解放牌汽車(chē)變速箱齒輪熱處理工藝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-11-28 09:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理 性 。 c) 工廠生產(chǎn)條件及批量 確定熱處理工藝時(shí)還應(yīng)考慮工廠的現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)、現(xiàn)有設(shè)備、生產(chǎn)批量等因素。在保證技術(shù)要求和質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，可選用周期作業(yè)爐、連續(xù)作業(yè)爐或設(shè)計(jì)新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。 熱處理工藝規(guī)程的擬定 a. 分析所有可能的熱處理工藝方案，比較后選擇其中保證工件高質(zhì)量而有最經(jīng)濟(jì)的方案； b. 需要熱處理的工件應(yīng)按材料、形狀、尺寸、重量和性能要求等選擇合適的熱處理工藝； c. 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)加熱和冷卻設(shè)備選擇工件的加熱和冷卻方法； 12 d. 熱處理工藝過(guò)程各工序順序應(yīng)力求優(yōu)化，避免在工藝傳遞過(guò)程中的重復(fù)。 本課程設(shè)計(jì)任務(wù) 1. 根據(jù)所給零件，分 析服役條件和可能的失效形式； 2. 根據(jù)失效形式，確定零件的性能特點(diǎn)； 3. 根據(jù)性能特點(diǎn)，選擇材料，分析含碳量及合金元素的作用； 4. 根據(jù)零件的材料，確定該零件的加工工藝路線以及熱處理在加工工藝路線中的位置； 5. 擬定熱處理工藝規(guī)程，畫(huà)出熱處理工藝曲線示意圖；說(shuō)明各熱處理工藝曲線中加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻介質(zhì)的選擇理由，分析各熱處理工藝后的力學(xué)性能； 6. 畫(huà)出各熱處理工藝后的金相組織示意圖，分析顯微組織特點(diǎn)，說(shuō)明相組成物、組織組成物的名稱(chēng) 。 7. 編寫(xiě)熱處理工藝過(guò)程中的質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目。 13 2．解放牌汽車(chē)變速箱齒輪的熱處理 工藝設(shè)計(jì) 汽車(chē)變速齒輪的服役條件 齒輪是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的重要零件之一。其主要作用是傳遞動(dòng)力，改變運(yùn)動(dòng)速度和方向。是主要零件。其服役條件如下： 1) 齒輪工作時(shí)，通過(guò)齒面的接觸來(lái)傳遞動(dòng)力。兩齒輪在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，既有滾動(dòng)，又有滑動(dòng)。因此，齒輪表面受到很大的接觸疲勞應(yīng)力和摩擦力的作用。在齒根部位受到很大的彎曲應(yīng)力作用； 2) 在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的過(guò)載產(chǎn)生振動(dòng)，承受一定的沖擊力或過(guò)載； 3) 變速齒輪在換檔時(shí)，端部受沖擊，承受一定沖擊力； 4) 在一些特殊環(huán)境下，受介質(zhì)環(huán)境的影響而承受其它特殊的力的作用。 汽車(chē)變速齒輪常 見(jiàn)的失效形式 根據(jù)其服役條件，常見(jiàn)的失效形式為： 1) 疲勞斷裂 齒輪在交變應(yīng)力和摩擦力的長(zhǎng)期作用下，導(dǎo)致齒輪點(diǎn)面接疲勞 斷裂。其產(chǎn)生是由于當(dāng)齒輪受到彎曲應(yīng)力超過(guò)其持久極限就出現(xiàn)疲勞破壞而超過(guò)材料抗彎強(qiáng)度時(shí)，就造成斷裂失效； 2) 表面損傷 a) 點(diǎn)蝕：是閉式齒輪傳動(dòng)中最常見(jiàn)的損壞形式，點(diǎn)蝕進(jìn)一步發(fā)展，表現(xiàn)為蝕坑至斷裂 。 14 b) 硬化層剝落：由于硬化層以下的過(guò)渡區(qū)金屬在高接觸應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形，使表面壓應(yīng)力降低，形成裂紋造成碳化層剝落； 3) 磨損失效 b) 摩擦磨損：汽車(chē)、拖拉機(jī)上變速齒輪屬于主載荷齒輪，受力比較大，摩擦產(chǎn)生熱量較大 ，齒面因軟化而造成塑性變形，在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)粘結(jié)而后又被撕裂，造成齒面摩擦磨損失效 b) 磨粒磨損：外來(lái)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入相互嚙合的齒面間，使齒面產(chǎn)生機(jī)械擦傷和磨損，比正常磨損的速度來(lái)得更快。 另外，齒輪除上述失效形式外，還有在 換檔 時(shí)，齒端相互撞擊 ，而 造成的齒端磨損，或因換檔過(guò)猛或過(guò)載造成斷裂以及齒面塑性變形，崩角等失效形式。 汽車(chē)變速齒輪的性能要求 根據(jù)變速齒輪服役條件及失效形式，對(duì)齒輪的性能作如下要求： 1) 有較高的彎曲疲勞強(qiáng)度； 2) 表面有高的硬度和耐磨性； 3) 具有高接觸疲勞抗力； 4) 足夠的塑性和韌性； 5) 高的淬透性。 汽車(chē)變速齒輪的材料的選擇 汽車(chē)變速齒輪屬于重載荷齒輪，受力較大，且頻繁受沖擊，因此在耐磨性、疲勞強(qiáng)度、抗沖擊能力等方面要求較高，為滿(mǎn)足表面耐磨 15 性和整體強(qiáng)韌性的要求，一般選用滲碳鋼，如 20Cr、 20CrMnTi,選用熱處理為：滲碳。 汽車(chē)變速齒輪備選材料分析 對(duì)于 20Cr 1) 成分 C﹪＝ ～ ﹪ Si﹪＝ ～ ﹪ Mn﹪＝ ～ ﹪ Cr﹪＝ ～ ﹪ P﹪ ≤ ﹪ S﹪ ≤ ﹪ 臨界點(diǎn)： Ac1＝ 760℃ Ac3＝ 830℃ 2) 性能特點(diǎn) 20Cr 是典型的低淬透性鋼，但比相同含碳量的碳素鋼的強(qiáng)度和淬透性都有明顯提高，油淬后可得馬氏體淬硬層為 Φ20～23，常用于制造截面尺寸小于 30 ㎜，形狀簡(jiǎn)單，受力不大，變速檔較高，負(fù)載不大的而耐磨滲碳零件。 20Cr 正火后硬度為 HB179～ 217，顯微組織為均勻分布的片狀珠光體和鐵素體，經(jīng)滲碳后淬火，回火，表面硬度達(dá) 56～ 62HRC，心部硬度達(dá) 35～ 45HRC。 σb≥ 835MPa， σS≥ 540MPa, δS≥ 10﹪ , ψ≥ 40﹪ , Ak≥ 47J。 對(duì)于 20CrMnTi 鋼 1) 成分 C﹪ ＝ ～ ﹪ Si﹪＝ ～ ﹪ Mn﹪＝ ～ ﹪ Cr﹪ ＝ ～ ﹪ Ti﹪＝ ～ ﹪ S、 P﹪≤ ﹪ 臨界點(diǎn)： Ac1＝ 750℃ Ac3＝ 835℃ 16 2) 主要性能 20CrMnTi 是典型的中淬透性鋼，該鋼由于 Cr、 Mn 多元復(fù)合合金化的作用，淬透性好，油淬臨界直徑為 40mm 左右。滲碳后淬火回火具有較高耐磨性和抗彎強(qiáng)度以及高的強(qiáng)韌性，特別是良好的低溫沖擊韌性，鋼的滲碳工藝性較好，晶粒長(zhǎng)大傾向小，熱處理工藝簡(jiǎn)單，但高溫回火時(shí)有回火脆性?xún)A向，滲碳后可直接淬火，變形比較小。 20CrMnTi 的熱加工和冷加工性能較好，正火后硬度為HB180～ 230，相對(duì)切削性能好，并可獲得光潔的表面。 一般可用于制造截面在 30mm 以下的承受高速、中速及重載荷以及沖擊和摩擦的重要滲碳零件，如齒輪、齒輪圈、離合器軸、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子等。 由以上分析可得：解放牌汽車(chē)變速箱齒輪從服役條件、失效形式、性能綜合考慮，故選用 20CrMnTi 作為汽車(chē)變速齒輪的材
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