齒輪類零件材料選擇

2019-07-0316:25:39齒輪類零件材料選擇已關(guān)閉評(píng)論

齒輪主要是用來(lái)傳遞扭矩和改變傳動(dòng)方向,有的齒輪僅起分度定位作用。各類齒輪的轉(zhuǎn)速可以相差很大,齒輪的大小和工作環(huán)境也有很大差別。作為齒輪的材料具有以下主要性能:①高的彎曲疲勞強(qiáng)度和高的接觸疲勞強(qiáng)度;②齒面有高的硬度和耐磨性;③輪齒心部要有足夠的強(qiáng)度和韌性。

一些低速、低應(yīng)力、低沖擊載荷條件下工作的齒輪,可用HT250,HT350,QT600-3,QT700-2等制造。例如,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的凸輪、齒輪,用鑄造成形法制造毛坯,硬度為170~229 HB。

對(duì)于較為重要的齒輪,一般都用鋼制造。其中傳遞功率大、接觸應(yīng)力大、運(yùn)轉(zhuǎn)速度高而又受較大沖擊載荷的齒輪,通常選擇低碳鋼或低碳合金鋼,如20Cr,20CrMnTi等制造,并經(jīng)滲碳及滲碳后熱處理,最終表面硬度要求為56~62 HRC,心部硬度為30~40 HRC,滲碳層深度可在0.9~1.22 mm間選擇。屬于這類齒輪的一般有精密機(jī)床的主軸傳動(dòng)齒輪、走刀齒輪和變速箱的高速齒輪。

對(duì)于小功率齒輪,通常選擇中碳鋼,并經(jīng)表面淬火和低溫回火,最終表面硬度要求為52~58 HRC或45~50 HRC,心部硬度為28~35 HRC。屬于這類齒輪的通常是機(jī)床的變速齒輪。其中硬度較低的,用于轉(zhuǎn)速較低的齒輪;硬度較高的,用于運(yùn)轉(zhuǎn)速度較高的齒輪。對(duì)于高速齒輪,一般選擇中碳鋼或中碳合金鋼,在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行高頻淬火處理。

應(yīng)當(dāng)指出,在滿足齒輪工作要求的前提下,齒輪材料的選擇和隨后的表面強(qiáng)化熱處理工藝是可改變的。機(jī)床齒輪表面強(qiáng)化熱處理,高頻加熱淬火、滲碳淬火以外,還可選用55TiD,60TiD等低透性鋼并進(jìn)行高頻加熱淬火,以代替部分低碳鋼或低碳合金鋼的滲碳處理。

由于齒輪的尺寸和類型不同,所采用的成形方法也是不一樣的,小型不重要及受力不大的齒輪可用圓鋼直接作為毛坯,對(duì)于中小型重要受力齒輪采用鍛造的方法制作齒輪坯;中大型齒輪,特別是有輪輻結(jié)構(gòu)的應(yīng)采用鑄鋼、球鐵為毛坯。另外,帶輪、飛輪、手輪類受力不大或以承壓為主的輪類零件應(yīng)采用灰鑄鐵。