Прочности сердцевины

На рис. 175 показаны рекомендуемые варианты различных соединений с применением биметалла. Прочность сварного соединения в большой степени зависит от прочности сцепления слоев биметалла и, следовательно, от площади биметаллической вставки. Однако неконструктивность узлов соединения и отсутствие средств контроля качества сцепления слоев биметалла часто приводят к тому, что соединения этого типа не обладают вакуумной плотностью.

специальных крепежных деталей. К недостаткам соединений с натягом относятся: большое рассеивание прочности сцепления в связи с рассеиванием действительных посадочных размеров в пределах допусков изготовления; сложность сборки и разборки и возможность ослабления посадки и повреждения посадочных поверхностей при разборке; наличие высоких сборочных напряжений в деталях и уменьшение их усталостной прочности вследствие концентрации напряжений в местах посадки.

нагревом охватывающей детали до температуры ниже температуры отпуска — способ, обеспечивающий повышение прочности сцепления более чем в 1,5 раза по сравнению с запрессовкой и особенно эффективный при больших длинах соединений;

Расчет соединения включает определение необходимого натяга для обеспечения прочности сцепления и проверку прочности соединяемых деталей.

Условие прочности сцепления

Задавая допустимые величины Adi и Ada, можно подсчитать максимально допустимое посадочное давление и по нему максимально допустимый посадочный натяг. Если условие ограничения деформаций нельзя совместить с условием прочности сцепления, то окончательную обра ботку соответствующих поверхностей производят после запрессовки или вводят поправку на размер.

кручении круглых цилиндров). Тогда реализуемый коэффициент трения на расстоянии (I от полюса I ц , а условие прочности сцепления (момент сил трения в стыке больше внешнего момента) записывается так:

Условия прочности сцепления следующие: 2Nf = SF или ^ = Ар .

Напряжение о\ выражаем через напряжение (Tfi от передаваемой нагрузки из условия прочности сцепления по Эйлеру:

собственно прочности — статической, циклической, ударной, при высоких и низких температурах, в условиях коррозии, ползучести, исследований прочности сцепления и т. д.

Ременные передачи развиваются в направлениях повышения прочности несущего слоя ремней (применение высокопрочных волокон, в том числе угольных) и повышения прочности сцепления со шкивом (применение ремней с обкладками и пропиткой, многоклиновых, зубчатых, в том числе с оптимальной формой зубьев). Введены уточнения в механику работы ремня на шкивах в связи с учетом его тангенциальной податливости. Осуществлен переход на комплексный расчет ременных передач на несущую спо-

В приведенных таблицах указаны механические свойства стали, что также характеризует механические свойства сердцевины цементованного изделия. Если определять механические свойства цементованного изделия, то наличие твердой цементованной корки приводит к резкому снижению вязкости и повышению прочности в сравнении со свойствами сердцевины. Степень изменения этих свойств зависит от многих факторов и в первую очередь от уровня прочности сердцевины, соотношения к сечении площадей, занимаемых цементованным слоем и сердцевиной, от степени насыщения углеродом и т. д.

Азотирование (насыщение поверхностного слоя азотом) обеспечивает не меньшую твердость, чем при цементации. Малая толщина твердого слоя (около 0,1.. .0,6 мм) делает зубья чувствительными к перегрузкам и непригодными для работы в условиях повышенного абразивного износа (например, плохая защита от загрязнения). Степень коробления при азотировании мала. Поэтому этот вид термообработки особенно целесообразно применять в тех случаях, когда трудно выполнить шлифование зубьев (например, колеса с внутренними зубьями). Для азотируемых колес применяют молибденовую сталь 38ХМЮА или ее заменители 38ХВФЮА и 38ХЮА. Заготовку зубчатого колеса, предназначенного для азотирования, подвергают улучшению в целях повышения прочности сердцевины.

1) критерии работоспособности, условия нагружения и назначение машин. Наиболее типовым критерием работоспособности зубчатых колес является контактная прочность рабочих поверхностей зубьев. Допускаемые контактные напряжения в зубьях пропорциональны твердости материалов (см. (6.32) и табл. 6.15), а допускаемая нагрузка передач по контактной выносливости пропорциональна квадрату твердости. В некоторых случаях лимитирующей является выносливость зубьев по изгибным напряжениям, и она определяется в зависимости от предела прочности сердцевины зуба (см. табл. 6.16). Износостойкость и противозадирные свойства возрастают с увеличением твердости поверхностей зубьев, поэтому целесообразно широкое использование зубчатых колес с высокой поверхностной твердостью зубьев;

Предел прочности сердцевины о„ , н шряжений

ской точки; глубинные слои детали нагреваются ниже критических точек и при охлаждении не упрочняются. При необходимости повышения прочности сердцевины деталь перед поверхностной закалкой подвергают нормализации или улучшению.

Прокаливаемость сердцевины должна обеспечить высокие механические свойства, особенно повышенный предел текучести, и твердость HRC 30—40. При циклических нагрузках сопротивление цементованных и нитроцемептованных деталей разрушению зависит от прочности сердцевины. Повышение прочности сердцевины способствует увеличению контактной прочности. Так, при твердости выше HRC 35 допустимые контактные напряжения при базе 107 циклов составляют 1900 МПа, а при твердости HRC 25—35 не превышают 1750 МПа. Однако сближение прочностных свойств слоя и сердцевины снижает уровень остаточных сжимающих напряжений на поверхности, а увеличение объема, претерпевающего фазовые и структурные превращения при термической обработке, повышает деформацию и коробление деталей после закалки. Оба фактора приводят к снижению предела выносливости деталей. Для получения высокого сопротивления хрупкому разрушению и возможности использования непосредственной закалки после цементации стали должны быть наследственно мелкозернистые (балл 6—10).

Некачественная термическая и химико-термическая обработка поверхности зубьев иногда приводит к отслаиванию поверхностных часпищ металла. Отслаивание возможно из-за дефектов поверхностного слоя азотированных или цементованных с последующей поверхностной закалкой зубьев или из-за недостаточной прочности сердцевины, вследствие чего при больших нагрузках происходит продавливание хрупкой кромки. Наличие перегрузок способствует отслаиванию.

Низкоуглеродистые качественные стали преимущественно при меняют с цементацией (науглероживанием поверхностных слоев) и закалкой для деталей, требующих высокой поверхностной твердости, работающих на износ, при невысоких требованиях к прочности сердцевины.

Низкоуглеродистые легированные стали применяются с цементацией и закалкой для деталей, работающих на износ, особенно в условиях начального касания по линии или в точке (зубья колес, кольца подшипников) и при необходимости высокой прочности сердцевины.

Назначение — детали, работающие при температуре от —40 до 450 °С, к которым предъявляются требования высокой пластичности, после хтшико-терми-ческой обработки — детали с высокой поверхностной твердостью при невысокой прочности сердцевины.

Назначение — детали, работающие при температуре до 450 °С, к котовдм предъявляются требования высокой пластичности, а также втулки, ушки, шайбу, винты и другие детали после ХТО, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой прочности сердцевины.