисленных сталей подвергают различным видам и режимам термической и химико-термической обработки в зависимости от передаваемых сил и динамических нагрузок при высоких окружных скоростях. Широко применяют закалку с нагревом ТВЧ, цементацию с последующей закалкой и отпуском (например, для стали 20Х), азотирование (40ХФА). Для изготовления зубчатых колес средних размерове, работающих при больших нагрузках и высоких скоростях**, при наличии ударных нагрузок применяют также цементируемую сталь 20ХН, при этом получают высокую поверхностную твердость зубьев (57 — 63 НКС,), а их сердцевина имеет твердость 240 — 280 НВ и обладает повышенной вязкостью и прочностью. По данным Московского станкостроительного завода «Красный пролетарий», сталь 12ХНЗА для колес с наружным диаметром до 300 мм, с модулем 1,5 — 4 мм, 6 — 8-й степени точности рекомендуется заменять сталью 25ХГМ с нитроцементацией и закалкой (56— 60 НКС,).
При небольших нагрузках и для передач, работающих с ограниченным смазыванием, применяют бронзу БрА)К9-4, которая обладает высокими механическими свойствами, антифрикционностью, коррозионной стойкостью. При небольших нагрузках зубчатые передачи могут быть изготовлены нз пластмасс — текстолита, древесно-слоистых пластиков. Зубчатые колеса несиловых передач„например для механизмов управле- е Зубчатые колеса с пг=1 ...
б мм. '* Зубчатые передачи считают быстроходными при окружной скорости свыше 18 м/с и тяжелонагруженными — при передаче мощности свыше 20 кВт. 288 кия, можно изготовлять из полиамидов — капрона, капронолактана, нейлона. Перечисленные неметаллические материалы обеспечивают плавность и бесшумность работы, но непригодны для кннематических цепей с точным передаточным отношением (например, в делительных цепях станков) и для силовых передач.
Направляющие качения представляют собой тела качения (ролики нлн шарики от подшипников качения), сопряженные с термически обработанными стальными накладными планками из цементуемых сталей типа 20Х (ГОСТ 4543 — 71) с последующей закалкой и низким отпуском (до 59 — 63 НКС,) и 18ХГТ-61 НКС, при глубине закаленного после обработки слоя не меньше 0,8 — 1 мм. Накладные направляющие рекомендуется изготовлять также из стали ШХ9 при толщине планки до !2 мм, ШХ15 — до 20 мм, 9ХС— до 40 мм, ХВà — до 50 мм.
Термическая обработка — объемная закалка. Планки направляющих качения, работающих при малых и средних нагрузках, изготовляют из серых чугунов СЧ 20, СЧ 30 и низколегированных чугунов с 220 — 230 НВ. В отдельных случаях для лучшего восприятия ударных нагрузок и повышения стойкости к коррозии тела качения (шарики, ролики) выполняют из высокопрочных пластмасс. Применение пластмассы для изготовления направляющих качения может повысить виброустойчивость столов шлифовальных и других быстроходных станков. Материал ходовых винтов и гаек в парах качения должен обладать высокой износостойкостью (поверхностной прочностью), а поверхность качения винта и гайки — достаточно высокой и равномерной твердостью (58 — 60 НКС,; неоднородность по твердости должна быть не более 3 НКС,). Для изготовления винтов и гаек применяют легированные стали ШХ6, ШХ9, ШХ15СГ; цементуемые стали 18ХГТ и 12ХНЗА (для гаек — реже), 12Х2Н4А, 20Х2Н4А; азотируемые стали 38Х2МЮА, ЗОХГСА.
Винты изготовляют также из азотируемой стали ЗОХЗВА, иногда — из сталей 35Х, 4ОХ и инструментальной стали ХВГ с объем~ной закалкой. Стали ШХ15 и ХВГ используют и для изготовления гаек. Шарики выполняют из шарикоподшипниковых сталей. К кулачковым механизмам, предназначенныи для перемещения рабочих органов станка по заданному закону движения, предъявляются требования высокой контактной прочности и износостойкости. В связи с тем, что хулачки работают прн ударных нагрузках на изнашивание и имеет место качение с проскальзыванием, их поверхность долж~на обладать высокой твердостью, а сердцевина оставаться вязкой. При небольших контактных нагрузках для изготовления кулачков допустимо применение высокопрочного чугуна или сталей 45 и 4ОХ с последующей закалкой рабочих поверхностей с нагревом ТВЧ и отпуском до 50 — 56 НКС, глубина закаленного слоя 1,0 — 1,8 мм.
Для кулачков небольших размеров применяют сталь У8А, твердость поверхности до 58 — 62 НКС,. Высокой износостойкостью и долговечностью обладают кулачки из серых чугунов, модифицированных лигатурами, которые содержат редкоземельные элементы и иттрий. Долговечность кулачковых механизмов, работающих при контактных напряжениях до 600 МПа, повышается в этом случае в 3 — 4 раза. В более ответственных случаях целесообразно применение малоуглеродистых сталей 15, 20Х нли 20ХГС с цементацией на глубину не менее 0,8 — 1,0 мм, закалкой и низким отпуском до твердости 58 — 63 НКС,.
289 При особенно высоких требованиях к износостойкости кулачки изготовляют из азотируемых сталей, твердость которых после обработки 720 — 900 НЧ (62 — 67 НКС,), а также из стали ШХ15 с последующей объемной закалкой в масле и низким отпуском до 62 — 64 НКС.. Кулачки изготовляют также из азотируемой стали 40ХФА, глубина упрочненного слоя не ниже 0,35 мм, твердость 520 †5 НЧ (51— 53 НКС.). Ролики толкателей чаще всего выполняют из стали 20Х с цементацией, закалкой и низким отпуском до 57 — 64 НЕС, и из стали ШХ15 с последующей закалкой и отпуском. Для кулачков-копиров и некоторых дисковых кулачков в ряде случаев применяют толкатели, работающие в условиях трения скольжения. В этих случаях сухари толкателей выполняют из высокопрочных материалов или армируют твердым сплавом.
Малоответствеиные и малоиагружеиные детали. К ним относятся детали, не несущие больших нагрузок, — оси, валики, рукоятки, маховички, тяти, механизмов управления, детали арматуры. Их изготовляют из углеродистых сталей обыкновенного качества (СтЗ, Ст5). Для изготовленяи крышек, кожухов и подобных деталей применяют серый чугун СЧ 12 и сталь СтЗ. Из автоматной стали А12 выполняют метизы, валики; из стали 35 и пластмасс (например, пресс-порошка К!8-2) — маховички, ручки; из гетинакса — шестерни, шайбы, шкивы.
Для изготовления крышек, кожухов, маховичков применяют также армированные пластики на базе эпоксидных или полиэфирных смол с основой из стеклотканей или стекловолокна. К деталям арматуры часто предъявляется требование коррозионной стойкости. Поэтому трубки гидрооистем и систем смазывания изготовляют из цветных металлов и сплавов (медь, латунь) и пластмасс (полиамиды, полиэтилен и др.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
