Повышение износостойкости высоконагруженных зубчатых передач с применением ХТО

Введение…………………………………………………………………………... 6
1 Состояние вопроса и задачи исследования……………………………..…….. 8
1.1 Анализ зубчатых передач и их применение…..………………………... 8
1.2 Виды упрочнения зубчатых передач из разных сплавов и материалов 18
1.3 Виды химико-термической обработки зубчатых передач ……………. 25
1.4 Используемое оборудование для химико-термической обработки. Назначение режимов химико-термической обработки.………………………
37
1.5 Постановка цели и задач исследования………………………………… 44
2 Материалы и методы исследования…………………………………………. 45
2.1 Свойства зубчатых передач и особенности их структуры…………….. 45
2.2 Выбор конструкционного материала для изготовления детали «Зубчатое колесо»………………………………………………………………...
46
2.3 Определение физико-механических свойств стали 25ХГТ в состоянии поставки………………………….…………….....................................................
49
2.4 Методы определения структуры и свойств...………………………….. 50
2.5 Стойкостные испытания. Методы определения стойкости…………… 52
3 Химико-термическая обработка высоконагруженных зубчатых колес…… 56
3.1 Термическая обработка детали «Зубчатое колесо» (АО «ПО «Стрела») 56
3.2 Определение особенности структуры образцов цементуемой стали до и после термической обработки и влияние на их эксплуатационные свойства…….……………………………………………………………………..

57
3.3 Исследование механических свойств и сравнительные испытания на стойкость и износ………………………………………………………………..
65
Заключение………………………………………………………………………. 69
Список использованных источников…………………………………………... 70
Приложение А (Справочное) Комплект графического материала 73

Весь текст будет доступен после покупки

В конструкциях машин и механизмов различного назначения достаточно широко используются зубчатые механизмы. Зубчатые передачи прошли многовековой путь развития.
Первое применение зубчатых передач началось несколько тысячелетий назад. В Древнем Египте на берегах Нила для орошения плодородных земель уже использовались оросительные устройства, состоявшие из деревянной зубчатой передачи и колеса с большим числом ковшей. Такое устройство приводилось в действие быком. Вода поднималась на более высокий уровень и по каналам доставлялась к потребителю.
Промышленная революция ознаменовалась переходом от деревянных передач к металлическим. Ветряные и водяные движители уже могли создавать усилия, которые не выдерживали деревянные детали. Для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное с целью приведения в действие ударных устройств средневековые мастера стали применять кулачковый и кривошипный механизмы. Таким образом, механизированные фабрики Европы Нового времени в результате промышленной революции заменили ручной труд машинами, а также сконцентрировали большие мощности на относительно небольших площадях.
С появлением паровой машины возникла необходимость в передаче еще больших мощностей. Соответственно, потребовалось конструировать металлические редукторы. К 1850 году ткацкие станки с механическим приводом были уже втрое производительнее ручных станков. Более дешевая энергия дала возможность повысить быстродействие станков, и это укрепило их экономическое преимущество. Новое время способствовало созданию самых оптимальных конструкций зубчатых передач – тиражироваться начинали именно те, что давали максимальный экономический эффект. В середине 19 века появились первые серийные редукторы, а во второй половине 19 века - электрический привод бензиновых и дизельных двигателей, что означало разработку редукторов с заданными параметрами. Зубчатые механизмы предназначались для передачи вращательного движения от высокооборотных двигателей и преобразования (снижения) его параметров.
Во все времена проблема повышения эксплуатационных свойств поверхностного слоя зубьев зубчатых колес была актуальной задачей. Именно поверхностный слой во многом определяет износостойкость, сопротивление материала усталостному разрушению, контактную выносливость, коррозионную стойкость и другие важные эксплуатационные свойства.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Состояние вопроса и задачи исследования

1.1 Анализ зубчатых передач и их применение


Зубчатая передача – это механизм, который с помощью зацепления передает или преобразует вращательное движение между валами с параллельными, пересекающимися или скрещивающимися осями с изменением угловых скоростей и крутящих моментов. Зубчатые передачи применяют также для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот [1].
Зубчатые передачи представляют собой наиболее распространенный вид передач в современном машиностроении.
Достоинства зубчатых передач:
– большая долговечность и надежность работы;
– высокая нагрузочная способность при сравнительно малых габаритах;
– высокий коэффициент полезного действия (до 0,97-0,98 для одной пары колес);
– постоянство передаточного отношения (нет проскальзывания);
– возможность применения в широком диапазоне скоростей (до 150 м/с), мощностей (до десятков тысяч кВт) и передаточных отношений (несколько сотен);
– сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники;
– простоту технического обслуживания.
Основные недостатками:
– невозможность бесступенчатого регулирования передаточного отношения;
– высокая трудоёмкость изготовления зубчатых колёс;
– шум при больших скоростях; плохие амортизирующие свойства;
– высокие требования к точности изготовления и монтажа [1].
В связи с разнообразием условий эксплуатации формы элементов зубчатых зацеплений и конструкции передач весьма разнообразны.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т. 1. - 8-e изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой, – М. Машиностроение, 2001.–920 с.
2 Айрапетян, Н.А. Исследования влияния низкотемпературных процессов цианирования и нитроцементации на антифрикционные характеристики конструкционных сталей – Москва, 1976. – 207 с.
3 Богодухов, С.И. Материаловедение / С.И. Богодухов, Е.С. Козик – Старый Оскол: ТНТ, 2012. – 536 с.
4 Гузенков, П.Г. Детали машин: учебник для вузов/ П.Г. Гузенков – М.: Высш. шк., 1975. – 464 с.
5 Гуляев, А.П. Металловедение: учеб. для вузов. / А.П. Гуляев. ? М.: Металлургия, 1986.? 541 с.
6 Герасимов С. А. Структура и износостойкость азотированных конструкционных сталей и сплавов / С. А. Герасимов, В. Г. Лаптева, Л. И. Куксенова // Москва: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. – 520 с.
7 ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. Введ. 1977-01-01. М.: Издательство стандартов, 1993. – 24 с.
8 ГОСТ 9012-59. Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю. Введ. 1960-01-01. М.: Издательство стандартов, 2007. – 39 с.
9 ГОСТ 6507-90. Микрометры. Технические условия. Введ. 1991-01-01. М.: Издательство стандартов, 2004. – 10 с.
10 ГОСТ 8233-56 Сталь. Эталоны микроструктуры. Введ. 1957-07-01. М.: Издательство стандартов, 2004. – 12 с.
11 ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. Введ. 1983-01-01. М.: Издательство стандартов, 2003. – 21 с.
12 Дружинина, Е.Н. Повышение работоспособности зубчатых колес станкостроения низкотемпературной нитроцементацией - Сборник «Технология изготовления заготовок в машиностроении» / Е.Н. Дружинина, В.Н. Волынский - М.: Машиностроение, 1971. – С. 207-215.

Весь текст будет доступен после покупки