Материалы зубчатых колес. Выбор материала зубчатых колес зависит от назначения передачи и условий ее работы.
В качестве материалов колес применяют стали, чугуны и пластмассы. Стали. Основными материалами для зубчатых колес служат термически обрабатываемые стали. В зависимости от твердости стальные зубчатые колеса делятся на две группы. П е р в а я г р у п п а - колеса с твердостью поверхностей зубьев Н 350 НВ. Применяются в слабо- и средненагруженных передачах. Материалами для колес этой группы служат углеродистые стали 35, 40, 45, 50, 50Г, легированные стали 40Х, 45Х, 40ХН и др. Термообработку улучшение производят до нарезания зубьев.
Колеса при твердости поверхностей зубьев Н 350 НВ хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению. Для равномерного изнашивания зубьев и лучшей их прираба-тываемости твердость шестерни прямозубой передачи должна быть на 25 50 НВ больше твердости колеса. Для косозубых передач твердость НВ рабочих поверхностей зубьев шестерни желательна возможно большая.
В т о р а я г р у п п а колеса с твердостью поверхностей Н 350 НВ При Н 350 НВ твердость материала измеряется по шкале Роквелла, 10 НВ 1 HRCЭ Высокая твердость рабочих поверхностей зубьев достигается объемной и поверхностной закалкой, цементацией, азотированием, цианированием. Эти виды термообработки позволяют в несколько раз повысить нагрузочную способность передачи по сравнению с улучшенными сталями. Зубья колес с твердостью поверхностей Н 350 НВ не прирабатываются.
Для неприрабатывающихся зубчатых передач обеспечивать разность твердостей зубьев шестерни и колеса не требуется. П о в е р х н о с т н а я з а к а л к а зубьев с нагревом токами высокой частоты т.в.ч. целесообразна для шестерен с модулем m 2 мм, работающих с улучшенными колесами, ввиду хорошей приработке зубьев. При малых модулях мелкий зуб прокаливается насквозь, что делает его хрупким и сопровождается короблением. Для закалки т.в.ч. используют стали 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ. Ц е м е н т а ц и ю применяют для колес, размеры которых должны быть минимальные авиация, транспорт и т.п Для цементации используют стали 20Х, 12ХН3А и др. А з о т и р о в а н и е обеспечивает особо высокую твердость поверхностных слоев зубьев.
Для передач, в которых отсутствует абразивное изнашивание зубьев, можно применять азотирование. Оно сопровождается малым короблением и позволяет получать зубья 7-й степени точности без отделочных операций. Для повышения прочности сердцевины зуба заготовку колеса подвергают улучшению. Для азотирования применяют стали 40ХНМА, 40Х2НМА, 38ХМЮА, 38Х2Ю. Колеса с твердостью Н 350 НВ нарезают до термообработки.
Отделку зубьев производят после тармообработки. Выбор марок сталей для зубчатых колес. Без термической обработки механические характеристики всех сталей близки, поэтому применение легированных сталей без термообработки недопустимо. Прокаливаемость сталей различа высоколегированных наибольшая, углеродистых наименьшая. Стали с плохой прокаливавемостью при больших сечениях заготовок нельзя термически обработать на высокую твердость.
Поэтому марку стали для зубчатых колес выбирают с учетом размеров их заготовок. Характеристики сталей зависят не только от химического состава и вида термообработки, но также и от предельных размеров заготовок диаметра заготовки шестерни или червяка Dnpeд и наибольшей толщины сечения заготовки колеса Sпред. Стальное литье. Применяют при изготовлении крупных зубчатых колес da 500 мм. Употребляют стали 35Л 55Л. Литые колеса подвергают нормализации.
Чугуны. Применяют при изготовлении зубчатых колес тихоходных открытых передач. Рекомендуются чугуны СЧ18 СЧ35. Зубья чугунных колес хорошо прирабатываются, но имеют пониженную прочность на изгиб. Пластмассы. Применяют в быстроходных слабонагруженных передачах для шестерен, работающих в паре с металлическими колесами. Зубчатые колеса из пластмасс отличаются бесшумностью и плавностью хода. Наиболее распространены текстолит, лигнофоль, капролон, полиформальдегид. 1.5.