【文章內容簡介】 熱處理或表面處理，可以成為常用的齒輪材料； b) 鑄鐵，由于鑄鐵的抗 耐沖擊性能都比較差，因此主要用于制造低速不重復的開式傳動，功率不大的齒輪，常用材料有 HT250,HT300 等，常作為低速、輕載、不太重要場合的齒輪材料；。 c) 非金屬材料，對高速輕載而又要求低噪音的齒輪的齒輪傳動，也可用非金屬材料，加夾布膠木、尼龍等。常用的齒輪材料，熱處理方法、硬度、應用舉例見表 6— 4，適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場合。 2) 熱處理：應考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工 藝；鋼制軟齒面齒輪，其配對兩輪齒面的硬度差應保持在 30~50HBS 或更多。 a) 表面淬火 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，不可磨齒，硬度可達 52～ 56HRC，面硬芯軟，能承受一定沖擊載荷。 a) 滲碳淬火 滲碳鋼為含碳量 ～ %的低碳鋼和地碳合金鋼，如 20C 等。齒面硬度達 冀中職業(yè)學院畢業(yè)論文 7 到 56～ 62HRC，齒面接觸強度高，耐磨性好，齒芯韌性高，常用于受沖擊載荷的重要傳動。通常滲碳淬火或要磨齒。 b) 調質 調質一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如 4 45C、 35SiMn 等。調質處理后齒面硬度為： 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。 c) 正火 正火能消除內應力、細化晶粒、改善力學性能和切削性能。機械強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。 d) 滲氮 滲氮是一種化學處理。 滲氮后齒面硬度可達 60～ 62HBC。氮化處理溫度低，輪齒變形小，適用于難以磨齒的場合，如內齒輪。 特點及應用：調質、正火處理后的硬度低， HBS? 350,屬于軟齒面，工藝簡單，用于一般傳動。當大小齒輪都是軟齒面時。因小輪齒很薄，彎曲強度低，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。常用于結構緊湊的場合。 所以為制造方便，才用軟吃面，大小齒輪均用 45 鋼，小齒輪調制處理 ，吃面硬度：229～ 286HBS,大齒輪正火處理，吃面硬度： 169～ 217HBS。 冀中職業(yè)學院畢業(yè)論文 8 直齒圓柱 齒輪毛坯材料的合理選擇 在加工之前， 為了保證齒輪工作的可靠性，提高其使用壽命，齒輪的材料及其熱處理應根據 實際的 工作條件和材料的特點來選取。 在本文的一些條件下， 對齒輪材料的基本要求是 ：應使齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒心具有足夠的韌性，以防止齒面的各種失效，同時應具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達到齒輪的各種技術要求。 可以知道的是， 常用的齒輪材料為各種牌號的優(yōu)質碳素結構鋼、合金結構鋼、鑄鋼冀中職業(yè)學院畢業(yè)論文 9 鑄鐵和非金屬材料等。一般多采用鍛件或軋制鋼材。當齒輪結構尺寸較大，輪坯不易鍛造時，可采用鑄鋼。開式低速傳動時，可采用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。低速重載的齒輪易產生齒面塑性變形，輪齒也易折斷，宜選用綜合性能較好的鋼材。高速齒輪易產生齒面點蝕，宜選用齒面硬度高的材料。受沖擊載荷的齒輪，宜選用韌性好的材料 。對高速、輕載而又要求低噪聲的齒輪傳動，也可采用非金屬材料、如夾布膠木、尼龍等。 滿足材料的機械性能 在加工過程中，如果齒根部受到大彎曲應力，可能產生齒面或齒體強度失效；如果齒面各點都有相對滑動，會產生磨損。 齒輪主要的失效形式有齒面電蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。 因此我們要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強度和韌性。 材料的經濟性要求 在滿足使用性能的前提下，選用齒輪材料還應該注意盡量降低零件的總成本。從材料 本身價格來考慮，碳鋼和鑄鐵的價格比較低廉，因此在滿足零件機械性能的前提下選用碳鋼和鑄鐵，不僅具有較好的加工工藝性能，而且可以降低成本。 從齒輪生產過程的耗費來考慮。首先，采用不同的熱處理方法相對加工費用也不一樣。其次，通過改進熱處理工藝也可以降低成本 。 滿足材料的工藝性能 材料的工藝性能是指材料本身能夠適應各種加工工藝要求的能力。 齒輪的制造要經過鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工，因此選擇材料時要特別注意材料的工藝性能。一般來說，碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好，其機械性能可 以滿足一般工作條件的要求，但強度不高，淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強度高，但鍛造、切削加工性能較差。我們可以通過改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途徑來改善材料的工藝性能。 冀中職業(yè)學院畢業(yè)論文 10 直齒圓柱齒輪的計算 設計傳遞功率 P=10Kw，電動機驅動，小齒輪轉速為 N1=1000r/min，傳動比 i=4,單向轉動，載荷平穩(wěn)，使用壽命 10 年，單班制工作。 分析： (1)選擇齒輪材料及精度等級 小齒輪選用 45 鋼調質，硬度為 220～ 250HBS。大齒輪選用 45 鋼正火，硬度為 170～，由提供的材料知選 8級精度，要求齒面粗糙度 Ra=. (2)按齒面接觸疲勞強度設計 銀兩齒輪均為鋼質齒輪，可應用公式求出 d1的值，確定有關參數及系數： 1)轉矩 T1 T1= 106 P/N1= 106 10/1000N mm= 104 2)載荷系數 K 查表知 K= 3)齒數 Z1和齒寬系數 ψ d 小齒輪的齒數 z1 取為 25，則大齒輪的 z2=，而齒輪齒面又為軟齒面，由材料選取 ψ d=1。 4）許用接觸應力 [σ H] 由圖查得 σ Hlim1=560MPa, σ Hlim2=530MPa 由表查得 SH=1。 N1=60njLh=60 1000 1 (10 52 40)= 109 N2=N1/i= 109/4= 108 由圖得 ZNT1=1， ZNT2=。 由式可得 [σ H]1= ZNT1σ Hlim1/SH=1 560/1MPa=560MPa [σ H]2= ZNT2σ Hlim2/ SH= 530/1MPa=562MPa 故 d1≥ 錯誤 !未找到引用源。 = 錯誤 !未找到引用源。 mm= m=錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 mm= 冀中職業(yè)學院畢業(yè)論文 11 由表取標準模數 m=. (3)計算主要尺寸 錯誤 !未找到引用源。 =m 錯誤 !未找到引用源。 = 25mm= 錯誤 !未找到引用源。 =m 錯誤 !未找到引用源。 = 100mm=250mm b=ψ d 錯誤 !未找到引用源。 =1 = 經圓整后取 b2=65mm. 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 +5mm=70mm a=錯誤 !未找到引用源。 m(z1+z2)=錯誤 !未找到引用源。 (25+100)mm = (4)按齒根彎曲疲勞強度較核 由上式得出 錯誤 !未找到引用源。 ，如 錯誤 !未找到引用源。 ≤ [錯誤 !未找到引用源。 ]則校核合格。 確定有關系數與參數： 1） 齒形系數 錯誤 !未找到引用源。 查表得 YF1=， YF2=。 2） 應力修正系數 錯誤 !未找到引用源。 查表得 YS1=， YS2= 3)許用彎曲應力 [錯誤 !未找到引用源。 ] 由圖查得 錯誤 !未找到引用源。 =210MPa,錯誤 !未找到引用源。 =190MPa. 由表查得 錯誤 !未找到引用源。 =. 由圖查得 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =1。 由上式可得 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 MPa=162MPa 錯誤 !未找到