齒輪是現(xiàn)代機(jī)械中運(yùn)用最廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)零件。齒輪傳動(dòng)經(jīng)過輪齒相互嚙合來傳遞空間恣意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并能夠改動(dòng)運(yùn)動(dòng)的方式和速度。齒輪傳動(dòng)運(yùn)用 規(guī)模廣，傳動(dòng)比穩(wěn)定，功率較高，運(yùn)用壽命長。在機(jī)械零件產(chǎn)品的規(guī)劃與制作過程中，不只要思考資料的功能能夠習(xí)慣零件的作業(yè)條件，使零件經(jīng)久耐用，并且請(qǐng)求 資料有較好的加工技能功能和經(jīng)濟(jì)性，以便進(jìn)步零件的出產(chǎn)率，下降本錢，削減耗費(fèi)。假如齒輪資料挑選不妥，則會(huì)呈現(xiàn)零件的過早損傷，乃至失效。因而怎么合理 地挑選和運(yùn)用金屬資料是一項(xiàng)十分重要的作業(yè)。
滿意資料的機(jī)械功能資料的機(jī)械功能包含強(qiáng)度、硬度、塑性及耐性等，反映資料在運(yùn)用過程中所表現(xiàn)出來的特性。齒輪在嚙合時(shí)齒面觸摸處有觸摸應(yīng)力，齒根部有最大曲折應(yīng)力，也許產(chǎn) 生齒面或齒體強(qiáng)度失效。齒面各點(diǎn)都有相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)發(fā)生磨損。齒輪首要的失效方式有齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。因而請(qǐng)求齒輪資料有高的 曲折疲勞強(qiáng)度和觸摸疲勞強(qiáng)度，齒面要有滿意的硬度和耐磨性，芯部要有必定的強(qiáng)度和耐性。
例如，在斷定大、小齒輪硬度時(shí)應(yīng)留意使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高30-50HBS，這是因?yàn)樾↓X輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄，強(qiáng)度低于大齒輪。為使兩齒輪的輪齒挨近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。
另一方面，依據(jù)資料的運(yùn)用功能斷定了資料商標(biāo)后。要清晰資料的機(jī)械功能或資料硬度，然后咱們能夠經(jīng)過不一樣的熱處理技能到達(dá)所請(qǐng)求的硬度規(guī)模，然后賦予資料 不一樣的機(jī)械功能。如資料為40Cr合金鋼的齒輪，當(dāng)840-860℃油淬，540-620℃回火時(shí)，調(diào)質(zhì)硬度可達(dá)28-32HRC，可改善安排、進(jìn)步歸納 機(jī)械功能；當(dāng)860-880℃油淬，240—280℃回火時(shí)，硬度可達(dá)46-51HRC，則鋼的外表耐磨功能好，芯部耐性好，變形�。划�(dāng)500-560℃ 氮化處理，氮化層0.15-0.6mm時(shí)，硬度可達(dá)52-54HRC，則鋼具有高的外表硬度、高的耐磨性、高的疲勞強(qiáng)度，較高的抗蝕性和抗膠合功能且變形 極�。划�(dāng)經(jīng)過電鍍或外表合金化處里后，則可改善齒輪作業(yè)外表摩擦功能，進(jìn)步抗腐蝕功能。
資料的技能功能是指資料自身能夠習(xí)慣各種加工技能請(qǐng)求的能力。齒輪的制作要經(jīng)過鑄造、切削加工和熱處理等幾種加工，因而選材時(shí)要對(duì)資料的技能功能加以注 意。一般來說，碳鋼的鑄造、切削加工等技能功能較好，其機(jī)械功能能夠滿意一般作業(yè)條件的請(qǐng)求。但強(qiáng)度不夠高，淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強(qiáng)度高，但鍛 造、切削加工功能較差。咱們能夠經(jīng)過改動(dòng)技能規(guī)程、熱處理辦法等途經(jīng)來改善資料的技能功能。
例如轎車變速箱中的齒輪挑選20CrMnTi鋼，該鋼具有較高的機(jī)械功能，在滲碳淬火低溫回火后，外表硬度為58-62HRC，芯部硬度為 30-45HRC。20CrMnTi的技能功能較好，鑄造后以正火來改善其切削加工性。此外，20 CrMnTi還具有較好的淬透性，因?yàn)楹辖鹪剽伒挠?響，對(duì)過熱不靈敏，故在滲碳后可直接降溫淬火。且滲碳速度較快，過渡層較均勻，滲碳淬火后變形小。適合于制作接受高速中載及沖擊、摩擦的重要零件，因而根 據(jù)齒輪的作業(yè)條件選用20CrMnTi鋼是對(duì)比適宜的。
資料的經(jīng)濟(jì)性請(qǐng)求
所謂經(jīng)濟(jì)性是指最小的耗費(fèi)獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。在滿意運(yùn)用功能的前提下，選用齒輪資料還應(yīng)留意盡量下降零件的總本錢。咱們能夠從以下幾方面思考：
從資料自身報(bào)價(jià)來思考。碳鋼和鑄鐵的報(bào)價(jià)是對(duì)比低價(jià)的，因而在滿意零件機(jī)械功能的前提下選用碳鋼和鑄鐵，不只具有較好的加工技能功能，并且可下降本錢。從金屬資本和供給情況來看，應(yīng)盡也許削減資料的進(jìn)口量及報(bào)價(jià)昂貴資料的運(yùn)用量。
從齒輪出產(chǎn)過程的耗費(fèi)來思考。首先，選用不一樣的熱處理辦法相對(duì)加工費(fèi)用也不一樣，如12CrNi3A鋼滲碳外表淬火的費(fèi)用要比氮化處理的費(fèi)用少得多，而碳 氮共滲又具有出產(chǎn)周期短和本錢低的特點(diǎn)。其次，經(jīng)過改善熱處理技能也能夠下降本錢。如某齒輪作業(yè)時(shí)在高速、中載且接受中等沖擊條件下，原選用中合金高檔滲 碳鋼18cr2Ni4WA資料，其經(jīng)過910-940℃滲碳，850℃淬火，180-200℃回火后機(jī)械功能的抗拉強(qiáng)度≥1177Mpa、屈從強(qiáng)度 ≥834Mpa、延伸率≥10％、斷面縮短率≥45％，沖擊耐性≥980kJ／m2，硬度為58-62HRC。雖能滿意齒輪的運(yùn)用功能和技能功能，但零件的報(bào)價(jià)高�，F(xiàn)選用報(bào)價(jià)相對(duì)便宜的低碳中合金、中淬透性滲碳鋼20CrMnTi。經(jīng)過910-940℃滲 碳，870℃淬火，180-200℃回火后機(jī)械功能的抗拉強(qiáng)度≥1100Mpa、屈從強(qiáng)度≥850Mpa、延伸率≥10％、斷面縮短率≥45％，沖擊耐性 ≥680，硬度為58-62HRC。僅此一項(xiàng)改善，資料費(fèi)用不只大大下降，并且滿意了其運(yùn)用功能和技能功能。第三，所選鋼種應(yīng)盡量少而會(huì)集，以便收購和管 理。跟著齒輪形狀、尺度和資料向著多種類、多系列和個(gè)性化的方向開展，尤其是在型號(hào)多、產(chǎn)值小時(shí)，在齒輪鑄造、機(jī)加工和熱處理等出產(chǎn)技能方面，存在著規(guī)劃 量大，出產(chǎn)周期長、功率低、本錢高、能耗大、辦理難和質(zhì)量不易確保等晦氣情況，因而在齒輪選材時(shí)精選、優(yōu)選和緊縮資料商標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)有利于進(jìn)步選材通用化、系 列化和標(biāo)準(zhǔn)化程度，進(jìn)步資料的利用率，進(jìn)步資料收購的計(jì)劃性，以削減庫存積壓、加速資金活動(dòng)，便利貯存和保管以及下降資料的本錢耗費(fèi)。最終，咱們還能夠經(jīng)過改善 技能來進(jìn)步經(jīng)濟(jì)效益。如模鍛件出產(chǎn)的模鍛技能已打破傳統(tǒng)技能的請(qǐng)求，在供給成型毛坯時(shí)，可利用少無切削技能，模鍛與機(jī)械精加工相聯(lián)系，有些或悉數(shù)替代切削 加工直接出產(chǎn)零件，或在出產(chǎn)中選用成組技能與技能，也可進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量、出產(chǎn)功率和下降本錢。
綜上所述，在挑選齒輪資料時(shí)。有必要了解中國工業(yè)開展方式，聯(lián)系中國資本和出產(chǎn)條件，從實(shí)際出發(fā)，全部思考機(jī)械功能、技能功能和經(jīng)濟(jì)性等方面的疑問，只要合理選材才干確保齒輪質(zhì)量、下降產(chǎn)品本錢，然后進(jìn)步市場競爭力。
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