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齿轮常用材料
; F9 h3 U; Q- V3 ]齿轮是依靠本身的结构尺寸和材料强度来承受外载荷的,这就要求材料具有较高强度韧性和耐磨性;由于9 L8 g; C; A2 `" h; l9 J3 E2 E
齿轮形状复杂,齿轮精度要求高,还要求材料工艺性好。8 O5 m# Y% j) A
常用材料为锻钢、铸钢、铸铁。 0 ^; O: B2 ]2 ?( U4 U+ l9 U
一、锻钢 - `; v0 C# b1 g6 K7 B4 N$ r
根据齿面硬度分为两大类 + k7 f7 d; `1 D) p8 E3 i3 O! S
HB<350时,称为软齿面 7 y3 R+ R* n; I: O- x3 f
H8>350时,称为硬齿面 & @, F/ o8 q h+ F
l.齿面硬度 HB<350
8 I5 J2 u# D1 G) Q7 A7 {工艺过程:锻造毛坯→正火--粗车→调质、精加工 " y* Q7 Y2 m# v/ j3 ^$ Z, D# S
常用材料;45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB ' a# ]/ O# Y- y+ ^9 N0 ]3 t
特点: 3 A; W" M5 s; }+ W- g
具有较好的综合性能,齿面具有较高强度和硬度,齿芯具有较好韧性。 8 O6 w2 ~; |/ a. U2 Z
热处理后切齿精度可达8级 。2 I$ F- `- X; }
制造简单、经济、生产率高,对精度要求不高 。
! G' ~4 ?" M5 U, \2.齿面硬度 HB>350 + U& w+ v; J9 ?9 o C7 b2 i
采用中碳钢时:
0 X* R; F) ~- |9 K, h1 P" ]工艺过程:锻造毛坯→常化→粗切→调质→精切→高、中频淬火→低温回火→珩齿或研磨剂跑合、电火花
1 U; N. y6 H' H7 u0 l/ N跑合。
. f6 u$ E" U1 a( L, p5 U常用材料:45、40Cr、40CrNi 。
' ?2 |. X4 G$ g8 f* d- O" N特点:
3 G' s v- w9 x" {* I: d; }4 ?1 v齿面硬度高 HRC=48-55,接触强度高,耐磨性好。 # u7 I) x8 z/ R0 S$ H' l& \' l% t
齿芯保持调质后的韧性,耐冲击能力好,承载能力较高。
: S- m3 u3 k9 y2 [2 |6 s/ l精度下降半数,可达7级精度。
: G& s$ `) R: C5 p( x0 I* k9 x7 u) T- _适用于大量生产,如:汽车、机床等中速中载变速箱齿轮。 5 S! G o* y) ]4 P. g8 e
采用低碳钢时: : y0 H7 G) ]. L
锻造毛坯→常化→粗切→调质→精切→渗碳淬火→低温回火→磨齿。达6级、7级。 $ b) S p; `8 S' G( p9 L5 Q# J8 `$ Q
常用材料;20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo 。
5 s: ]" V4 \0 T特点:
/ i; J, _# V; w0 k& _3 Q齿面硬度,承载能力强。
9 V- t; p+ ?+ \) Z5 S8 q( N* y, [芯部韧性好,耐冲击 。
% y4 X3 ^+ W2 @) u- O' I适合于高速、重载、过载传动或结构要求紧凑的场合,机车主传动齿轮、航空齿轮。
( [3 s7 ~. g2 t8 K: Q; s二、铸钢 , B$ {6 s. B# r" Y8 H' y- x
当齿轮直径d〉400mm,结构复杂,锻造有困难时,可采用铸钢 。
& V3 G) a( n( _+ D- O材料ZG45.ZG55,正火处理。
2 I/ U* |% M, D3 l3 | `/ b常化,調质。
5 d% H2 b( `/ k) L2 }9 g三、铸铁 ; B4 N' ~' ?; a, h; i" l/ Z: {
抗胶合及抗点蚀能力强,但抗冲击耐磨性差。 + U, C7 r. S! p" }9 C7 D8 C6 T$ i
适合工作平稳,功率不大低速或尺寸较大形状复杂时用。能在缺油条件下工作,适于开式传动。
2 W; b5 g+ o7 I. V# |3 H四、非金属材料
, R+ ~( d5 _$ g$ v布质、木质、塑料、尼龙、适于高速轻载。
/ o8 ]) L% {" b+ f! P/ k: Q选取材料时应考虑:
) p, L: ^# ?7 P5 n齿轮的工作条件不同,轮齿的破坏形式不同,是确定齿轮强度计算准则和选择材料和热处理的根据。 7 J/ M0 ^: R8 _" e- e6 G
1.对于受冲击载荷时,轮齿容易折断应选用韧性较好的材料,可选用低碳钢渗碳淬火。
5 L! K% K) f# l. t% H4 i2 P2.对于高速闭式传动,齿面易点蚀,应选用齿面硬度较好的材料,可选用中碳钢表面淬火。
; ]4 |- P- w6 ?3 Z3.对于低速中载,轮齿折断,点蚀,磨损均可发生时,应选取机械强度,齿面硬度等综合机械性能好的材( l) e d4 F" D2 S' U, {5 m0 \
料,可选中碳钢调质精切。
9 t; G3 x _% _7 w) z8 F4.力求材料品种少,便于管理,考虑资源和供应情况。
% k1 Y, r5 ~+ U9 K B! |" h: e& @9 p5.当结构尺寸要求紧凑,耐磨性高时,要采用合金钢。 - i$ @0 [1 A6 b* b
6.制造单位的设备及技术情况。 |
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