齿轮类零件选材及热处置工艺分析

案例详情

1 齿轮的作用

齿轮的重要作用是传递扭矩、调节速度、扭转活动方向。。。

2 工作前提

(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作用、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,,接受肯定的冲击载荷。。。

3 失效大局

常见的失效大局有轮齿折断、齿面磨损、齿面剥落、齿面点蚀、过载断裂等。。。

4 力学机能要求

(1)高的弯曲委顿强度。。。

(2)齿面应拥有高的接触委顿强度、高的硬度和耐磨性。。。

(3)齿轮心部应拥有优良的综合力学机能或较好的强韧性。。。

5 齿轮零件常用资料及热处置

(1)中碳钢和中碳合金钢。。。通常承载不大的低、中速传动齿轮,,常选用40、45、40Cr、40MnB钢等,,经调质处置或正火(要求不高时)达到机能要求(较好的综合力学机能)。。。经理论淬火、低温回火,,理论硬度可达52~58HRC,,拥有较高的耐磨性。。。这类齿轮不能接受较大的冲击载荷。。。

(2)低碳钢和低碳合金钢。。。接受较大冲击载荷的重载高速齿轮通常选用20Cr、20CrMnTi、20MnVB、18Cr2Ni4WA钢等,,个别要求不高的也可选用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,,心部拥有较高的强度和韧性。。。

(3)对直径较大(φ>400~600mm)、状态复杂的齿轮毛坯,,难以铸造成形时,,可选取铸钢,,如ZG270-500、ZG310-570等。。。

(4)对一些轻载、低速、不受冲击、精度要求不高的不太重要的齿轮,,可选取灰铸铁,,如HT200、HT250、HT300等。。。;抑嘤糜诳酱;在闭式传动中,,可用球墨铸铁包办铸钢制作齿轮,,如QT600-3、QT500-7等。。。

(5)对仪表中某些在侵蚀介质中工作的轻载齿轮,,可选取黄铜、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,,在无光滑前提下:作的小齿轮,,可选取尼龙、ABS、聚甲醛等工程塑料制作。。。

6 齿轮零件选材举例

(1)机床齿轮。。。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,,利用与分歧齿数的齿轮啮合,,获得分歧的转速。。。该齿轮承载不大,,工作比力安稳,,冲击不大,,可选用中碳钢制作。。。由于该齿轮较厚,,思考到淬透性问题,,选用40Cr钢较为相宜。。。其工艺路线为::

下料→铸造→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,,可解除铸造产生的残存应力,,调整硬度便于机械加工,,细化晶粒、改善组织;;调质可使齿轮获得较高的w合力学机能,,改善心部的强度和韧性,,使齿轮能接受较大的交变弯曲应力和肯定的冲击力;;感应淬火可提高齿面的硬度、耐磨性和接触委顿强度;;低温回火可解除淬火应力、预防产生磨削裂纹、提高抗冲能力。。。

(2)汽车齿轮。。。右图是解放牌汽车的变速箱中的齿轮,,其工作是将发起机的动力传递到后轮,,接受重载和大的冲击力,,工作前提比机床齿轮复杂,,要求齿面拥有高的硬度(60~62HRC)和耐磨性、齿心部拥有高的强度和良好的韧性,,思考到渗碳工艺性的要求和淬透性的问题,,可选用20CrMnTi钢。。。其工艺路线为::

下料→铸造→正火→粗加工、半精加工→渗碳→淬火+低温回火→喷丸→校对花键孔→精磨齿。。。

渗碳是为了提高表层的x含量。。。淬火是为了使表层获得高碳马氏体和碳化物,,拥有高的硬度(58~62HRC)、耐磨性和委顿强度;;心部获得低碳马氏体,,硬度可达到33~48HRC,,拥有高的强韧性。。。低温回火解除淬火应力、提高抗冲能力、预防产生磨削裂纹。。。喷丸可增大渗碳层的压应力,,有利于提高委顿强度。。。


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