常用材料零件--齒輪零件

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1、齒輪傳動是機(jī)械傳動中最主要的一種傳動型式，歷史悠久，應(yīng)用非常廣泛。齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)主要是：????1.?傳動的適用功率和傳動速度范圍廣，從極小到10萬kW，從極低到40m/s以上。????2.?傳動平穩(wěn)，傳動比恒定。????3.?傳動效率高，可達(dá)99%。????4.?結(jié)構(gòu)緊湊，傳動方式多樣。????就齒輪傳動裝置的密封形式來說，分為開式、半開式及閉式三種；就使用情況來說，有低速、高速及輕載、中載、重載之別；就齒輪熱處理的不同，齒輪又分為硬齒面齒輪（如經(jīng)整體或滲碳淬火、表面淬火或氮化處理，齒面硬度HR

2、C>55）、中硬齒面（齒輪經(jīng)過整體淬火或表面淬火，齒面硬度大約載55>HRC>38，HB>350）和軟齒面齒輪（如經(jīng)調(diào)質(zhì)、?；凝X輪，齒面硬度HB<350）。????齒輪傳動的失效形式主要為齒面的疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損、輪齒的疲勞斷裂和塑性變形等，常見的是點(diǎn)蝕和斷齒，開式齒輪主要是磨損和斷齒。在設(shè)計(jì)齒輪傳動時(shí)，齒輪材料及其熱處理的選擇是首要問題。原則上，承受較大載荷的齒輪的材料質(zhì)量和熱處理的齒面硬度要求也高，原則是齒面要硬、齒芯要韌。對高速或傳動精度要求高的齒輪，多采用硬齒面和磨齒方案。對不重要的齒

3、輪或載荷較小的齒輪，多從經(jīng)濟(jì)性考慮，材料要求不高，如優(yōu)質(zhì)或普通碳素鋼調(diào)質(zhì)或正火處理。齒輪材料的重要熱處理特性??淬透性含義:?指鋼接受淬火而獲得馬氏體的能力，不同鋼種接受淬火的能力不同。淬透性不同的鋼，淬火后得到的淬透層深度不同，從而沿截面分布的金相組織以及機(jī)械性能也不同。淬透層深度是指由淬火表面馬氏體到50%馬氏體層的深度。全部淬透的工件通常表面殘留著拉力，容易產(chǎn)生變形和開裂，同時(shí)對工作的疲勞性能也不利。設(shè)計(jì)時(shí)考慮要點(diǎn)：1.?零件尺寸越大，內(nèi)部熱容量越大，淬火時(shí)零件的冷卻速度越慢，因此，淬透層越

4、薄，性能越差，這種現(xiàn)象叫做“鋼材的尺寸效應(yīng)”。所以，不能根據(jù)小尺寸的性能數(shù)據(jù)用于大尺寸零件的強(qiáng)度計(jì)算，而必須考慮鋼材的淬透性。2.?大截面或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒輪采用多元合金鋼，保證足夠而適當(dāng)?shù)拇阃感?，保證沿整個(gè)截面有良好的綜合機(jī)械性能，同時(shí)，減少變形，防止開裂。3.?對碳鋼齒輪，由于碳鋼的淬透性低，在設(shè)計(jì)大尺寸時(shí)，正火和調(diào)質(zhì)效果相似，而正火可降低成本，不必要求調(diào)質(zhì)。4.?大模數(shù)高質(zhì)齒輪由于受到鋼材淬透性的限制，應(yīng)當(dāng)開齒后調(diào)質(zhì)。淬硬性?含義：指鋼在正常淬火條件下，以超過臨界冷卻速度所形成馬氏體組織能夠達(dá)到

5、最高硬度。設(shè)計(jì)時(shí)考慮要點(diǎn)：淬硬性與淬透性不同，它主要取決于鋼中的含碳量。鋼中含碳量越高，淬火后硬度越高，而與合金元素關(guān)系不大。所以，淬火硬度高的鋼不一定就淬透性高，而硬度低的鋼，也可能具有高的淬透性。過熱敏感性含義：指鋼在正常淬火條件下，以超過臨界冷卻速度所形成馬氏體組織能夠達(dá)到最高硬度。設(shè)計(jì)時(shí)考慮要點(diǎn)：淬硬性與淬透性不同，它主要取決于鋼中的含碳量。鋼中含碳量越高，淬火后硬度越高，而與合金元素關(guān)系不大。所以，淬火硬度高的鋼不一定就淬透性高，而硬度低的鋼，也可能具有高的淬透性。回火穩(wěn)定性含義：指鋼在

6、正常淬火條件下，以超過臨界冷卻速度所形成馬氏體組織能夠達(dá)到最高硬度。設(shè)計(jì)時(shí)考慮要點(diǎn)：淬硬性與淬透性不同，它主要取決于鋼中的含碳量。鋼中含碳量越高，淬火后硬度越高，而與合金元素關(guān)系不大。所以，淬火硬度高的鋼不一定就淬透性高，而硬度低的鋼，也可能具有高的淬透性。變形開裂傾向?含義：指鋼在加熱和冷卻過程中產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，其綜合作用超過鋼的σs或σb而產(chǎn)生變形開裂的傾向。設(shè)計(jì)時(shí)考慮要點(diǎn)：?加熱或冷卻速度太快，加熱和冷卻不均勻都容易造成工件變形甚至開裂，因此：1.?設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量避免尖角和

7、厚薄斷面的突然變化。2.?采用緩和的淬火介質(zhì)或淬火方法。尺寸穩(wěn)定性含義：指零件在長期存放或使用中尺寸穩(wěn)定不變的性能。這對精密齒輪是很重要的。設(shè)計(jì)時(shí)考慮要點(diǎn)：引起尺寸變化的主要原因是內(nèi)應(yīng)力的存在以及組織中殘余奧氏體的分解，因此，設(shè)計(jì)精密齒輪時(shí)，應(yīng)當(dāng)要求穩(wěn)定化處理，如淬火后進(jìn)行冷處理或低溫時(shí)效。使馬氏體趨于穩(wěn)定，并減少內(nèi)應(yīng)力，以使齒輪尺寸穩(wěn)定?；鼗鸫嘈院x：指鋼在某一溫度范圍回火時(shí)所發(fā)生的沖擊性降低現(xiàn)象。產(chǎn)生回火脆性的鋼，不僅室溫下沖擊韌性較正常為低，而且使鋼的冷脆溫度大為提高。設(shè)計(jì)時(shí)考慮要點(diǎn)：合金結(jié)

8、構(gòu)鋼在250℃～400℃回火時(shí)引起沖擊韌性及斷裂韌性下降，這種現(xiàn)象一般稱為第一類回火脆性。它不能通過熱處理方法來消除，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到這一點(diǎn)。某些合金結(jié)構(gòu)鋼(如Cr鋼、Cr-Ni鋼及Cr-Mn鋼)在375℃～575℃回火后緩慢冷卻時(shí)也會產(chǎn)生脆性，一般稱為第二類回火脆性，快冷可以予以消除。對于截面較大的齒輪，可選用含有Mo或W的鋼，以消除或減小回火脆性。齒輪材料?調(diào)質(zhì)及表面淬火齒輪用鋼齒輪種類鋼?號備?注汽車、拖拉機(jī)及機(jī)床中的不重要齒輪45調(diào)質(zhì)中速、中載車床變速箱、鉆床變速箱次要齒輪及