Рекомендуемые для силовых зубчатых колес (цилиндрических и конических) марки стали и методы упрочнения

 

Характеристика зубчатых колес				Марка стали	Метод упрочнения
группы колес	степень точности	наибольший наружный диаметр не более, мм	модуль, мм
Особонапряженные: переключаемые и непереключаемые	5¸6 5¸7 5¸7 7¸8	300 600 600 300	1,5 до 4 1,5 до 6 1,5 до 6 1,5 до 4	25ХГМ 12ХН3А 12ХН3А 25ХГТ	Нитроцементация Цементация Цементация Нитроцементация
Средненапряженные: переключаемые и непереключаемые   непереключаемые	7¸8 5¸7 6¸7 6¸7	300 600 600 600	1,5 до 6 1,5 до 6 3,5 до 10 1 до 6	25ХГТ 20Х, 12ХН3А 40Х 40ХФА	Нитроцементация Цементация Закалка по контуру Азотирование
Малонагруженные: переключаемые и непереключаемые   непереключаемые	6¸7     7¸8	300     600	1 до 6     6 до 10	40Х, АЦ40Х     40Х, АЦ40Х	Закалка с индукционным нагревом   Улучшение (закалка, высокий отпуск)

 

При проектировочном расчете в зависимости от величины крутящего момента определяют средний диаметр условно гладкого вала. Затем по конструктивным соображениям назначают диаметры посадочных поверхностей вала. Разность диаметров ступеней желательно делать наименьшими. Длина посадочных мест и ступеней определяется длиной ступиц сопряженных деталей (шестерни) и шириной колец подшипников. Концы валов выполняют по ГОСТу.

Основными критериями работоспособности валов являются прочность, жесткость и виброустойчивость.

Предварительно диаметры валов при эскизном проектировании определяют из условия допустимого напряжения при кручении МПа:

 

,

 

где N – мощность, передаваемая валом, кВт; n _р – расчетная частота вращения, мин^-1.

При переменном режиме работы расчет ведется по допустимому углу закручивания  на 1 м длины вала

 

.

 

Значение  на 1 м длины вала.

Тогда .

Все валы, применяющиеся в конструкциях металлорежущих станков, условно разделены на четыре группы. К первой группе отнесены малонагруженные медленно вращающиеся валы, размеры которых определяются требованиями обеспечения достаточной жесткости. Ко второй группе – валы, работающие в условиях повышенных нагрузок при изгибе и кручении. К третьей группе – валы, работоспособность которых определяется высокой прочностью и износостойкостью шлицев. К четвертой группе – валы, работоспособность которых определяется усталостной прочностью при изгибе и кручении в сочетании с требованиями повышенных сопротивления смятию и износостойкости поверхности [13].

 

Таблица 6.7

 

Требования к твердости валов и рекомендуемые марки стали и методы упрочнения

 

Группа	Требования к твердости	Диаметр вала, мм	Марка стали	Метод упрочнения
1	2	3	4	5
I	Не регламентируются	Без ограничения	45	Упрочняющей термической обработки не требуется
II	HB 229¸265 ~	до 20 св. 20 до 80 св. 80 до 120 св. 120 до 200	45 40Х 40ХГТР 50ХН	Объемная закалка с высоким отпуском

Окончание табл. 6.7

1	2	3	4	5
	HRC 32¸38 ~	до 30 св. 30 до 100	40Х 40ХГТР	Объемная закалка со средним отпуском
III	HRC46¸52		45	Закалка с индукционным нагревом
IV	HRC46¸52	до 20 св. 20 до 60 св. 60 до 120	45 40Х 40ХГТР	Объемная закалка с высоким отпуском с последующей поверхностной закалкой при индукционном нагреве