TCVN 11236 ISO 10474, Thép và sản phẩm thép - Tài liệu kiểm tra;TCVN 12142-1 ISO 683-1, Thép nhiệt luyện, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 1: Thép không hợp kim dùng cho tôi và ram; TC
Trang 1TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7578-5:2017 ISO 6336-5:2016
TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG TẢI CỦA BÁNH RĂNG THẲNG VÀ BÁNH RĂNG NGHIÊNG - PHẦN 5: ĐỘ
BỀN VÀ CHẤT LIỆU CỦA VẬT LIỆU
Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 5: Strength and quality of materials
Lời nói đầu
TCVN 7578-5:2017 hoàn toàn tương đương với ISO 6336-5:2016
TCVN 7578-5:2017 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 60 Bánh răng biên soạn, Tổng cục
Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố
Bộ TCVN 7578 (ISO 6336) Tính toán khả năng tải của bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng bao
gồm các phần sau:
- TCVN 7578-1:2017 (ISO 6336-1:2006), Phần 1: Nguyên lý cơ bản, giới thiệu và các hệ số ảnh hưởng chung;
- TCVN 7578-2:2006 (ISO 6336-2:1996), Phần 2: Tính toán độ bền bề mặt (tiếp xúc);
- TCVN 7578-3:2006 (ISO 6336-3:1996), Phần 3: Tính toán độ bền uốn của răng;
- TCVN 7578-5:2017 (ISO 6336-5:2016), Phần 5: Độ bền và chất lượng của vật liệu;
- TCVN 7578-6:2007 (ISO 6336-6:2006), Phần 6: Tính toán tuổi thọ dưới tác dụng của tải trọng biến thiên.
TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG TẢI CỦA BÁNH RĂNG THẲNG VÀ BÁNH RĂNG NGHIÊNG - PHẦN 5: ĐỘ
BỀN VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA VẬT LIỆU
Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 5: Strength and quality of materials
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này trình bày các ứng suất tiếp xúc và ở chân răng và đưa ra các giá trị bằng số cho cả hai trị số ứng suất giới hạn Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu đối với chất lượng vật liệu và nhiệt luyện và đánh giá về ảnh hưởng của chúng đối với cả hai trị số ứng suất giới hạn
Các giá trị phù hợp với tiêu chuẩn này thích hợp cho sử dụng với các quy trình tính toán được cho trong TCVN 7578-2 (ISO 6336-2), TCVN 7578-3 (ISO 6336-3) và TCVN 7578-6 (ISO 6336-6) và trongcác tiêu chuẩn áp dụng cho các bánh răng dùng trong công nghiệp, tốc độ cao và dùng trong hàng hải Các giá trị này có thể áp dụng được cho các quy trình tính toán cho trong ISO 10300 để đánh giá khả năng tải của các bánh răng côn Tiêu chuẩn này áp dụng được cho tất cả các ăn khớp răng, các biên dạng thanh răng cơ sở, các kích thước biên dạng răng, thiết kế, v.v, được đề cập đến trong các tiêu chuẩn trên Các kết quả phù hợp với các phương pháp khác đối với dải được chỉ ra trong phạm vi
áp dụng của TCVN 7578-1 (ISO 6336-1) và ISO 10300-1
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có)
TCVN 5717 (ISO 2639), Thép - Xác định và kiểm tra chiều sâu lớp thấm cacbon và biến cứng;
TCVN 7446-2 (ISO 4948-2), Thép - Phân loại - Phần 2: Phân loại thép không hợp kim và hợp kim; TCVN 7578-1 (ISO 6336-1), Tính toán khả năng tải của bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng - Phần 1: Nguyên lý cơ bản, giới thiệu và các hệ số ảnh hưởng chung;
TCVN 7578-2 (ISO 6336-2), Tính toán khả năng tải của bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng - Phần 2: Tính toán độ bền bề mặt (tiếp xúc);
TCVN 7578-3 (ISO 6336-3), Tính toán khả năng tải của bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng - Phần 3: Tính toán độ bền uốn của răng;
TCVN 7585 (ISO 53), Bánh răng trụ trong công nghiệp và công nghiệp nặng - Prôfin răng tiêu chuẩn của thanh răng cơ sở;
TCVN 7693 (ISO 14104), Bánh răng - Kiểm tra màu bề mặt tẩm thực sau khi đánh bóng;
TCVN 8992 (ISO 9443), Thép có thể xử lý nhiệt và thép hợp kim - Các cấp chất lượng bề mặt cho các thanh tròn các nóng và các thanh dây - Điều kiện kỹ thuật khi cung cấp;
Trang 2TCVN 11236 (ISO 10474), Thép và sản phẩm thép - Tài liệu kiểm tra;
TCVN 12142-1 (ISO 683-1), Thép nhiệt luyện, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 1: Thép không hợp kim dùng cho tôi và ram;
TCVN 12142-2 (ISO 683-2), Thép nhiệt luyện, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 2: Thép hợp kim dùng cho tôi và ram;
TCVN 12142-3 (ISO 683-3), Thép nhiệt luyện, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 3: Thép tôi bề mặt; TCVN 12142-4 (ISO 683-4), Thép nhiệt luyện, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 4: Thép dễ cắt; TCVN 12142-5 (ISO 683-5), Thép nhiệt luyện, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 5: Thép thấm nitơ; ISO 642, Steel - Hardenability test by end quenching (Jominy test) (Thép - Thử độ thấm tôi bằng tôi đầu mút) (Thử Jominy);
ISO 643:2012 1), Steel - Micrographic determination of the apparent grain size (Thép - Xác định độ lớn hạt bằng phương pháp kim tương);
ISO 1328-1, Cylindrical gears - ISO system of flank tolerance classification - Part 1: Definitions and allowable values of deviations relevant to flanks of gear teeth (Bánh răng trụ - Hệ thống ISO về phân loại theo dung sai - Phần 1: Định nghĩa và các giá trị cho phép của các sai lệch liên quan đến mặt bên của răng bánh răng);
ISO 3754, Steels - Determination of effective depth of hardening after flame or induction hardening (Thép - Xác định chiều sâu hiệu dụng biến cứng sau khi tôi bằng ngọn lửa hoặc bằng cảm ứng); ISO 4967, Steels - Determination of content of non-metallic inclusions - Micrographic method using standard diagrams (Thép - Xác định hàm lượng của các tạp chất phi kim loại - Phương pháp ảnh tế vi
ASTM E428-00, Standard Practice for fabrication and control of steel reference blocks used in
ultrasonic examination (Phương pháp tiêu chuẩn đối với chế tạo và kiểm soát các tấm thép chuẩn sử dụng trong kiểm tra siêu âm);
ASTM E 1444-01, Standard practice for magnetic particle examination (Phương pháp tiêu chuẩn đối với kiểm tra hạt từ).
3 Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu
Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa cho trong ISO 1122-1 và các ký hiệu, đơn vị cho trong TCVN 7578-1 (ISO 6336-1)
4 Phương pháp xác định các trị số ứng suất cho phép
4.1 Quy định chung
Trị số ứng suất cho phép nên được xác định cho từng vật liệu và điều kiện vật liệu, tốt nhất là bằng các phép thử chạy vận hành bánh răng Các điều kiện thử và các kích thước bộ phận nên tương đương, gần như có thể thực hiện được, với các điều kiện vận hành và kích thước của các bánh răng
Trang 3Khi đánh giá các kết quả thử hoặc các dữ liệu nhận được từ hiện trường, luôn cần thiết biết chắc dù
có hay không các tác động riêng đối với các ứng suất cho phép đã được tính đến cùng với dữ liệu đã đánh giá, ví dụ trong trường hợp độ bền lâu bề mặt, các ảnh hưởng của chất bôi trơn, nhám bề mặt
và dạng hình học bánh răng: trong trường hợp độ bền uốn chân răng, bán kính góc lượn, nhám bề mặt và dạng hình học bánh răng Nếu một tác động riêng được tính đến trong ứng suất cho phép nhận được từ các phép thử hoặc từ dữ liệu phục vụ hiện trường, thì hệ số tác động tương ứng nên được đặt bằng 1,0 trong quy trình tính toán của TCVN 7578-2 (ISO 6336-2) và TCVN 7578-3 (ISO 6336-3)
4.2 Phương pháp A
Trị số ứng suất cho phép đối với tiếp xúc và uốn nhận được từ các thử nghiệm độ bền lâu các bánh răng có các kích thước gần tương tự với các kích thước của các bánh răng được đánh giá, trong các điều kiện thử gần tương tự với các điều kiện hoạt động dự kiến
4.3 Phương pháp B
Trị số ứng suất cho phép đối với tiếp xúc và uốn được nhận được từ các thử nghiệm độ bền lâu các bánh răng thử chuẩn trong các điều kiện thử chuẩn Trị số ứng suất cho phép chân răng cũng nhận được từ các thử nghiệm trên máy tạo xung Nên tính đến các kinh nghiệm thực tiễn Trị số ứng suất cho phép tiêu chuẩn quy định trong 5.2 và 5.3 dựa trên các thử nghiệm và kinh nghiệm đó
Ba cấp khác nhau, ME, MQ và ML được đưa ra cho trị số ứng suất cho phép Việc lựa chọn cấp thích hợp sẽ phụ thuộc vào loại sản xuất và kiểm soát chất lượng đã áp dụng như mô tả ở Điều 6
Trị số ứng suất tiếp xúc nhận được từ thử nghiệm mỏi tiếp xúc lăn phải được sử dụng với cảnh báo
do chúng có xu hướng ước tính quá cao các trị số ứng suất tiếp xúc cho phép đối với các chân răng
Trị số ứng suất cho phép đối với uốn nhận được từ các kết quả thử nghiệm các mẫu thử được tạo rãnh Tốt nhất là tỉ số của bán kính rãnh mẫu thử với chiều dày nên tương tự với tỉ số của bán kính góc lượn với dây cung chân răng trong mặt cắt tới hạn và điều kiện bề mặt nên tương tự với điều kiệncủa chân răng Khi đánh giá dữ liệu thử, cần hiểu là các mẫu thử thường chịu ứng suất uốn lặp lại, trong khi trong trường hợp của chân răng, các góc lượn của chân răng chịu các ứng suất uốn, cắt và nén kết hợp Dữ liệu đối với các vật liệu khác nhau có thể nhận được từ thử nghiệm nội bộ, kinh nghiệm hoặc từ tài liệu khoa học
5 Trị số ứng suất cho phép tiêu chuẩn - Phương pháp B
Nếu các giá trị thử nghiệm cho các vật liệu cụ thể là có sẵn, chúng có thể được sử dụng thay cho các giá trị trong các Hình 1 đến Hình 16
Các dữ liệu được cung cấp trong tiêu chuẩn này được chứng minh bằng các thử nghiệm và kinh nghiệm thực tế
Các giá trị được chọn đối với xác suất hư hỏng 1 % Phân tích thống kê cho phép điều chỉnh các giá trị này để tương đương với các xác suất hư hỏng khác nhưng việc điều chỉnh như vậy cần được xem xét rất cẩn thận và có thể đòi hỏi các thử nghiệm riêng bổ sung hoặc tài liệu chi tiết của các nguồn thông tin sử dụng để nhận được mức độ tin cậy của các xác suất sai hỏng
Khi các xác suất hư hỏng khác (độ tin cậy) được kỳ vọng, các giá trị H lim, F lim và FE được điều chỉnh bằng một “hệ số độ tin cậy” thích hợp Khi thực hiện việc điều chỉnh này, phải bổ sung một chỉ số để biểu thị phần trăm tương ứng (ví dụ, H lim 10 đối với xác suất hư hỏng 10 %) Đối với phân tích thống
kê các kết quả thử mỏi, xem tài liệu tham khảo [6]
Trị số ứng suất cho phép biểu thị trên các Hình 9 và Hình 10 đã nhận được đối với các chiều sâu thấm lớp bề mặt hiệu dụng khoảng 0,15m đến 0,2m đối với các bánh răng được gia công tinh
Trang 4Phạm vi mà mức độ độ cứng bề mặt tác động đến độ bền của bánh răng được tăng cứng công tua, thấm nitơ, thấm cácbon-nitơ và thấm nitơ-các bon không thể quy định một cách tin cậy Các hệ số liênquan đến bề mặt khác của vật liệu và nhiệt luyện có một tác động được thông báo hơn nhiều.
Trong một số trường hợp, toàn bộ dải độ cứng không được bao phủ hết Các dải bao phủ được biểu thị bằng chiều dài của các đường trên các Hình 1 đến Hình 16
Đối với các thép biến cứng bề mặt (các Hình 9 đến Hình 16), thang HV được chọn làm trục tham chiếu Thang HRC để so sánh Để xác định mối quan hệ giữa các bảng chuyển đổi số độ cứng Vicker
và Rockwell, xem ISO 18265
5.2 Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), H lim
Trị số ứng suất cho phép, H lim nhận được từ một áp suất tiếp xúc mà có thể được duy trì cho một số lượng chu kỳ quy định không có sự xuất hiện của sự tróc rỗ dần dần Đối với sự bắt đầu của vùng tuổithọ dài tham chiếu đến hệ số tuổi thọ ZNT cho các vật liệu khác nhau trong TCVN 7578-2 (ISO 6336-2)(ví dụ vật liệu thấm cácbon bề mặt, tôi thể tích, và tôi cảm ứng, 5 x 107 chu kỳ ứng suất được xem xét
để làm bắt đầu vùng tuổi thọ dài)
Các giá trị H lim biểu thị trên các Hình 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 và 15 là thích hợp đối với các điều kiện và kích thước vận hành chuẩn của các bánh răng thử nghiệm chuẩn, như sau3):
- Bánh răng ăn khớp của cùng một vật liệu (Zw = 1)
- Hệ số ảnh hưởng của tải trọng KA = Kv = KHß - KHα = 1
Các bánh răng thử nghiệm đã cho thấy có sai hỏng do sự tróc rỗ khi các điều kiện sau được đáp ứng:khi 2 % của tổng diện tích mặt bên răng làm việc của bánh răng được tôi thể tích, hoặc 5 % của tổng diện tích mặt bên răng làm việc của bánh răng được tăng cứng bề mặt, hoặc 0,4 % của tổng diện tích mặt bên răng làm việc của một răng, bị hư hỏng do sự tróc rỗ Các tỷ lệ phần trăm tham khảo cho cácđánh giá thử nghiệm; chúng không dùng để làm các giới hạn cho các bánh răng thành phẩm
5.3 Giá trị ứng suất uốn đối với F lim và FE
5.3.1 Trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), F lim
Trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), F lim được xác định bằng thử nghiệm các bánh răng thử chuẩn (xem TCVN 7578-3 (ISO 6336-3)) Đó là giá trị giới hạn ứng suất uốn liên quan đến các ảnh hưởng của vật liệu, nhiệt luyện và độ nhám bề mặt của các góc lượn chân răng thử nghiệm
5.3.2 Trị số ứng suất cho phép (uốn), FE
Trị số ứng suất cho phép đối với uốn, FE (định nghĩa FE, xem TCVN 7578-3 (ISO 6336-3)) là độ bền uốn cơ bản của mẫu thử không được tạo rãnh, với giả thiết là điều kiện vật liệu (bao gồm nhiệt luyện)
là đàn hồi hoàn toàn:
Đối với bánh răng thử chuẩn, hệ số hiệu chỉnh ứng suất YST = 2,0 Đối với tất cả các vật liệu được nêutrong tiêu chuẩn này, 3 x 106 chu kỳ ứng suất được xem xét làm bắt đầu của dải độ bền tuổi thọ dài (xem hệ số tuổi thọ YNT trong TCVN 7578-3 (ISO 6336-3))
Các giá trị của F lim và FE biểu thị trên các Hình 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 và 16 là thích hợp cho các điều kiện vận hành và các kích thước chuẩn của các bánh răng thử nghiệm chuẩn, như thể hiện dưới đây (xem 5.2):
Trang 5- Độ nhám trung bình từ đỉnh đến đáy của các góc
- Cấp độ chính xác ăn khớp 4 đến 7 theo ISO 1328-1
- Hệ số tải trọng KA = KV = KFß = KFα = 1
5.3.3 Uốn đảo chiều
Trị số ứng suất cho phép biểu thị trên các Hình 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 và 16 là thích hợp đối với đặt tải lặp lại, một chiều, đặt trên răng Khi xuất hiện các sự đảo chiều của toàn tải, yêu cầu giá trị FE giảm Trong hầu hết các trường hợp khắc nghiệt (ví dụ, một bánh răng trung gian ở vị trí mà sự đảo chiều toàn tải xuất hiện ở mỗi chu kỳ tải), các giá trị F lim, và FE nên giảm còn 0,7 lần giá trị một chiều Nếu
số lần đảo chiều tải trọng nhỏ hơn giá trị này, thì có thể chọn một hệ số chênh lệch phụ thuộc vào số lần đảo chiều mong muốn trong suốt tuổi thọ của bánh răng Hướng dẫn về vấn đề này, xem TCVN 7578-3 (ISO 6336-3), Phụ lục B
5.4 Đồ thị của H lim, F lim và FE
Trị số ứng suất cho phép đối với các giá trị độ cứng vượt quá các giá trị độ cứng nhỏ nhất và lớn nhấttrên các Hình 1 đến 16 theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và người mua trên cơ sở kinh nghiệm có trước
5.5 Tính toán H lim và F lim
Trị số ứng suất cho phép, H lim, và trị số ứng suất danh nghĩa, F lim dựa trên các Hình 1 đến 16, có thểđược tính toán bằng công thức sau:
B x
rèn và thường hóa
211250
200
30030012
Trang 8thép đúc (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của 6.2)
CHÚ DẪN:
F lim trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm2
FE trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm2
HBW độ cứng bề mặt
Hình 2 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với thép các bon thấp rèn và thường
hóa và thép đúc (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của 6.2)
Hình 3 - Vật liệu gang - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với các vật liệu gang (chú ý
được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của 6.3 và Bảng 2)
Trang 9a) Gang dẻo tâm đen (xem 6.3) b) Gang cầu (xem Bảng 2)
c) Gang xám (xem Bảng 2)
CHÚ DẪN:
F lim trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm2
FE trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm2
HBW độ cứng bề mặt
CHÚ THÍCH: Độ cứng Brinell <180 HBW chỉ ra sự có mặt của thành phần ferit cao trong cấu trúc Đối với các bánh răng, trạng thái này không được khuyến nghị
Hình 4 - Vật liệu gang - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với các vật liệu gang
(chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của 6.3 và Bảng 2)
Trang 10CHÚ THÍCH 1: Hàm lượng các bon danh nghĩa ≥ 0,20 %.
CHÚ THÍCH 2: Đường MX của thép hợp kim từ phiên bản trước của tiêu chuẩn này đã được thay bằng đường ME
CHÚ THÍCH 3: Việc sử dụng trị số ứng suất đường ME cho các thép hợp kim dựa nhiều vào kinh nghiệm của nhà sản xuất Đường này không được hỗ trợ bởi thử nghiệm chuẩn hóa thực hiện gần đây (2011) Các kết quả nhận được không có sự ổn định hóa tróc rỗ
Hình 5 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với các thép rèn tôi thể tích (chú ý được rút ra
cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 3)
CHÚ DẪN:
Trang 11F lim trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm
FE trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm2
HV độ cứng bề mặt
1 thép các bon
2 thép hợp kim
CHÚ THÍCH: Hàm lượng các bon danh nghĩa ≥ 0,20 %
Hình 6 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với các thép rèn tôi thể tích (chú ý
được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 3)
Hình 7 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với các thép đúc tôi thể tích (chú ý được rút ra
cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 4)
CHÚ DẪN:
H lim trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm2
FE trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm2
HV độ cứng bề mặt
1 thép các bon
Trang 122 thép hợp kim
Hình 8 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với các thép đúc tôi thể tích (chú ý
được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 4)
CHÚ DẪN:
H lim trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), N/mm2
HRC độ cứng bề mặt
HV độ cứng bề mặt
CHÚ THÍCH: Yêu cầu chiều sâu lớp tôi bề mặt thích hợp (xem 5.6.1)
Hình 9 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với các thép rèn được tăng cứng bề mặt (chú ý
được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 5)
CHÚ DẪN:
F lim trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm2
FE trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm2
HRC độ cứng bề mặt
HV độ cứng bề mặt
a độ cứng lõi ≥ 30 HRC
b độ cứng lõi ≥ 25 HRC độ thấm tôi Jominy tại J = 12 mm ≥ 28 HRC
c độ cứng lõi ≥ 25 HRC độ thấm tôi Jominy tại J = 12 mm < 28 HRC
Trang 13CHÚ THÍCH 1: Yêu cầu chiều sâu lớp tôi bề mặt thích hợp (xem 5.6.2).
CHÚ THÍCH 2: Xem 6.6
Hình 10 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với các thép rèn được tăng cứng
bề mặt (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 5)
F lim trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm2
FE trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm2
HRC độ cứng bề mặt
HV độ cứng bề mặt
CHÚ THÍCH: Chỉ các góc lượn được tăng cứng Các giá trị cho các góc lượn không được tăng cứng
Trang 14không được cung cấp Yêu cầu chiều sâu lớp tối bề mặt thích hợp.
Hình 12 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với các thép rèn và thép đúc được tôi bằng ngọn lửa hoặc bằng cảm ứng (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 6)
a) Thép thấm nitơ: tôi, ram và thấm nitơ thể khí b) Thép tôi thể tích: tôi, ram và thấm nitơ thể
CHÚ THÍCH: Yêu cầu chiều sâu thấm nitơ thích hợp (xem 5.6.3)
Hình 13 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với thép dập vuốt được thấm nitơ/thép thấm nitơ/thép tôi thể tích và thấm nitơ (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 7)
a) Thép thấm nitơ: tôi, ram và thấm nitơ thể khí
Trang 15b) Thép tôi thể tích: tôi, ram và thấm nitơ thể khí
CHÚ DẪN:
F lim trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm2
FE trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm2
HRC độ cứng bề mặt
HV độ cứng bề mặt
CHÚ THÍCH 1: Chỉ thích hợp áp dụng đối với Hình a): đối với độ cứng mặt bên răng > 750 HV1, trị số
ứng suất cho phép có thể được giảm xuống bởi sự hóa giòn khi độ dày lớp trắng vượt quá 10 m
Yêu cầu chiều sâu thấm nitơ thích hợp, xem 5.6.3
CHÚ THÍCH 2: Chỉ thích hợp áp dụng đối với Hình a): nhôm chứa thép thấm nitơ hợp kim ni tơ rát (Nitralloy) N, hợp kim ni tơ rát 135 và tương tự bị giới hạn các cấp ML và MQ Trị số ứng suất chân răng F lim đối với các vật liệu này bị giới hạn đến giá trị 250 N/mm2 cho ML và 340 N/mm2 cho MQ.CHÚ THÍCH 3: Chỉ thích hợp áp dụng đối với Hình b): Yêu cầu chiều sâu thấm nitơ thích hợp, xem 5.6.3
Hình 14 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với thép dập vuốt được thấm nitơ/thép thấm nitơ/thép tôi thể tích thấm nitơ (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của
CHÚ THÍCH: Yêu cầu chiều sâu thấm nitơ thích hợp (xem 5.6.3)
Hình 15 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với thép dập vuốt (gia công áp lực) được
Trang 16thấm nitơ-các bon (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 8)
CHÚ DẪN:
F lim trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm2
FE trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm2
HRC độ cứng bề mặt
HV độ cứng bề mặt
CHÚ THÍCH: Yêu cầu chiều sâu thấm nitơ thích hợp, xem 5.6.3
Hình 16 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với thép dập vuốt được thấm
nito-các bon (chú ý được rút ra cho nito-các yêu cầu chất lượng của Bảng 8) 5.6 Chiều sâu biến cứng của các bánh răng được tăng cứng bề mặt trong điều kiện hoàn thiện 5.6.1 Quy định chung
Các răng được tăng cứng bề mặt đòi hỏi chiều sâu biến cứng thích hợp để chống lại trạng thái ứng suất trong răng chịu tải Các giá trị chiều sâu tăng cứng nhỏ nhất và lớn nhất phải được thể hiện trên bản vẽ Nếu quy định chiều sâu tôi nhỏ nhất, chú ý là các giá trị “tối ưu” đối với khả năng tải uốn và bềmặt được tính toán một cách riêng biệt và không nhất thiết giống nhau Không nên vượt quá các chiều sâu biến cứng lớn nhất đã quy định, vì như vậy sẽ làm tăng rủi ro của sự hóa giòn các đỉnh răng
và trị số ứng suất cho phép thấp hơn.4)
a) Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt để đạt được các giá trị độ bền
quy định đối với tróc rỗ (CHDH opt) được thể hiện trên Hình 17 CHDH opt là chiều sâu tăng cứng lớp
bề mặt hiệu dụng tối ưu liên quan đến ứng suất tiếp xúc cho phép đối với tuổi thọ dài tại vòng tròn chuẩn sau khi hoàn thiện răng:
CHÚ DẪN:
CHD chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt, mm
4) Dữ liệu của 5.6 có thể không áp dụng cho các bánh răng côn
5) Định nghĩa chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt theo Bảng 5, hạng mục 9
Trang 17mn mô đun pháp, mm
khả năng uốn và tải của bề mặt
b) Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt để đạt được các giá trị độ bền
quy định liên quan đến uốn chân răng (CHDF opt): CHDF opt là chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt hiệu dụng tối ưu liên quan đến ứng suất uốn cho phép đối với tuổi thọ dài tại góc lượn chân răng trên đường pháp tuyến đến đường tiếp tuyến 30° (bánh răng có răng ngoài), đường tiếp tuyến 60° (bánh răng răng trong) sau khi hoàn thiện răng:
c) Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt liên quan đến sự nghiền lớp bề
mặt (CHDc): CHDc là chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt hiệu dụng nhỏ nhất tại vòng tròn chuẩn sau khi hoàn thiện răng dựa trên chiều sâu của ứng suất cắt lớn nhất tính từ tải trọng tiếp xúc
CHÚ THÍCH: Liên quan đến sự nghiền lớp bề mặt, hiện tại chưa có phương pháp tính toán được chuẩn hóa
Một hướng dẫn để tránh sự nghiền lớp bề mặt, giá trị CHDc được cho bởi công thức sau Chú ý là công thức này không có hiệu lực đối với trị số ứng suất tiếp xúc H > 1400 N/mm2
2 1
2 1
cos
sin
z z
z U
d
CHD
b H
wt w
UH = 66 000 N/mm2 đối với các cấp chất lượng MQ/ME;
UH = 44 000 N/mm2 đối với các cấp chất lượng ML
d) Các giới hạn khuyến nghị của chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt hiệu dụng nhỏ nhất và lớn
nhất: CHDmin/max là chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt hiệu dụng tại vòng tròn chuẩn/reference circle sau
khi hoàn thiện răng (các giá trị cũng được thể hiện trên Hình 17): CHDmin ≥ 0,3 mm và CHDmax ≤ 0,4 ·
mn (≤ 6 mm)
a) Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu thấm nitơ hiệu dụng (NHD): xem Hình 18.
Hình 18 - Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu thấm nitơ, NHD
b) Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu thấm nitơ liên quan đến sự nghiền lớp bề mặt (NHDc):
NHDC là chiều sâu thấm nitơ hiệu dụng nhỏ nhất cho các bánh răng thấm nitơ và dựa trên chiều sâu
6) Định nghĩa chiều sâu thấm nitơ theo Bảng 7, hạng mục 7
