Марки стали для изготовления зубчатых колес.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Вопросы к практической работе

№ 8 «Расчет зубчатых колес редуктора».

Перечень вопросов:

- марка стали зубчатых колес, расшифровка состава стали (уже проходили);
- что такое твердость стали, методы измерения твердости, какие шкалы твердости бывают (уже проходили);
- какие виды термической обработки Вы знаете (уже проходили), какие виды термической обработки зубчатых колес Вы предлагаете и почему;
- что такое предел контактной выносливости при базовом числе циклов;
- выбор коэффициентов из таблиц проводится с использованием метода интерполяции (проходили еще в школе), (расчет обязательно приводится);
- что такое НОРМАЛЬНЫЙ модуль;
- что такое угол наклона зубьев и в каких пределах он может изменяться;
- сколько сил действует в зацеплении зубчатых колес и как они называются;
- что такое угол зацепления и чему он равен (ТММ);
- что такое эквивалентное зубчатое колесо;
- на что рассчитывают зубья колес редуктора при проектном расчете и проверочном расчете.

Твердость стали. Методы измерения твердости.

    Твёрдость — свойство материала сопротивляться внедрению более твёрдого тела — индентора. Твердость материала – это стойкость к разрушению при внедрении во внешний слой более твердого материала. Другими словами, способность к сопротивлению деформирующим усилиям (упругой или пластической деформации).

    Методов измерения твердости очень много. Мы рассмотрим всего три метода:

    Метод Бринелля — твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому твердосплавным шариком, вдавливаемым в поверхность. Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HBW.

    Метод Роквелла — твёрдость определяется по относительной глубине вдавливания стального, твердосплавного шарика или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала. Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HRA, HRB, HRC и т. д.  Всего существует 54 шкалы измерения твердости по Роквеллу. Например, в этом методе задействованы несколько шкал, имеющих следующие обозначения: A; B; C; D; E; F; G; H; K; N; T. Самой распространённой является шкала С (нагрузка 150 кгс, индентор - алмазный наконечник с углом в 120 градусов).

    Метод Виккерса — твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HV. Измерению твердости по Виккерсу подвергаются изделия небольшой толщины или детали, имеющие тонкий, твердый поверхностный слой.

     Для перевода из одной системы измерения в другую пользуются таблицами.

Виды термической обработки сталей.

    Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счёт изменения внутреннего строения и структуры. Термическая обработка используется либо в качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости давлением, резанием, либо как окончательная операция технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень свойств изделия.

Основное назначение термической обработки — это придание сталям:

              В готовых изделиях: прочности; износостойкости; коррозионной стойкости; термостойкости.

              В заготовках: снятие внутренних напряжений после литья; штамповки (горячей, холодной); глубокой вытяжки; увеличение пластичности; облегчение обработки резанием.

    Термическая обработка применяется к следующим типам сталей: углеродистым и легированным, с различным содержанием углерода, от низкоуглеродистых 0,25% до высокоуглеродистых 0,7%, конструкционным, специальным, инструментальным сталям, к сталям любого качества.

ОТЖИГ.

К одним из самых востребованных видов термообработки относят отжиг, который выполняют для понижения твердости и снятия внутреннего напряжения. Отжиг необходим после: ковки, прокатки и штамповки, сварки. Суть такой термической обработки заключается в нагреве последующей длительной выдержке и охлаждении вместе с печью. Благодаря этому со сталью проще работать способом резания.

ЗАКАЛКА.

Закалка - это процесс термической обработки, заключающийся в нагреве стали и последующем быстром охлаждении в воде или масле. После закалки повышается твердость, хрупкость и прочность, но снижается пластичность.

ОТПУСК.

Такую термическую обработку осуществляют для повышения пластичности и снижения хрупкости. При этом удается сохранить высокую прочность стали. Отпуск делят на три вида, в зависимости от уровня нагрева металла. Он бывает: низкотемпературным (нагрев до 250 градусов) и высокотемпературным (350-500 градусов).

НОРМАЛИЗАЦИЯ.

Ее сущность заключается в улучшении физических и механических характеристик стали. В ходе технологического процесса стальную заготовку нагревают, затем осуществляется выдерживание при заданной температуре, в дальнейшем выполняется охлаждение заготовки на воздухе. Нормализация способствует повышению твердости и прочности.

УЛУЧШЕНИЕ.

Улучшение стали – комплекс операций по проведению термической обработки, в который включены закалка и высокий отпуск. У обработанных деталей повышаются: прочность; пластичность; вязкость ударная; прочность усталостная; снижается порог хладноломкости.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА   ЛИНЕЙНОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ ДЛЯ   ОПРЕДЕЛЕНИЯ  ЗНАЧЕНИЙ   КОЭФФИЦИЕНТОВ.

    Интерполяция - нахождение неизвестных промежуточных значений некоторой функции, по имеющемуся набору её известных значений.

Известны значения Y: 1,08 и 1,25 для соответствующих значений Х: 2 и 4.

Требуется определить значения Y для Х=4.

Решение: при Х=4, Y = 1,08 + (4-2)/(6-2) х 0,17 = 1,165

Вопросы к практической работе

№ 8 «Расчет зубчатых колес редуктора».

Перечень вопросов:

- марка стали зубчатых колес, расшифровка состава стали (уже проходили);
- что такое твердость стали, методы измерения твердости, какие шкалы твердости бывают (уже проходили);
- какие виды термической обработки Вы знаете (уже проходили), какие виды термической обработки зубчатых колес Вы предлагаете и почему;
- что такое предел контактной выносливости при базовом числе циклов;
- выбор коэффициентов из таблиц проводится с использованием метода интерполяции (проходили еще в школе), (расчет обязательно приводится);
- что такое НОРМАЛЬНЫЙ модуль;
- что такое угол наклона зубьев и в каких пределах он может изменяться;
- сколько сил действует в зацеплении зубчатых колес и как они называются;
- что такое угол зацепления и чему он равен (ТММ);
- что такое эквивалентное зубчатое колесо;
- на что рассчитывают зубья колес редуктора при проектном расчете и проверочном расчете.

Марки стали для изготовления зубчатых колес.

Сталь 45 – конструкционная углеродистая качественная, содержание углерода 0,45%, кремний – мах.0,37%, марганец – мах. 0,80%.

Сталь 45 относится к трудносвариваемым. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Сталь марки 45 применяется для изготовления:

§ муфт насосных штанг,

§ вал-шестерни,

§ валов центробежных насосов,

§ штоков грязевых насосов,

§ пальцев крейцкопфов грязевых насосов,

§ компрессоров,

§ роторов,

§ стволов и переводников вертлюгов,

§ переводников для рабочих и бурильных труб,

§ корпусов колонковых долот,

§ роликов превентора,

§ конических шестерен,

§ шестерни,

§ фиксаторов и шпонок буровых станков,

§ цепных колес буровых лебедок,

§ штифтов,

§ упорных винтов,

§ скалок насосов,

§ цапф,

§ коленчатые и распределительные валы,

§ шпиндели,

§ бандажи,

§ цилиндры,

§ кулачки,

§ другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

Сталь 40Х – конструкционная легированная, содержание углерода 0,4%, буква Х указывает среднее содержания хрома до 1,5%, кремний – мах. 0,37%, марганец – мах. 0,8%.

Сталь 40Х относится к трудносвариваемым.
Способы сварки: РДС (ручная дуговая сварка), ЭШС (электрошлаковая сварка). Необходимы подогрев и последующая термообработка.

КТС (контактная сварка) — необходима последующая термообработка.

Сталь марки 40Х применяется для изготовления следующих деталей:

§ оси,

§ валы,

§ вал-шестерни,

§ плунжеры,

§ штоки,

§ коленчатые и кулачковые валы,

§ кольца,

§ шпиндели,

§ оправки,

§ рейки,

§ зубчатые венцы, болты,

§ полуоси,

§ втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

§ Сталь 40ХН – конструкционная легированная, содержание углерода в стали 0,40%, буква Х указывает, что сталь легирована хромом, отсутствие цифры после буквы указывает, что содержание хрома в стали до 1,5%, буква Н указывает, что сталь легирована никелем, отсутствие цифры после буквы указывает, что содержание никеля в стали до 1,5%.

Сталь  марки 40ХН относится к лучшим образцам конструкционной стали. Комбинация никеля с хромом позволяет применять сталь 40ХН для изготовления деталей ответственного назначения, например:

§ оси,

§ валы,

§ шатуны,

§ зубчатые колеса,

§ валы экскаваторов,

§ муфты,

§ валы-шестерни,

§ шпиндели,

§ болты,

§ рычаги,

§ штоки,

§ цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости.

Сталь 40ХН широко применяется в нефтяном машиностроении для изготовления наиболее ответственных деталей, например:

§ особо нагруженных подъемных, трансмиссионных и промежуточных валов,

§ зубчатых соединительных муфт,

§ звездочек ценных передач буровых установок,

§ пластин и роликов втулочно-роликовых цепей,

§ осей талевых блоков,

§ стволов вертлюг,

§ защелок и осей элеваторов.

Сталь 30ХГС или 30 ХГСА – конструкционная легированная, содержание углерода 0,3%.
Буква Х — указывает на присутствие в стали хрома, отсутствие после буквы цифры означает, что содержание хрома не превышает 1,5%.
Буква Г — указывает на присутствие в стали марганца, отсутствие после буквы цифры означает, что содержание марганца не превышает 1,5%.
Буква С — указывает на присутствие в стали кремния, отсутствие после буквы цифры означает, что содержание кремния не превышает 1,5%.
Буква А в конце маркировки стали означает, что сталь является высококачественной.

Сталь 30 ХГС (30ХГСА)  является ограничено свариваемой. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС (Контактно Точечная Сварка) без ограничений.

Сталь 30ХГСА применяется для изготовления: валов, осей, зубчатых колес, фланцев, корпусов обшивки, лопаток компрессорных машин, работающих при температуре до 200 °С, рычагов, толкателей, ответственных сварных конструкций, детали работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, детали работающие при низких температурах.

Сталь 40 Л – сталь для отливок нелегированная, содержащая в своем химическом составе около 0,40% углерода, а буква Л классифицирует сталь как - литейную.

Сталь 40Л - трудно свариваемая. Необходимы подогрев и последующая термообработка.

Сталь для отливок марки 40Л предназначена для производства конструкций и деталей к ним (станины, корпусы, муфты, тормозные диски, шестерни, кожухи, вилки, звездочки и другие детали), работающие при температурах до 400 °С.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США