Материалы валов и осей. Требованиям работоспособности валов и осей наиболее полно удовлетворяют углеродистые и легированные стали, а в ряде случаев — высокопрочные чугуны. Выбор материала, термической и химико-термической обработки определяется конструкцией вала и опор, техническими условиями на изделие и условиями его эксплуатации. Для большинства валов применяют термически обработанные стали 45 и 40Х, а для ответственных конструкций — сталь 40ХН, ЗОХГТ и др. Валы из этих сталей подвергают улучшению или поверхностной закалке ТВЧ. Быстроходные валы, вращающиеся в подшипниках скольжения, требуют высокой твердости цапф, поэтому их изготовляют из цементируемых сталей 20Х, 12Х2Н4А, 18ХГТ или азотируемых сталей типа 38Х2МЮА и др. Наибольшую износостойкость имеют хромированные валы. Обычно валы подвергают токарной обработке с последующим шлифованием посадочных поверхностей и цапф. Иногда посадочные поверхности и галтели полируют или упрочняют поверхностным наклепом (обработка шариками или роликами).
Расчет зубчатой закрытой передачи производится в два этапа: первый расчет—проектный, второй–проверочный. Проектный выполняется по допускаемым контактным напряжениям с целью определения геометрических параметров редукторной пары. В процессе проектного расчета задаются целым рядом табличных величин и коэффициентов; результаты некоторых расчетных величин округляют до целых или стандартных значений; в поиске оптимальных решений приходится неоднократно делать пересчеты. Поэтому после окончательного определения параметров зацепления выполняют проверочный расчет. Он должен подтвердить правильность выбора табличных величин, коэффициентов и полученных результатов в проектном расчете, а также определить соотношения между расчетными и допускаемыми напряжениями изгибной и контактной выносливости. При неудовлетворительных результатах проверочного расчета нужно изменить параметры передачи и повторить проверку. Проектный и проверочный расчеты нельзя рассматривать как простую арифметическую задачу, сводящуюся к подстановке в определенную формулу тех или иных исходных данных. Для решения этой задачи требуется ее всесторонний анализ, учет специфических факторов работы всего машинного агрегата, а также отдельных деталей и узлов агрегата.
Так, при всем конструктивном разнообразии общепромышленных редукторов они мало различаются по технико-экономическим характеристикам и для них типичны средние требования к техническому уровню, критерием которого является отношение массы редуктора m, кг, к моменту Т2, Нм, на тихоходном валу.
В эскизном проектировании предварительно можно принять
кг/(Нм).
Это дает возможность ориентировочно прогнозировать значение главного параметра редуктора (aw—межосевое расстояние для цилиндрической и червячной передач, de2—внешний делительный диаметр колеса для конической передачи), который и определит его нагрузочную способность, массу, габариты и технологические особенности изготовления.
При проектном расчете главного параметра на контактную прочность желательно получить его величину в предполагаемом диапазоне, что обеспечит достаточный критерий технического уровня редуктора γ. Для достижения этого можно при необходимости варьировать средней твердостью НВср материала колеса с менее прочным зубом, так как установлено, что существует статистическая зависимость γ НВср= const. При небольших значениях момента T2 возможно получить низкий критерий технического уровня γ >0,2.
Порядок расчета передач с прямыми и непрямыми зубьями одинаковый, поэтому в приводимой методике расчета закрытых передач с непрямыми зубьями в отдельных пунктах указывают особенности расчета открытых—с прямыми зубьями.
Рисунок 4
Рисунок 5
Конические зубчатые передачи предназначены для передачи вращательного движения между пересекающимися и перекрещивающимися осями.
Конические шестерни с прямым зубом применяют для передачи небольших и постоянных радиальных и осевых нагрузках при относительно не высоких окружных скоростях.
Mодуль: 0,3-30
Диаметр: до 1600 мм.
Конические шестерни с круговыми (спиральными) зубьями применяют для высоконагруженных и быстроходных передач.
Основными преимуществами конических передач с круговым зубом по сравнению с прямозубыми коническими передачами являются высокая нагрузочная способность за счёт зацепления не менее двух зубьев, плавность зацепления, малая чувствительность к погрешностям монтажа и низкий уровень шума.
Конические колёса с круговыми зубьями широко применяют в ответственных и быстроходных передачах в станкостроении, автомобилестроении, тракторостроении, в авиации и других отраслях промышленности.
Mодуль: 1-16
Диаметр: до 800 мм.
Межосевой угол: 5-90 гр.
Угол спирали: 0-45 гр.