【正文】 潘存云教授研制 續(xù)表 101 常用齒輪材料及其機(jī)械性能 材料牌號 熱處理方法 強(qiáng)度極限 屈服極限 硬度 (HBS) σB / MPa σS / Mpa 齒芯部 齒面 ZG340~640 700 380 241~269 45 650 360 217~255 30CrMnSi 1100 900 310~360 35SiMn 750 450 217~269 38SiMnMo 700 550 217~269 40Cr 700 500 241~286 20Cr 650 400 300 20CrMnTi 1100 850 300 12Cr2Ni4 1100 850 320 35CrAlA 950 750 255~321 85HV 滲碳后淬火 調(diào)質(zhì) 20Cr2Ni4 1200 1100 350 38CrMnAlA 1000 850 255~321 85HV 夾布膠木 100 25~35 調(diào)質(zhì)后氮化 (氮化層 δ~) 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 熱處理方法 表面淬火 滲碳淬火 調(diào)質(zhì) 正火 滲氮 一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如 4 40Cr等。表面淬火后輪齒變形小，可不磨齒，硬度可達(dá) 52~56HRC，面硬芯軟，能承受一定沖擊載荷。 高頻淬火、火焰淬火 三、齒輪材料的熱處理和化學(xué)處理 2. 滲碳淬火 滲碳鋼為含碳量 ~%的低碳鋼和低碳合金鋼，如 20Cr等。齒面硬度達(dá) 56~62HRC，齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性好，齒芯韌性高。常用于受沖擊載荷的重要傳動。通常滲碳淬火后要磨齒。 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如 4 40Cr、35SiMn等。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度為：220~260HBS 。因為硬度不高，故可在熱處理后精切齒形，且在使用中易于跑合。 4. 正火 正火能消除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化晶粒、改善力學(xué)性能和切削性能。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可用中碳鋼正火處理。大直徑的齒輪可用鑄鋼正火處理。 滲氮是一種化學(xué)處理。滲氮后齒面硬度可達(dá)60~62HRC。氮化處理溫度低，輪齒變形小，適用于難以磨齒的場合，如內(nèi)齒輪。材料為： 38CrMoAlA. 5. 滲氮 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 特點(diǎn)及應(yīng)用： 調(diào)質(zhì)、正火處理后的硬度低， HBS ≤ 350 ， 屬軟齒面，工藝簡單、用于一般傳動。當(dāng)大小齒輪都是軟齒面時，因小輪齒根薄，彎曲強(qiáng)度低，故在選材和熱處理時，小輪比大輪硬度高 : 20~50HBS 表面淬火、滲碳淬火、滲氮處理后齒面 硬度高，屬硬齒面。其承載能力高，但一般需要磨齒。常用于結(jié)構(gòu)緊湊的場合。 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 四、齒輪材料選用的基本原則 1) 齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強(qiáng)度、壽 命、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等； 2)應(yīng)考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和 制造工藝； 3)正火碳鋼，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊 下工作的齒輪；調(diào)質(zhì)碳鋼可用于在中等沖擊載荷 下工作的齒輪； 6)鋼制軟齒面齒輪，其配對兩輪齒面的硬度差應(yīng)保 持在 30~50HBS或更多。 4)合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工 作的齒輪； 5)航空齒輪要求尺寸盡可能小，應(yīng)采用表面硬化處 理的高強(qiáng)度合金鋼； 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 167。 104 齒輪傳動的計算載荷 齒輪傳動強(qiáng)度計算中所用的載荷，通常取沿齒面接觸線單位長度上所受的載荷，即： 實際傳動中由于原動機(jī)、工作機(jī)性能的影響以及制造誤差的影響，載荷會有所增大，且沿接觸線分布不均勻。 接觸線單位長度上的最大載荷為： LKFKpp nca ??K為載荷系數(shù)，其值為： K＝ KA Kv Kα Kβ LFp n?Fn 為輪齒所受的公稱法向載荷。 式中： KA ─使用系數(shù) Kv ─動載系數(shù) Kα─齒間載荷分配系數(shù) Kβ─齒向載荷分布系數(shù) 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 表 102 使用系數(shù) KA 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 動載系數(shù)Kv 0 10 20 30 40 50 m/s Kv 十分精密的齒輪裝置 10 8 7 6 9 表 103 齒間載荷分配系數(shù) Kα 精度等級 II組 5 6 7 8 5級及更低 KAFl/b ≥ 100N/mm 100N/mm 經(jīng)表面應(yīng)化的直齒輪 經(jīng)表面應(yīng)化的斜齒輪 ≥ 未經(jīng)表面應(yīng)化的直齒輪 未經(jīng)表面應(yīng)化的斜齒輪 ≥ K Hα K Fα K Hα K Fα K Hα K Fα K Hα K Fα ≥ ≥ ≥ ≥ 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 表 104 齒向載荷分配系數(shù) K β 受力變形 制造誤差 安裝誤差 附加動載荷 輪齒變形和誤差還會引起附加動載荷 ，且精度越低，圓周速度越高，動載荷越大。 載荷集中 Fn b ( )max Fn b ( )min 齒向載荷分布系數(shù) ─Kβ 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 續(xù)表 104 齒向載荷分配系數(shù) K β 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 改善齒向載荷不均勻的措施： 1） 增大軸、軸承及支座的剛度； 5） 輪齒修形（腰鼓齒）。 4） 盡可能避免懸臂布置； 3） 適當(dāng)限制輪齒寬度； 2） 對稱軸承配置； b (~)b 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 T1 112