常用齒輪材料的選擇及其熱處理工藝-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 齒輪齒條 是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)零件。如果齒輪材料選擇不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)零件的過(guò)早損傷，甚至失效。齒面各點(diǎn)都有相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生磨損。為使兩齒輪的輪齒接近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。 常用材料為鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵。 2．齒面硬度 HB＞ 350 采用中碳鋼時(shí)： 工藝過(guò)程：鍛造毛坯 → ?；?→ 粗切 → 調(diào)質(zhì) → 精切 → 高、中頻淬火 → 低溫回火 → 珩齒或研磨劑跑合、電火花跑合。 精度下降半數(shù)，可達(dá) 7 級(jí)精度。 常用材料； 20Cr、 20CrMnTi、 20MnB、 20CrMnTo 。 二、鑄鋼 當(dāng)齒輪直徑 d〉 400mm，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鍛造有困難時(shí)，可采用鑄鋼 。 適合工作平穩(wěn)，功率不大低速或尺寸較大形狀復(fù)雜時(shí)用。 1．對(duì)于受沖擊載荷時(shí)，輪齒容易折斷應(yīng)選用韌性較好的材料，可選用低碳鋼滲碳淬火。 5．當(dāng)結(jié) 構(gòu)尺寸要求緊湊，耐磨性高時(shí)，要采用合金鋼。因此，應(yīng)將齒輪毛坯經(jīng) 過(guò)正火（正火）或調(diào)質(zhì)處理后切齒。 — 齒輪材料的選擇 及其熱處理工藝 — Page 4 of 6 Page 4 of 6 硬齒面（硬度＞ 350HBS）：需進(jìn)行精加工的齒輪所用的鍛鋼 高速、重載及精密機(jī)器（如精密機(jī)床、航空發(fā)動(dòng)機(jī)）所用的主要齒輪傳動(dòng)，除要求材料性能優(yōu)良，輪齒具有高強(qiáng)度及齒面具有高硬度（如 58～ 65HRC）外，還應(yīng)進(jìn)行磨齒等精加工。 合金鋼根據(jù)所含金屬的成分及性能，可分別使材料的韌性、耐沖擊、耐磨及抗膠合的性能等獲得提高，也可通過(guò)熱處理或化學(xué)熱處理改善材料的力學(xué)性能及提高齒面的硬度。 3．鑄鐵 灰鑄鐵性質(zhì)較脆，抗沖擊及耐磨性都較差，但抗膠合及抗點(diǎn)蝕的能力較好。 齒輪的材料及毛坯是什么 1．高精齒輪的材料及熱處理 高精齒輪的材料及熱處理對(duì)高精齒輪的使用性能和壽命有很大的影響，選擇時(shí)主要考慮高精齒輪的工作條件、結(jié)構(gòu)尺寸、失效形式 (如折斷、磨損或點(diǎn)蝕等 )，使其具有良好的力學(xué)性能。 (4)鑄鐵及其他非金屬材料 (如尼龍、夾布膠木等 )。 (2)鍛件用于重要而受力較大的高精齒輪。齒輪可采用鑄造、切削或擠壓等方法制造。 齒輪能以恒定的傳動(dòng)比將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從一根軸傳遞到另一根軸。若兩根軸互相垂直且它們中心線的延長(zhǎng)線相交，則通常采用圓錐齒輪，然而有些圓錐齒 輪的軸線并非互相垂直。在工作中，它的受力情況比較復(fù)雜，齒輪的齒根部受交變彎曲應(yīng)力，齒面承受大的接觸應(yīng)力并產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦，在換擋、啟動(dòng)和嚙合不良時(shí)，齒輪還承受一定的沖擊載荷。 3)齒輪心部具有足夠的強(qiáng)度和韌性。 2 常用齒輪材料及熱處理工藝的選擇 2． 1 鍛鋼 鍛鋼應(yīng)用最廣泛，通常重要用途的齒輪大多采用鍛鋼制作。在變速箱中，通過(guò)它來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)、曲軸和主軸齒輪的轉(zhuǎn)速；在差速器中 ，通過(guò)齒輪來(lái)增加扭轉(zhuǎn)力矩，且調(diào)節(jié)左右兩車(chē)輪的轉(zhuǎn)速，并將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳給主動(dòng)輪，推動(dòng)汽車(chē)、拖拉機(jī)運(yùn)行，所以傳遞功率、沖擊力及摩擦壓力都很大，工作條件比較惡劣。小模數(shù)齒輪一般采用20Cr和 20CrMnTi，而較大模數(shù)齒輪采用 30CrMnTi鋼。 其工藝路線一般為：備料 —— 鍛造 —— 調(diào)質(zhì)處理 —— 機(jī)械粗加工、半精加工 —— 滲碳 —— 高溫回火 —— 機(jī)械加工 —— 淬火 +低溫回火 —— 機(jī)械精加工 —— 檢驗(yàn) 在此工藝中，由于 12CrNi3A、 12Cr2Ni4A、 18Cr2Ni4WA等高級(jí)滲碳鋼的淬透性較高，退火困難，一般采用調(diào)質(zhì)處理，使硬度降低到 35HRC以下，改善切削加工性能。機(jī)床齒輪大多用于齒輪箱，主要用于傳遞動(dòng)力，改變運(yùn)動(dòng)速度和方向，工作條件較好，載荷不大，工作平穩(wěn)無(wú)強(qiáng)烈沖擊，轉(zhuǎn)速也不高，屬工作條件較好的齒輪。低溫回火是為了消除淬火應(yīng)力，防止產(chǎn)生磨削裂紋和提高抗沖擊能力。 其工藝路線一般為：備料 —— 鍛造 —— 正火 —— 機(jī)械粗加工 —— 調(diào)質(zhì) —— 機(jī)械精加工 由于調(diào)質(zhì)齒輪表面硬度低 ，而且也不存在表面壓應(yīng)力，故其承載能力和疲勞強(qiáng)度都比較低，但因調(diào)質(zhì)齒輪切削加工后不再進(jìn)行熱處理，能保證齒輪的制造精度，故對(duì)大型齒輪特別適宜，減少了淬火引起的變形 (一般認(rèn)為 350mm以下為小齒輪， 350mm～ lO00mm為大型齒輪， lO00mm以上為特大囟輪 )。鑄造齒輪的精度較低，常用于農(nóng)業(yè)機(jī)械。常用的鑄鋼有 ZG270500、 ZG310— 570等。近年來(lái)在閉式傳動(dòng)中，采用球墨鑄鐵 QT6【 x】一 QT5【 x】一 7代替鑄鋼制造齒輪的趨勢(shì)越來(lái)越大。小齒輪材料應(yīng)比大齒輪好些，硬度比大齒
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