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齿轮类零件选材及热处置工艺解析

   日期:2019-12-08     来源:www.51serive.com    作者:二手网    浏览:790    评论:0    
核心提示:1齿轮的用途  齿轮的主要功效是传递扭矩、调节速度、改变运动方向。  2工作条件  (1)一对相互啮合的齿轮,是通过齿面的

1齿轮的用途
  齿轮的主要功效是传递扭矩、调节速度、改变运动方向。
  2工作条件
  (1)一对相互啮合的齿轮,是通过齿面的接触、滑动传递动力,所以齿根受很大交变弯曲应力功效、齿面受较大接触应力并有强烈的摩擦和磨损。
  (2)在换档、启动、啮合不良时,承受肯定的冲击载荷。
  3失效形式
  常见的失效形式有轮齿折断、齿面磨损、齿面剥落、齿面点蚀、过载断裂等。
  4力学性能需要
  (1)高的弯曲疲劳强度。
  (2)齿面应具有高的接触疲劳强度、高的硬度和耐磨性。
  (3)齿轮心部应具有良好的综合力学性能或较好的强韧性。
  5齿轮零件常用材料及热处置
  (1)中碳钢和中碳合金钢。一般承载不大的低、中速传动齿轮,常选用40、45、40Cr、40MnB钢等,经调质处置或正火(需要不高时)达到性能需要(较好的综合力学性能)。经表面淬火、低温回火,表面硬度可达52~58HRC,具有较高的耐磨性。这类齿轮不可以承受较大的冲击载荷。
  (2)低碳钢和低碳合金钢。承受较大冲击载荷的重载高速齿轮一般选用20Cr、20CrMnTi、20MnVB、18Cr2Ni4WA钢等,个别需要不高的也可选用20钢。经渗碳、淬火、低温回火,可使齿面获得很高的硬度(58~62HRC)和耐磨性,心部具有较高的强度和韧性。
  (3)对直径较大(φ>400~600mm)、形状复杂的齿轮毛坯,难以锻造成形时,可使用铸钢,如ZG270-500、ZG310-570等。
  (4)对一些轻载、低速、不受冲击、精度需要不高的不太要紧的齿轮,可使用灰铸铁,如HT200、HT250、HT300等。灰铸铁多用于开式传动;在闭式传动中,可用球墨铸铁代替铸钢制造齿轮,如QT600-3、QT500-7等。
  (5)对仪表中某些在腐蚀介质中工作的轻载齿轮,可使用黄铜、铝青铜、锡青铜、硅青铜等有色金属;对受力不大的仪器、仪表齿轮,在无润滑条件下工作的小齿轮,可使用棉纶、ABS、聚甲醛等工程塑料制造。
  6齿轮零件选材举例
  (1)机齿轮。右图是卧式车床主轴箱三联滑移齿轮,用于传递扭矩和调节速度。工作时,拨动主轴箱的外手柄使该齿轮在轴上滑移,借助与不一样齿数的齿轮啮合,获得不一样的转速。该齿轮承载不大,工作比较平稳,冲击不大,可选用中碳钢制造。由于该齿轮较厚,分析到淬透性问题,选用40Cr钢较为适合。其工艺路线为:
  下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→轮齿感应淬火+低温回火→精磨。
  正火是预先热处置,可消除锻造产生的残余应力,调整硬度便于机械加工,细化晶粒、改变组织;调质可使齿轮获得较高的综合力学性能,改变心部的强度和韧性,使齿轮能承受较大的交变弯曲应力和肯定的冲击力;感应淬火可提升齿面的硬度、耐磨性和接触疲劳强度;低温回火可消除淬火应力、防止产生磨削裂纹、提升抗冲能力。
  (2)汽车齿轮。右图是解放牌汽车的变速箱中的齿轮,其任务是将发动机的动力传递到后轮,承受重载和大的冲击力,工作条件比机床齿轮复杂,需要齿面具有高的硬度(60~62HRC)和耐磨性、齿心部具有高的强度和优良的韧性,分析到渗碳工艺性的需要和淬透性的问题,可选用20CrMnTi钢。其工艺路线为:
  下料→锻造→正火→粗加工、半精加工→渗碳→淬火+低温回火→喷丸→校正花键孔→精磨齿。
  渗碳是为了提升表层的碳含量。淬火是为了使表层获得高碳马氏体和碳化物,具有高的硬度(58~62HRC)、耐磨性和疲劳强度;心部获得低碳马氏体,硬度可达到33~48HRC,具有高的强韧性。低温回火消除淬火应力、提升抗冲能力、防止产生磨削裂纹。喷丸可增大渗碳层的压应力,有利于提升疲劳强度。

 
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