vl

Поиск стали для шестерни, работающие с большими скоростями и повышенным удельным давлением , под действием значительных ударных нагрузок

Ищем сталь для изготовления шестерней главной передачи. 

 

требование к материалу:
1. вязкая сердцевина и высокая поверхностная твердость, работающие с большими скоростями и
повышенным удельным давлением , под действием значительных ударных нагрузок.

2. выдерживающий изгибный напряжения 1000-1200 МПа, а контактные 4000-4200 МПа

 

Как видно, требования по прочности раза в 2 выше стандартных материалов, поэтому ищем что то другое, может из авиационных сталей.

И еще нужна рекомендация, кто мог бы сделать термообработку этого материала.

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


2 hours ago, vl said:

контактные 4000-4200 МПа

 

Как вообще рассчитываются эти допускаемые контактные? Ведь sigmaY, ну пусть 1000 MPa...

Везде в литературе, в стандартах ссылки друга на друга, что, мол, "так принято", но нигде не объясняется полученная цифра..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@vl Напряжения просто космос.

Может, какая-нибудь мартенситно-стареющая с твердосплавным напылением, но звучит как авантюра...

Возможно, стоит попробовать зацепление Новикова, там по напряжениям все лучше должно быть. Или на потоки поделить

Изменено пользователем ANT0N1DZE

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
9 hours ago, ANT0N1DZE said:

Напряжения просто космос.

Да обычные, для подшипниковых сталей..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
14 часа назад, piden сказал:

Как вообще рассчитываются эти допускаемые контактные? Ведь sigmaY, ну пусть 1000 MPa...

где то в расчетах зубьев это есть (это лучше наш инженер по зубьям скажет).

Я так понимаю, что речь идет о поверхностном слое материала с учетом термообработки, а не просто голой стали. А это уже значительно выше классического sigmaT. 

 

9 часов назад, ANT0N1DZE сказал:

Напряжения просто космос.

ну потому и спрашиваю, может есть авиационные стали :-))

а то сейчас на руках 19ХГН и аналоги, а тут превышение в 2 раза. Если хотя бы на 50, а лучше на 70% сталь будет прочнее, то уже хорошо (ну с учетом вязкой сердцевины).

9 часов назад, ANT0N1DZE сказал:

Может, какая-нибудь мартенситно-стареющая с твердосплавным напылением, но звучит как авантюра...

да, как авантюра прежде всего с точки зрения - а кто это сможет сделать.

9 часов назад, ANT0N1DZE сказал:

Возможно, стоит попробовать зацепление Новикова, там по напряжениям все лучше должно быть. Или на потоки поделить

нет, это уже недопустимая экзотика в данном конкретном случае. У нас и так изза компоновочных проблем сильно отрицательно корригированные зубья вышли.  

Изменено пользователем vl

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
6 minutes ago, vl said:

это лучше наш инженер по зубьям скажет

Можете узнать у него? Был бы сильно обязан)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
12 часа назад, ANT0N1DZE сказал:

Напряжения просто космос.

Ничего космического тут нет.. Средьненькой паршивости требования.
До 1950 н*мм приходилось делать
Гляньте вот эту под закалку ТВЧ
https://www.aubertduval.com/wp-media/uploads/sites/2/pdf/FADS_GB.pdf

Ну если этого мало, берите эту, она сильнее, но у нее с ресурсом хуже, и ржавеет прямо на глазах :)
https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=4370

Изменено пользователем lobzik
1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 часа назад, piden сказал:

Да обычные, для подшипниковых сталей

 

35 минут назад, lobzik сказал:

Ничего космического тут нет.. Средьненькой паршивости требования

Я как-то и не припомню более 2000 МПа по контактным в зубчатых передачах. А вы сталкивались? Очень интересно было бы

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Это нестандартные требования. 
Например, при рассмотрении случая, когда обрываются другие привода, и оставшийся в живых должен дотянуть до приземления, даже деформировавшись, после чего он меняется..
В Формуле1 нередко используют, да и просто в автоспорте. 
Вот толковая контора,давно с этим работает..
http://www.hoer-technologie.de/jobs/
Но все таки лучше брать стали серии 16NiCrMo16-5

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 часа назад, lobzik сказал:

Гляньте вот эту под закалку ТВЧ

интересньенько, спасибо

а для зубчатых передач есть опыт ее применения?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
33 минуты назад, vl сказал:

интересньенько, спасибо

а для зубчатых передач есть опыт ее применения?

Именно там и применяют ее. Для скоростных и нагруженных зубов. 

Надо порыться, где то валялись режимы термообработки. Но это твч! Середина улучшенная. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Еще вспомнилось.
Суть этих сталей в том, что у них немного углерода (до 0,2-0,25%). И после нарезки зуба идут в термообработку до 1000-1050 град. в среду углекислого газа для упрочнения через мартенсит.
Потом охлаждение. Таким образом верхний слой получает науглероживание до толщины 0,1-0,3 мм в час. Обычно больше 0,5 смысла нет..
Затем снова в печку до где- то под 700- 800 (точно -завсисит от стали), а лучше в ТВЧ - и резко охладить в масле.
Потмо небольшой отжиг - и вуаля!!
Стали совсем не легированные луччше не трогать, а трогать что-то из серии 

17CrNiMo6,  16MnCr5,  20MnCr5

 
Работает как раз что надо. Середина вязкая - поверхность твердая аш жуть!

Если можете - переведите себе эту хрень, либо могу пособветовать преводчика,и наслаждайтесь.
Там все есть.
http://www.stahl-online.de/wp-content/uploads/2013/10/MB-452-Einsatzhaerten.pdf

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 31.10.2017 в 20:08, lobzik сказал:

Таким образом верхний слой получает науглероживание

И называется это цементация

Еще тоже самое делают водородом, тогда называют наводороживанием или что-то такое.

Но все равно смысл один и тот же - лишние включения в структуру материала увеличивают прочность, снижают пластичность.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
8 часов назад, soklakov сказал:

лишние включения в структуру материала увеличивают прочность, снижают пластичность.

Пардон, я перевожу с немецкого, могу не знать.
Водород - субстанция мерзкая в любом случае. И прочность не добавляет, и пластичность снижает..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 10.11.2017 в 00:22, lobzik сказал:

Водород - субстанция мерзкая в любом случае.

Пожалуй, да)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ID: 16   Опубликовано: (изменено)

В ‎30‎.‎10‎.‎2017 в 19:59, piden сказал:

 

Как вообще рассчитываются эти допускаемые контактные? Ведь sigmaY, ну пусть 1000 MPa...

Везде в литературе, в стандартах ссылки друга на друга, что, мол, "так принято", но нигде не объясняется полученная цифра..

Их еще называют герцевскими .   Они же напряжения сжатия при  гладком контакте двух тел и образовании герцевской площадки контакта... Сигма аш обычно обозначают

 

Изменено пользователем Fedor

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 30.10.2017 в 19:59, piden сказал:

Как вообще рассчитываются эти допускаемые контактные? Ведь sigmaY, ну пусть 1000 MPa...

Прояснился как-то вопрос?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
22 часа назад, Fedor сказал:

Они же напряжения сжатия при  гладком контакте двух тел и образовании герцевской площадки контакта...

Рассмотрим задачу Герца в осесимметричной постановке. Допустим, что настройки заданы так, что задача решена точно ( у нас есть на это основания).

Итак, у нас есть три числа (на рисунке показаны два):

1. Максимальные эквивалентные напряжения 829 МПа. Их стоит сравнивать с допускаемыми изгибными, по крайней мере до тех пор, пока мы придерживаемся гипотезы единой кривой.

 

2. Максимальные напряжения сжатия в площадке контакта - 1946 МПа.

3. Максимальные контактные давления - 1457 МПа. (не показаны на рисунке)

 

Вот кого из них сравнивать с допускаемыми контактными напряжениями непонятно. И надо ли.

 2017-11-14_14-02-09.thumb.png.60a9f42d0771a4e7479a8c1e9f419d0e.png

 

Внимание вопрос:

1. Является ли ошибкой расчета неравенство второй и третьей величины? Или все-таки контактное давление и давление сжатия разные вещи? 

 

В зависимости от ответа есть много  других вопросов.

1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Федор, Соклаков,

Спасибо, что обратили внимание на вопрос. Вечером накидаю своих картинок)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ID: 20   Опубликовано: (изменено)

Обновлю картинку с учетом податливости плоскости, а то как-то несимпатично выходило.

Судя по всему, дело было в абсолютной жесткости площадки, об которую давим (взял учебное упражнение готовое).

Задал податливость, получил новые цифры:

1. Максимальные эквивалентные 431 МПа

2. Максимальные сжатия - 716 МПа

3. Максимальные контактные - 715 МПа

 

Соответственно, когда в контакте участвовала жесткая поверхность ожидать от нее адекватного поведения при расчете контактного давления, пожалуй, лишнее.

Делаю вывод, что контактное давление и напряжения сжатия в точке контакта должны совпадать.

И их нужно сравнивать с допускаемыми контактными из ТЗ. Так?

2017-11-14_14-59-04.png

Следующий шаг - измельчить сетку и на втором теле, ведь оно ни чем не лучше первого.

2017-11-14_15-11-21.thumb.png.0e6129d2ce64f24df26a1299483ba0c9.png

И снова интересные изменения. В шаре эквивалентные напряжения не изменились. Как, в прочем, не изменились напряжения и в нижнем кирпиче. Просто мы стали их видеть, сделав сетку помельче.

А вот напряжения сжатия, которые логично равны в обоих телах, выросли по сравнению с предыдущим расчетом.

Ну и наконец, максимальное контактное давление переместилось из центра чуть в сторону.

2017-11-14_15-15-09.thumb.png.ea361d824d958049222e2a4a63baa51d.png

Боюсь, при решении Герц не закладывал такой возможности. Переместившись, оно, естественно, упало и больше не совпадает с максимальным напряжением сжатия, которое по-прежнему осталось в центре.

 

Откуда хочется вернуться к вопросу: как определяются допускаемые контактные напряжения?

Изменено пользователем soklakov

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
20 минут назад, soklakov сказал:

Ну и наконец, максимальное контактное давление переместилось из центра чуть в сторону.

Ну это, допустим, исправляется улучшенным детектом контактных поверхностей и наличием трения. И все же вопросов много)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

"Делаю вывод, что контактное давление и напряжения сжатия в точке контакта должны совпадать.

И их нужно сравнивать с допускаемыми контактными из ТЗ. Так?" так конечно. Это и есть герцевские напряжения. Их можно на паре роликов получить вращающихся без трения . Об этом, насколько помню, раньше во многих книжках по Деталям машин писали...

Например http://www.twirpx.com/file/59665/  стр 188 и около :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Герц когда был на каникулах студентом задумал сделать  телескоп в котором одна линза лежала на другой и ему надо было оценить какое возмущение вносит деформация в контакте. Вот и сконструировал на основе решения Буссинеска вроде контакт параболоидов. Попутно получил и давления при условии совместности деформаций в контакте и логичном предположении что распределенная по поверхности сила направлена по нормали к площадке контакта.   А она может быть и криволинейной ...  

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ID: 24   Опубликовано: (изменено)

Интеграл от этих распределенных усилий равен приложенной силе ...

 

Цитата

Но все равно смысл один и тот же - лишние включения в структуру материала увеличивают прочность, снижают пластичность

Еще и создаются напряжения сжатия, которые закрывают микротрещины и препятствуют  образованию питтинг коррозии   https://ru.wikipedia.org/wiki/Питтинг  

Изменено пользователем Fedor

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
14 часа назад, Fedor сказал:

Герц когда был на каникулах студентом задумал сделать  телескоп в котором одна линза лежала на другой и ему надо было оценить какое возмущение вносит деформация в контакте. Вот и сконструировал на основе решения Буссинеска вроде контакт параболоидов. Попутно получил и давления при условии совместности деформаций в контакте и логичном предположении что распределенная по поверхности сила направлена по нормали к площадке контакта.   А она может быть и криволинейной ...

То есть я беру два параболлоида из материала... Сдавливаю их силой Ф на встречу друг другу.

Решаю задачу о площади контакта, нахожу площадь S. Далее делю Ф на S и получаю в МПа контактное давление. Если при некоторой Ф1 у меня параболоиды сломались, то я утверждаю, что Ф1/S1 - допускаемые контактные напряжения.

 

Тогда вопрос выглядит так: закреплена ли ГОСТом методика расчета S? Должна ли быть закреплена, по-Вашему мнению?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Зачем гост если Герц все уже сделал. https://lib-bkm.ru/load/114-1-0-117  А ГОСТ на получение сигма аш вроде есть. Когда-то изобретали гост на зубчатые передачи, не знаю пользуются ли им.  Там разброс на коэффициенты большой. По моему важно чтобы инженеры знали механику, тогда им никакие госты не страшны. Да и большинство техники не российского производства и явно не мы законодатели в этой сфере :)

Лет тридцать и далее назад во времена экспериментального фетишизма было проведено немеряно всяких экспериментов.  Важнее пока мыши не догрызли отчеты отсканировать их чтобы не повторятся. Усталостные испытания это очень затратные с точки зрения времени и энергии. Сейчас нет смысла тратить деньги на них когда и так есть куда их можно приложить с гораздо большей пользой :)  

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу

  • реклама

  • Реклама

  • Ближайшие события

    Предстоящих событий не найдено
  • Дни рождения сегодня

    1. *Vektor*
      *Vektor*
      (28 лет)
    2. kseo
      kseo
      (38 лет)
    3. Lerkin
      Lerkin
      (34 года)
    4. Rust00
      Rust00
      (37 лет)
    5. Temskiy
      Temskiy
      (37 лет)
    Просмотреть все