Заедание зубьев
Местное молекулярное сцепление контактирующих поверхностей в условиях разрушения смазочной плёнки, которое происходит в следствии повышения контактных давлений.
Расчёты на заедание сводятся к проверке температуры в местах контакта и сравнении её с температурой вспышки масла ~100-1100С.
36. Расчётная нагрузка для зубчатых передач. Материалы зубчатых колёс.
При работе в зубчатых передачах возникают динамические нагрузки из-за ошибок изготовления и неравномерности распределения нагрузки вдоль контактной линии, в расчёте это учитывается.
F=KFном или T=KTном
При расчёте по контактным и изгибным напряжениям:
,
где
КНА, KFA – коэффициенты, учитывающие внешнюю динамику
КН, KF – коэффициенты, концентрирующие напряжение вдоль длины контактной линии
КНV, KFV (=1,05…1,5) – коэффициенты, учитывающие внутреннюю динамику (погрешность изготовления)
КН, KF (=1,02…1,1)– коэффициенты, распределяющие нагрузку между зубьями
Коэффициент концентрации нагрузки вдоль длины контактной линии.
Под нагрузкой зубья деформируются и контактируют по всей длине
К зависит от угла перекоса образующих зубьев и от податливости зубьев. Угол зависит от деформации валов, опор, от точности изготовления зубьев.
Если расположение колёс относительно опор симметричное К=1,05
Если расположение колёс относительно опор несимметричное К=1,1
Консольное расположение колёс относительно опор К=1,2
Коэффициент К рассчитывается по ГОСТ.
Коэффициент динамической нагрузки КV
Каждое зубчатое колесо в закреплении должно иметь шаг по основной окружности Pb1 и Pb2, которые из-за ошибок изготовления различны.
Если у шестерни шаг меньше, чем у колеса (Pb1<Pb2), то происходит кромочный удар. Если наоборот (Pb1>Pb2), тогда происходит срединный удар.
При ударе увеличивается сила в зацеплении. Динамическая сила:
Для приближённых расчётов значения KV приводятся в таблицах в зависимости от степени точности, твёрдости поверхности зубьев и окружной скорости.
Материалы зубчатых колёс
Стали – являются основным материалом для термически обрабатываемых колёс. В зависимости от твёрдости стальные зубчатые колёса делятся на 2 группы:
колёса с НВ 350
Материалы – Ст 30, 45, 50, 50Г, 40Х, 45Х, 40ХН
Термообработка – улучшение (закалка + высокий отпуск) производится до нарезания зубьев. Данные колёса хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению.
колёса с НВ > 350
Высокая твёрдость достигается объёмной и поверхностной закалкой, цементированием, азотированием, цианированием.
Цементация – 20Х, 12ХНЗА
Азотирование – 40ХНМА, 40Х2НМА
Колёса с НВ > 350 нарезаются до термообработки, а отделка зубьев (шлифование) производится после термообработки.
Стальное литьё
da > 500 (Сталь 35Л до 55Л)
Подвергается нормализации
Чугуны
Для тихоходных открытых передач (С418-36, С435-56)
Имеют пониженную прочность на изгиб.
Пластмассы
Для быстроходных малонагруженных шестерен, работают в паре с металлическими колёсами. Отличаются бесшумностью и плавностью работы.
Текстолит, капролон и др.