Выбор материала и термической обработки деталей машин

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Э. БАУМАНА 
 
ВЫБОР МАТЕРИАЛА 
И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 
Методические указания к лабораторным работам № 22, 23  
по курсу «Материаловедение» 
Под редакцией А.В. Велищанского 
Москва  
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
2009  

УДК 621.78 
ББК 34.651 
В27 
Рецензент И.В. Кириллов 
В27 
Выбор материала и термической обработки деталей машин: метод. указания к лабора- 
торным работам № 22, 23 по курсу «Материаловедение» / Н.М. Рыжов, Р.С. Фахуртдинов, 
В.М. Полянский, А.Ю. Ампилогов ; под ред. А.В. Велищанского. – М. : Изд-во МГТУ им. 
Н.Э. Баумана, 2009. – 27 [1] с.: ил. 
 
Рассмотрена методика оценки свойств и структуры материалов для типовых деталей машин – 
зубчатых колес и болтов. Раскрыт алгоритм выбора марки сталей и технологии термической и химико-термической обработки с учетом критериев работоспособности зубчатых колес и болтов. 
Для студентов машиностроительных специальностей, изучающих дисциплину «Материаловедение». 
УДК 621.78 
ББК 34.651 
Учебное издание 
Рыжов Николай Михайлович 
Фахуртдинов Равел Садртдинович 
Полянский Владислав Михайлович 
Ампилогов Алексей Юрьевич 
Выбор материала и термической обработки деталей машин 
Редактор С.Ю. Шевченко 
Корректор М.А. Василевская 
Компьютерная верстка А.Ю. Ураловой 
Подписано в печать 30.09.2009. Формат 6084/8. 
Усл. печ. л. 3,25. Тираж 200 экз. 
Изд. № 96. Заказ 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5. 
 
 МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2009 

РАБОТА № 22. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА  
ДЛЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС 
Цель работы – приобретение навыков выбора материалов для зубчатых колес 
и технологии их термической и химико-термической обработки. 
Краткие теоретические сведения 
Критерии работоспособности зубчатых колес 
Зубчатые колеса относятся к одним из наиболее распространенных и сложных 
в конструктивном и технологическом отношении деталей машин. Их функциональное назначение – передача крутящего момента. 
При передаче крутящего момента в зацеплении действуют нормальная сила Fn, 
а также сила трения Fтр = f Fn, обусловленная скольжением профилей зубьев (рис. 1). 
Под действием этих сил каждый зуб находится в сложном напряженном состоянии 
(рис. 2). На работоспособность зубчатых колес решающее влияние оказывают контактные напряжения σН и напряжения изгиба σF у основания зубьев, которые изменяются во времени по пульсирующему циклу. 
Рис. 1. Силы и напряжения, действующие на поверхности у основания зуба: 
Т1 и Т2 – вращающие моменты на шестерне и колесе; Fn и Fтр – нормальная сила и сила трения; σН и σF – 
контактное напряжение и напряжение изгиба; А1А2 – линия зацепления; dв1 и dв2 – диаметры основных 
окружностей 
Важный компонент силового режима зубчатых колес, увеличивающий напряжения σН и σF – дополнительная динамическая нагрузка. Она возникает из-за 
погрешности изготовления и сборки зубчатой передачи, а также в результате изнашивания профилей зубьев. Динамическая нагрузка тем выше, чем ниже точность изготовления зубчатых колес и больше скорость их вращения. 
 
3