Допускаемые напряжения при расчете зуба на износ
Закаленные шестерни с твердостью 400-450НВ. Эти шестерни фрезеруются перед термической обработкой. После термической обработки, если требуется высокая точность, шестерни проходят операции доводки (шлифование, шевингование и др.) для устранения коробления.
Цементированные шестерни с твердостью поверхностного слоя 500-600. Термообработка после фрезерования с последующей доводкой. Шестерни первой группы малостойки на износ, возможны задиры.
Что касается остальных групп, то из них надо выделить цементированные шестерни (группа ) твердостью больше 400НВ. Как показывают исследования, стали твердостью выше 400НВ не имеют ярко выраженного предела выносливости.
Для сталей твердостью до ШНВ характерен переход в горизонтальную часть, ясно указывающий на наличие предела усталости. Кривые для цементированной стали расположены выше, так как цементированный слой имеет более высокую прочность; они не переходят в горизонтальные линии, все время понижаясь с увеличением числа циклов.
Это явление прослежено до 400-10е циклов.
Таким образом, при эксплуатации цементированных шестерен рано или поздно наступит такой момент, когда на поверхности появятся признаки усталости.
Это приходится учитывать при выборе материала для шестерен и технологии ее изготовления и обработки. В тех случаях, когда проектируются машины для долговременной работы, например: станки, краны, редуктора турбин, нельзя применять цементированные шестерни.
Надо брать сталь с ярко выраженным пределом выносливости и при расчете не допускать напряжений, превосходящих этот предел. Напротив, при проектировании машин для кратковременной службы, как, например, самолет и автомобиль, когда нужно во что бы то ни стало экономить вес, применение цементированных шестерен оправдывается.
Цементированные шестерни, как указано, выдерживают более высокие нагрузки и, следовательно, дают возможность получить механизмы с меньшим весом и меньшими габаритами.