Визначення обертового моменту і частот обертання на всіх валах привода

Тихохідний вал:

.

Проміжний вал:

.

Швидкохідний вал:

.

Вал двигуна:

.

Частота обертання вала повинна співпадати з частотою обертання електродвигуна, що вибраний за таблицею 15.

Вибір матеріалу шестірні та колеса. Основним матеріалом для виготовлення зубчатих коліс силових передач є термооброблена сталь. В залежності від твердості робочих поверхонь зубців після термообробки зубчаті колеса можна умовно поділити на дві групи:

а) з твердістю - нормалізовані, поліпшені;

б) з твердістю - об’ємно і поверхнево загартовані, цементовані, нітроцементовані, ціановані, азотовані.

При розрахунку на контактну витривалість зубчатої пари з колесом, що має твердість , середню твердість робочої поверхні зубців шестірні для прискорення припрацювання, вирівнювання довговічності і підвищення опору заїданню слід назначати:

для зубчатих коліс з прямими зубцями

або

Для косозубих коліс твердість робочих поверхонь зубців шестірні бажана якнайбільш можлива. Чим більша , тим більша тримкість передачі за критерієм контактної витривалості. Проте, призначаючи твердість матеріалу зубчатих коліс, слід пам’ятати, що чим вища твердість, тим вища тримкість, але з ростом твердості ускладнюється технологія їх виготовлення. Для зубчатих передач з твердими ( і ) робочими поверхнями зубців обох зубчатих коліс забезпечувати різницю твердості зубців шестірні та колеса не вимагається.

Характеристики механічних властивостей сталей, що застосовуються для виробництва зубчатих коліс при різній термообробці, наводиться в таблиці 19.

Марка сталі	ГОСТ	Стан або термообробка	Товщина або діаметр, мм	Твердість	Границя міцності або тимчасовий опір , МПа	Границя плинності , МПа
поверхні	серцевини
Ст 3	380-71*	Гарячекатана	-	-	-	370...470	200...240
Ст 5	380-71*	Гарячекатана	-	-	-	500...640	260...290
А 12	1414-75*	Гарячекатана Ц.З.В. 160...200°С	- До 20	(160)	- -		-
	1050-74*	Нормалізація Ц.З.В. 160...200°С	До 100 До 50	(123...167) 56...60	- 143...170	-	≥220 -
	1050-74**	Нормалізація З.В. 475°С	До 100 До 16	(156...197) 21...33	156...179 -	≥540 ≥1000	≥280 ≥900
	1050-74**	Нормалізація З.В. 500°С	До 100 До 20	(167...229) -	- 229...256	820...920	640...730
58(54ПП)	ТУ1421-1324-75	Нормалізація Пов.З.В. 170°С	До 80 15...30	- 58...61	- (20...30)	-	-
65 Г	14959-79	Нормалізація З.В. 550...580°С	До 80 До 60	- -	- (26...33)
20 Х	4543-71*	Нормалізація Ц.З.В. 180...200°С	До 100 До 60	(179) 56...60	- -
18 ХГТ	4543-71*	Ц.З.В. 200°С Ц.З.В. 180°С	Зразки До 60	- 58...62	- ≥241
25 ХГТ	4543-71*	Ц.З.В. 180°С Ц.З.В. 190°С	Зразки До 40	- 58...63	- (30...45)	-	-
12 ХНЗА	4543-71*	З.З.В. 180°С Ц.В.З.В. 170...200°С	До 100	58...62 56...62			-
20ХНЗ	4543-71*	З.В. 500°С Ц.З.В. 200°С		- 58...62	- (28)

Таблиця 19 – характеристики механічних властивостей сталей

Продовження табл.19

20ХН2М	4543-71*	Ц.З.В. 200°С Ц.З.В. 210°С	До 15 30...60	- 58...62	- 250...320
25ХГМ	4543-71*	Н.З.В. 200°С Ц.З.В. 190°С	Зразки 40...75	- 58...61	- (≥25)	-	-
40Х	4543-71*	Нормалізація З.В. 500°С З.В. 180...200°С	До 100 До 20	174...217 - -	- - (≥46)
40ХФА	4543-71*	З.В. 560...620°С З.В. 200...230°С	До 100 До 40	- 40...50	(≥40)
30ХГСА	4543-71*	З.В. 600...650°С З.В. 200...240°С З. СВЧ. В. 210°С	До 100 До 30 До 100	- 44...52 ≥48	248...293 (≥44) -	-	-
40ХН	4543-71*	Нормалізація З.В. 600...650°С З.В. 160...170°С З.В. 180...220°С	До 700 До 40 До 500	- - ≥46 48...54	- - - -	-	-
40ХГТР	4543-71*	З.В. 550°С З.В. 180...220°С	До 60	- 46...52	- (≥40)
40ХН2МА	4543-71*	З.В. 620°С З.В. 180...210°С З.СВЧ.В. 180...210°С	До 40 До 800	- 48...54 52...58	- (≥46) -	-	-
38Х2МЮА	4543-71*	З.В. 620°С Азотування	не обмеж.	- HV580...1000	- -	-	-
ШХ15	801-78*	Відпал ізотермічний З.В. 160...200°С	не обмеж. До 15	- 58...62	179...207 (53...62)	600...750 -	380...420 -
ШХ15СГ	-	Відпал ізотермічний Загарт. ізотермічне	До 40 До 60	- 58...62	179...217 (56...60)	600...750 -	380...420 -

* Яким відповідають механічні характеристики

** Не менше (або границі)

Примітки до табл. 19: 1. Позначення термообробки: Ц - цементація; Н - нормалізація; З - загартовування (загартування); В - відпуск із зазначенням температури, ºС.

2. Границі витривалості сталей (медіанні значення, одержанні на зразках) при симетричному знакозмінному циклі згину і крученні .

Термічно покращуючи і гартуючи одну й ту ж марку сталі, в залежності від температурного режиму відпуску, можна одержати різні механічні властивості її. Одержання потрібних механічних властивостей залежить не тільки від температурного режиму обробки, але й від наведених в таблиці 19 найбільших розмірів (товщини чи діаметра) заготованки.

При поверхневій термічній обробці зубців механічні характеристики серцевини зубця визначаються попередньою термічною обробкою – покращенням. Виняток становлять зубці з модулем , що загартовуються СВЧ. Вони прогартовуються наскрізно, що призводить до значного їх жолоблення і зниження ударної в’язкості. Поверхневе гартування зубців без обхвату западини, в порівнянні із зубцями, загартованими по всьому контуру, внаслідок залишкових напруг знижує циклічну згинальну міцність до 50%.

9. ПРОЕКТНИЙ РОЗРАХУНОК ЦИЛІНДРИЧНОЇ

ЗУБЧАТОЇ ПЕРЕДАЧІ

Для проектного розрахунку необхідно задати (або розрахувати!):

- вид передачі (прямозуба, косозуба, шевронна тощо);

- циклограму обертових моментів або назву типового навантаження;

- обертовий момент шестірні, тобто момент при нормально протікаючому процесі експлуатації, ;

- потрібний ресурс ;

- частоту обертання шестірні ;

- передатне число ;

- марку сталі шестірні та колеса;

- термообробку шестірні та колеса;

- твердість поверхні і серцевини зубців шестірні та колеса;

- границю плинності матеріалу шестірні та колеса , ;

- умови змащення (закрита чи відкрита передача).