Механические характеристики сталей и чугунов, используемых для изготовления зубчатых колес
| Марка стали | Диаметр D, мм (рис. 5) | Ширина S, мм (рис. 5) | Твердость | Предел | Термическая обработка | ||||
| сердцевины (НВ) | поверхности (HRC) | прочности σВ | текучести σТ | ||||||
| МПа | |||||||||
| Поковка или штамповка | |||||||||
| Любой | Любая | 163…192 | - | Нормализация | |||||
| Любой | Любая | 179…207 | - | Нормализация | |||||
| 235…262 | - | Улучшение | |||||||
| 269…302 | - | Улучшение | |||||||
| 40Х | 235…262 | - | Улучшение | ||||||
| 40Х | 269…302 | - | Улучшение | ||||||
| 40Х | 269…302 | 45…50 | Улучшение + закалка ТВЧ | ||||||
| 35ХМ | 235…262 | - | Улучшение | ||||||
| 35ХМ | 269…302 | - | Улучшение | ||||||
| 35ХМ | 269…302 | 48…53 | Улучшение +закалка ТВЧ | ||||||
| 40ХН | 235…262 | - | Улучшение | ||||||
| 40ХН | 269…302 | - | Улучшение | ||||||
| 40ХН | 269…302 | 48…53 | Улучшение +закалка ТВЧ | ||||||
| 50ХН | 269…302 | 50…56 | Улучшение +закалка ТВЧ | ||||||
| 20ХН2М | 300…400 | 56…63 | Улучшение + цементация +закалка | ||||||
| 18ХГТ | 300…400 | 50…56 | Улучшение + цементация +закалка | ||||||
| 12ХН3А | 300…400 | 50…56 | Улучшение + цементация +закалка | ||||||
| 25ХГМ | 300…400 | 50…56 | Улучшение + цементация +закалка | ||||||
| 40ХН2МА | 269…302 | 50…56 | Улучшение + азотирование | ||||||
| Стальная отливка | |||||||||
| 35Л | Любой | Любая | 163…207 | - | Нормализация | ||||
| 45Л | 207…235 | - | Улучшение | ||||||
| 50ГЛ | 235…262 | - | Улучшение | ||||||
| Чугун | |||||||||
| СЧ 15-32 | Любой | Любая | - | - | |||||
| СЧ 24-44 | Любой | Любая | 170…190 | - | - | ||||
| СЧ 32-52 | Любой | Любая | 170…241 | - | - | ||||
| СЧ 35-56 | Любой | Любая | 197…248 | - | - | ||||
| КЧ 30-6 | Любой | Любая | - | - | |||||
| КЧ 35-10 | Любой | Любая | - | - | |||||
Рис. 5. Размеры заготовок, указанные в таблице 2.1.1
В таблице 2.1.1 приведены усредненные значения механических характеристик и виды термообработки некоторых марок конструкционных сталей, используемых для изготовления зубчатых колес.
В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, предусмотренного техническими заданиями на курсовое проектирование, в мало- и средненагруженных передачах, а также в передачах с большими колесами (открытых) преимущественно применяют зубчатые колеса с твердостью не более 350 НВ. Для малонагруженных передач находят применение стальное литье и чугун.
Для изготовления зубчатых колес открытых передач наряду со сталью различных марок и различной термической обработки широкое распространение получил чугун. Он хорошо противостоит усталостному выкрашиванию и заеданию в условиях малой подачи смазочного материала. Чугун дешевле стали и обладает хорошими литейными свойствами, хорошо обрабатывается, однако характеризуется пониженным сопротивлением изгибу.
В целях выравнивания долговечности зубьев шестерни и колеса, ускорения их приработки и повышения сопротивляемости заеданию твердость поверхностей зубьев шестерни всегда назначается больше твердости зубьев колеса: для прямозубых НВ1ср – НВ2ср = 20…30; для косозубых и шевронных НВ1ср – НВ2ср = 30…50.
1.2. Допускаемые контактные напряжения
для углеродистых и легированных сталей
шестерня 
, (1)
колесо 
, (2)
где σH lim1 и σH lim2 – пределы контактной выносливости шестерни и колеса соответственно (см. 1.2.1);
sH – коэффициент запаса прочности (см. 1.2.2);
kHL1 и kHL2 - коэффициенты долговечности шестерни и колеса соответственно (см. 1.2.3).
для чугунов
[σН] = сНВmin, (3)
где с = 1,5 для серого чугуна (СЧ 15-32; СЧ24-44);
с = 1,8 для ковкого (КЧ 30-6; КЧ 35-10) и модифицированного (СЧ 32-52; СЧ 35-56) чугуна.
1.2.1.Пределы контактной выносливости приведены в таблице 2.1.2
Таблица 2.1.2