齿轮硬度要求.doc
《齿轮硬度要求.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《齿轮硬度要求.doc(17页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 二、典型零部件选材及工艺分析二、典型零部件选材及工艺分析 金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料是目前的主要工程材料。高分子材料的强度、刚度较低、易老化,一般不能用于制作承受载荷较大的机械零件。但其减振性好,耐磨性较好,适于制作受力小、减振、耐磨、密封零件,如轻载齿轮、轮胎等。陶瓷材料硬而脆,一般也不能用于制作重要的受力零部件。但其具有高熔点、高硬度、耐蚀性好、红硬性高等特点,可用于制作高温下工作的零部件、耐磨耐蚀零部件及切削刀具等。复合材料克服了高分子材料和陶瓷材料的不足,具有高比强度、高减振性、高抗疲劳能力、高耐磨性等优异性能,是一种很有发展前途的工程材料。与以上三类工程材料相比,金属
2、材料具有优良的使用性能和工艺性能,储藏量大,生产成本比较低、广泛用于制作各种重要的机械零件和工程构件,是机械工业中最主要、应用最广泛的一类工程结构材料。下面介绍几种钢制零部件的选材及热处理工艺分析。齿轮类零件的选材齿轮类零件的选材 齿轮是机械工业中应用广泛的重要零件之一,主要用于传递动力、调节速度或方向。1 1、齿轮的工作条件、主要失效形式及对性能的要求。齿轮的工作条件、主要失效形式及对性能的要求。齿轮的工作条件:齿轮的工作条件:啮合齿表面承受较大的既有滚动又有滑动的强烈磨擦和接触疲劳压应力。传递动力时,轮齿类似于悬臂梁,轮齿根部承受较大的弯曲疲劳应力。换挡、启动、制动或啮合不均匀时,承受冲击
3、载荷。齿轮的主要失效形式齿轮的主要失效形式:断齿:除因过载(主要是冲击载荷过大)产生断齿外,大多数情况下的断齿,是由于传递动力时,在齿根部产生的弯曲疲劳应力造成的。齿面磨损:由于齿面接触区的磨擦,使齿厚变小、齿隙加大。接触疲劳;在交变接触应力作用下,齿面产生微裂纹,遂渐剥落,形成麻点。对齿轮材料的性能要求:对齿轮材料的性能要求:高的弯曲疲劳强度;高的耐磨性和接触疲劳强度;轮齿心部要有足够的强度和韧性。2 2、典型齿轮的选材典型齿轮的选材 机床齿轮机床齿轮 机床齿轮的选材是依其工作条件(园周速度、载荷性质与大小、精度要求等)而定的。表 13-3 列出了机床齿轮的选材及热处理。表表 1313-3
4、3 机床齿轮的选材及热处理机床齿轮的选材及热处理 序号 齿轮工作条件 钢种 热处理工艺 硬度要求 1 在低载荷下工作,要求耐磨性好的齿轮 15 9009500C 渗碳,直接淬火,或7808000C 水冷,1802000C 回火 5863HRC 2 低速(0.1m/s)、低载荷下工作的不重要的变速箱齿轮和挂轮架齿轮 45 8408600C 正火 156217HB 3 低速(0.1m/s)、低载荷下工作的齿轮(如车床溜板上的齿轮)45 8208400C 水冷,5005500C 回火 200250HB 机床传动齿轮工作时受力不大,工作较平稳,没有强烈冲击,对强度和韧性的要求都不太高,一般用中碳钢(例
5、如 45 钢)经正火或调质后,再经高频感应加热表面淬火强化,提高耐磨性,表面硬度可达5258HRC。对于性能要求较高的齿轮,可选用中碳合金钢(例如 40Cr 等)。其工艺路线为:备料锻造正火粗机械加工调质精机械加工高频淬火+低温回火装配。正火工序作为预备热处理,可改善组织,消除锻造应力,调整硬度便于机械加工,并为后续的调质工序做好组织准备。正火后硬度一般为 180207HB,其切削加工性能好。经调质处理后可获得较高的综合力学性能,提高齿轮心部的强度和韧性,以承受较大的弯曲应力和冲击载荷。调质后的硬度为 3348HRC。高频淬火+低温回火可提高齿轮表面的硬度和耐磨性,提高齿轮表面接触疲劳强度。高
6、频加热表面淬火加热速度快,淬火后脱碳倾向和淬火变形小,同时齿面硬度比普通淬火高约 2HRC,表面形成压应力层,从而提高齿轮的疲劳强度。齿轮使用状态下的显微组织为:表面是回火马氏体+残余奥氏体,心部是回火索氏体。4 中速、中载荷或大载荷下工作齿轮(如车床变速箱中的次要齿轮)45 高频加热,水冷,3003400C 回火 4550HRC 5 速度较大或中等荷下工作的齿轮,齿部硬度要求较高(如钻床变速箱中的次要齿轮)45 高频加热,水冷,2402300C 回火 5055HRC 6 高速、中等载荷,要求齿面硬度高的齿轮(如磨床砂轮箱齿轮)45 高频加热,水冷,1802000C 回火 5460HRC 7
7、速度不大,中等载荷,断面较大的齿轮(如铣 床工作面变速箱齿轮、立车齿轮)40Cr 42SiMn 45MnB 8408600C 油冷,6006500C 回火 200230HB 8 中等速度(24m/s)、中等载荷下工作的高速机床走刀箱、变速箱齿轮 40Cr 42SiMn 调质后高频加热,乳化液冷却,2603000C 回火 5055HRC 9 高速、高载荷、齿部要求高硬度的齿轮 40Cr 42 SiMn 调质后高频加热,乳化液冷却,1802000C 回火,5460HRC 10 高速、中载荷、受冲击、模数6 的齿轮(如立车上的重要齿轮)20SiMnVB 20CrMnTi 9009500C 渗碳,降温
8、至8208500C 淬火,1802000C 回火 5863HRC 12 高速、重载荷、形状复杂,要求热处理变形小的齿轮 38CrMoAl 38CrAl 正火或调质后 5105500C 氮化 850HV 以上 13 在不高载荷下工作的大型齿轮 50Mn2 65Mn 8208400C 空冷 241HB 14 传动精度高,要求具有一定耐磨性的大齿轮 35CrMo 8508700C 空冷,6006500C 回火(热处理后精切齿形)255302HB 汽车、拖拉机齿轮汽车、拖拉机齿轮 汽车、拖拉机齿轮的选材及热处理详见表 13-4。表表 1313-4 4 汽车、拖拉机齿轮常用钢种及热处理汽车、拖拉机齿轮常
9、用钢种及热处理 序号 齿轮类型 常用钢种 热处理 主要工序 技术条件 1 汽车变速箱和分动箱齿轮 20CrMnTi 20CrMo等 渗碳 层深:mn3 时,0.6-1.0mm;3 mn 5 时,1.1-1.5mm 齿面硬度:58-64HRC 心部硬度:mn5 时,32-45HRC;mn 5 时,29-45HRC 40Cr(浅层)碳氮共渗 层深:0.2mm 表面硬度:51-61HRC 2 汽车驱动桥主动及从动圆柱齿轮 20CrMnTi 20CrMo 渗碳 渗层深度按图纸要求,硬要求同序号 1 中渗碳工序 层深:ms5 时,0.9-1.3mm;5 ms 8 时,1.2-1.6mm 齿面硬度:58-
10、64HRC 心部硬度:ms8 时,32-45HRC;ms 8 时,29-45HRC 汽车驱动桥主动及从动圆锥齿轮 20CrMnTi 20CrMnMo 渗碳 3 汽车驱动桥差速器行星及半轴齿轮 20CrMnTi 20CrMo 20CrMnMo 渗碳 同序号 1 渗碳的技术条件 4 汽车发动机凸轮轴齿轮 灰口铸铁 HT180 HT200 170-229HB 5 汽车曲轴正时齿轮 35、40、45 40Cr 正火 149-179HB 调质 207-241HB 6 汽车起动机齿轮 15Cr 20Cr 20CrMo 15CrMnM,20CrMnTi 渗碳 层深:0.7-1.1mm 表面硬度:58-63H
11、RC 心部硬度:33-43HRC 7 汽车里程表齿轮 20(浅层)碳氮共渗 层深:0.2-0.35mm 8 拖拉机传动齿轮,动力传动装置中的圆柱齿轮,圆锥齿轮及轴齿轮 20Cr 20CrMo,20CrMnMo 20CrMnTi,30CrMnTi 渗碳 层深:模数的 0.18 倍,但2.1mm 各种齿轮渗层深度的上下限0.5mm,硬度要求序号1、2 40Cr,40Cr(浅层)碳氮共渗 同序号 1 中碳氮共渗的技术条件 9 拖拉机曲轴正时齿轮,凸轮轴齿轮,喷油泵驱动齿轮 45 正火 156-217HB 调质 217-255HB 灰口铸铁 HT180 170-229HB 10 汽车拖拉机油泵齿轮 4
12、0,45 调质 28-35HRC mn法向模数;ms端面模数 与机床齿轮比较,汽车、拖拉机齿轮工作时受力较大,受冲击频繁,因而对性能的要求较高。这类齿轮通常使用合金渗碳钢(例如:20CrMnTi、20MnVB)制造。其工艺路线为:备料锻造正火机械加工渗碳淬火+低温回大喷丸磨削装配。正火处理的作用与机床齿轮相同。经渗碳、淬火+低温回火后,齿面硬度可达 5862HRC,心部硬度为 3545HRC。齿轮的耐冲击能力、弯曲疲劳强度和接触疲劳强度均相应提高。喷丸处理能使齿面硬度提高约 23HRC,并提高齿面的压应力,进一步提高接触疲劳强度。齿轮在使用状态下的显微组织为:表面是回火马氏体+残余奥氏体+碳化
13、物颗粒,心部淬透时是低碳回火马氏体(+铁素体),未淬透时,是索氏体+铁素体。轴类零部件的选材轴类零部件的选材 轴是机械工业中最基础的零部件之一,主要用以支承传动零部件并传递运动和动力。1 1、轴的工作条件,主要失效形式及对性能的要求。、轴的工作条件,主要失效形式及对性能的要求。轴的工作条件:轴的工作条件:传递扭矩,承受交变扭转载荷作用。同时也往往承受交变弯曲载荷或拉、压载荷的作用。轴颈承受较大的磨擦。承受一定的过载或冲击载荷。轴的主要失效形式:轴的主要失效形式:疲劳断裂 由于受交变的扭转载荷和弯曲疲劳载荷的长期作用,造成轴的疲劳断裂,这是最主要的失效形式。断裂失效 由于受过载或冲击载荷的作用,
14、造成轴折断或扭断。磨损失效 轴颈或花键处的过度磨损使形状、尺寸发生变化。对轴用材料的性能要求:高的疲劳强度,以防止疲劳断裂。良好的综合力学性能,以防止冲击或过载断裂。良好的耐磨性,以防止轴颈磨损。2 2、典型轴的选材、典型轴的选材 对轴类零部件进行选材时,应根据工作条件和技术要求来决定。承受中等载荷,转速又不高的轴,大多选用中碳钢(例如 45 钢),进行调质或正火处理。对于要求高一些的轴,可选用合金调质钢(例如 40Cr)并进行调质处理。对要求耐磨的轴颈和锥孔部位,在调质处理后需进行表面淬火。当轴承受重载荷、高转速、大冲击时,应选用合金渗碳钢(例如 20CrMnTi)进行渗碳淬火处理。机床主轴
15、机床主轴 图 13-8 为 C620 车床主轴简图。该主轴承受交变扭转和弯曲载荷。但载荷和转速不高,冲击载荷也不大。轴颈和锥孔处有磨擦。按以上分析,C620 车床主轴可选用 45 钢,经调质处理后,硬度为 220250HB,轴颈和锥孔需进行表面淬火,硬度为 4654HRC。其工艺路 图 13-8 C620 车床主轴简图 线为:备料锻造正火粗机械加工调质精机械加工表面淬火+低温回火磨削装配。正火可改善组织、消除锻造缺陷,调整硬度便于机械加工,并为调质做好组织准备。调质可获得回火索氏体,具有较高的综合力学性能,提高疲劳强度和抗冲击能力。表面淬火+低温回火可获得高硬度和高耐磨性。表 13-5给出了机
16、床主轴的选材和热处理。表表 1313-5 5 根据工作条件推荐选用的机床主轴材料及其热处理工艺根据工作条件推荐选用的机床主轴材料及其热处理工艺 序号 工作条件 选用钢号 热处理工艺 硬度要求 应用举例 1 在滚动轴承内运转 低速、轻或中等载荷 45 调质:8208400C 淬火,5505800C 回火 220250HB 一般简易机床主轴 精度要求不高 稍有冲击载何 2 在滚动轴承内运转 转速稍高、轻或中载荷 精度要求不太高 冲击、交变载荷不大 45 整体淬硬:8208400水淬,3504000回火 4045HRC 龙门铣床、立式铣床、小型立式车床的主轴 正火或调质后局部淬火 正火:840860
17、0空冷 调质:8208400水淬,5505800C 回火 局部淬火:8208400水淬,2402800回火 229HB 220250HB 4651HRC 3 在滚动或滑动轴承内 低速、轻或中载荷 精度要求不很高 有一定的冲击、交变载荷 45 正火或调质后轴颈部分表面淬火 正火:8408600空冷 调质:8208400水淬,5505800C 回火 轴颈表面淬火:8609000高频淬火(水淬),1602500C回火 229HB 220250HB 4657HRC(表面)CW61100、CB3463、CA6140、C61200 等重型车床主轴 4 在滚动轴承内运转 中等载荷、转速略高 精度要求较高 交
18、变、冲击载荷较小 40r 40MnB 40MnVB 整体淬硬:8305800C 油淬,3604000C回火 4045HRC 滚齿机、铣齿机、组合机床的主轴 调质后局部淬硬 调质:8408600C 油淬,6006500C 回火 局部淬硬:8308500C 油淬,2803200C回火 220250HB 4651HRC 5 在滑动轴承内运转 中或重载荷、转速略高 精度要求较高 有较高的交变、冲击载荷 40Cr 40MnB 40MnVB 调质后轴颈表面淬火 调质:8408600C 油淬,5406200C 回火 轴颈淬火:8608800C 高频淬火,乳化液冷,1602800C 回火 220280HB 4
19、655HRC 铣床、C6132车床主轴,M7475B 磨床砂轮主轴 6 在滚动或滑动轴承内运转 轻、中载荷,转速较低 50Mn2 正火:820840 空冷 S241HB 重型机床主轴 7 在滑动轴承内运转 中等或重载荷 要求轴颈部分有更高的耐磨性 精度很高 有较高的交变应力,冲击载荷较小 65Mn 调质后轴颈和方头处局部淬火 调质:7908200C 油淬,5806200C 回火 轴颈淬火 8208400C 高频淬火,2002200C 回火 头部淬火:7908200C 油淬,2603000C回火 250280HB 5661HRC 5055HRC M1450 磨床主轴 8 工作条件同上,但表面硬度
20、要求更高 GCr15 9Mn2V 调质后轴颈和方头处局部淬火 调质:8408600C 油淬,6506800C 回火 250280HB 50HRC MQ1420 MB1432A 磨床砂轮主轴 局部淬火:8408600C 油淬,1602000C回火 9 动轴承内运转 等载荷、转速很高 精度要求不很高 有很高的交变、冲击载荷 38CrMoAlA 调质后渗氮 调质:9309500C 油淬,6306500C 回火 渗氮:5105600C 渗氮 260HB 850HV(表面)M1G1432 高精度磨床砂轮主轴、T4240A 坐标镗床主轴、C215056 多轴自动车床中心轴、T68镗杆 10 在滑动轴承内运
21、转 中等载荷、转速很高 精度要求不很高 冲击载何不大,但交变应力较高 20Cr 20Mn2B 20MnVB 20CrMnTi 渗碳淬火 9109400C 渗碳 7908200C 淬火(油)1602000C 回火 表面 59HRC Y236 刨齿机、Y58 插齿机主轴,外圆磨床头架主轴和内圆磨床主轴 11 在滑动轴承内运转 重载荷,转速很高 高的冲击载荷 很高的交交应力 20CrMnTi 12CrNi3 渗碳淬火 910-9400C 渗碳 320-3400C 油淬 160-2000C 回火 表面 59HRC Y7163 齿轮磨床,、CG1107 车床、SG8030精密车床主轴 资料来源:合金刚手
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 齿轮 硬度 要求
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【a199****6536】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【a199****6536】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。