齿轮材料及热处理介绍

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2016-04-18 14:04:27 作者: 所属分类:热处理知识 阅读:409 评论:0

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齿轮材料及热处理(Gear Materials and Heat Treatment)
选择齿轮材料总体上要考虑防止产生齿面失效和轮齿折断。
∴基本要求:齿面要硬,齿芯要韧
一、常用的齿轮材料
1、钢——最常用,可通过热处理改善机械性能
(1)锻钢:
软齿面齿轮(HBS≤350)
如45、40Cr 热处理,正火调质,加工方法,热处理后精切齿形—8、7级,适合于对精度、强度和速度要求不高的齿轮传动
硬齿面齿轮(HBS>350)(是发展趋势)
20Cr,20CrMnTi,40Cr,30CrMoAlA,表面淬火,渗碳淬火,氮化和氰化,先切齿→表面硬化→磨齿精切齿形→5、6级
适合于高速、重载及精密机械(如精密机床、航空发动机等)
(2)铸钢——用于尺寸较大齿轮,需正火和退火以消除铸造应力。强度稍低
2、铸铁——脆、机械强度,抗冲击和耐磨性较差,但抗胶合和点蚀能力较强,用于工作平稳、低速和小功率场合。
铸铁:灰铸铁;球墨铸铁——有较好的机械性能和耐磨性
3、非金属材料——工程塑料(ABS、尼龙、取胜酰铵)、夹布胶木
适于高速、轻载和精度不高的传动中,特点是噪音较低,无需润滑
在某些低速和仪器仪表中还用铜合金和铝合金作齿轮(具有耐腐蚀、自润滑等特性,常用的齿轮材料及其机械性能列于表9-1。)
二、齿轮材料的选择原则
(1)齿轮材料须满足工作条件的要求:不同的工作条件选用不同的齿轮材料
(2)应考虑齿轮尺寸大小、毛坯成型方式及热处理和制造工艺
(3)正火碳钢用于载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮;调质钢用于中等冲击载荷下工作的齿轮
(4)合金钢用于高速、重载及在冲击载荷下工作的齿轮。
(5)钢制软齿面齿轮要求HBS1=HBS2+130~5D
原因:1)小齿轮齿根强度较弱;2)小齿轮的应力循环次数较多。
另:当大小齿轮有较大硬度差时,较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用,可提高大齿轮的接触疲劳强度
补充:配对齿轮的硬度配合:1、软<=>软;2、软齿面<=> 硬齿面;3、硬齿面<=>硬齿面

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