齒輪是依靠本身的結構尺寸(cùn)和材料強度來承受外載荷的,這就要求材料具有較高強度(dù)韌性和耐磨性;由於齒輪形狀複雜,齒輪精度要求高,還要求材料工藝(yì)性好。常用材料為 鍛鋼(gāng)、鑄鋼、鑄鐵。
一、鍛(duàn)鋼
根據齒麵硬度分為兩大類
HB <350 時,稱為(wéi)軟齒麵
HB >350 時(shí),稱為硬齒麵
l.齒麵硬度 HB< 350
工藝過程(chéng):鍛造毛(máo)坯→正火 --粗車→調質、精加(jiā)工
常用材料; 45#、35SiMn 、40Cr、40CrNi 、40MnB
特點:
具有較好的綜合性能,齒麵具有較高強度(dù)和硬度,齒芯具有較好韌性。熱處理後切齒精度可達 8 級製造簡單、經濟(jì)、生產率高,對精度要求(qiú)不高
2.齒麵(miàn)硬度 HB >350
采用中碳鋼時:
工藝過程(chéng): 鍛造毛坯→常化→粗切→調質→精(jīng)切→高、 中頻淬火→低溫回火→珩齒或研磨劑跑合、電(diàn)火(huǒ)花跑合。
常用材料: 45、40Cr、40CrNi
特點:
齒麵硬度高 HRC=48-55,接觸強度高,耐磨性好。齒芯保持調質(zhì)後的韌性(xìng),耐衝擊能力好,承載能(néng)力較高。精度下(xià)降半數,可達 7 級精度。適用於大量生產,如:汽車、機床等中速中載變速箱齒輪。
采用低碳(tàn)鋼時:
鍛造(zào)毛坯→常(cháng)化(huà)→粗切→調質→精切→滲碳淬火(huǒ)→低溫回(huí)火→磨齒。達 6 級、 7 級。
常用材(cái)料(liào); 20Cr、 20CrMnTi 、20MnB 、20CrMnTo
特點:
齒麵硬(yìng)度,承載能力強。芯部韌性好,耐衝擊,適(shì)合於高速、重載、過載傳動或結構要求緊湊的場合,機車主傳動齒(chǐ)輪、航空齒輪。
二、鑄鋼(gāng)
當齒輪直徑 d〉400mm,結構複雜,鍛造有困難時,可采用鑄鋼材料 ZG45.ZG55,正火處理。常化,調質。
三、鑄鐵
抗膠合及抗點蝕能力強,但抗衝擊耐磨性差。適合工作平穩, 功率(lǜ)不(bú)大低速或尺寸(cùn)較大(dà)形狀複雜時用。能在缺油條件下工作, 適於開式傳動。
四、非金屬材料
布質、木質、塑料、尼龍、適於高速輕載。選取材料時應考慮:齒輪的工作條件不(bú)同, 輪齒的破壞形式不同, 是(shì)確(què)定齒輪強(qiáng)度計算準(zhǔn)則和選擇材料和熱處的根據(jù)。
1.對於受衝擊(jī)載荷時,輪齒容易折斷應(yīng)選用韌性(xìng)較好的材料, 可選(xuǎn)用低碳鋼滲碳淬火 。
2.對於高速閉(bì)式傳動,齒(chǐ)麵易點(diǎn)蝕,應選用齒麵硬(yìng)度較好的材料,可(kě)選用中碳鋼表麵淬火。
3.對於低速中載(zǎi),輪齒折斷,點蝕,磨損均可發生時,應選取機械強(qiáng)度,齒麵(miàn)硬度等綜合機(jī)械性能好(hǎo)的材料,可選中碳鋼調質(zhì)精切。
4.力求(qiú)材料品種少,便(biàn)於管理,考慮(lǜ)資源和供應情況。
5.當結構尺寸要求緊湊,耐磨(mó)性高(gāo)時,要采用合金鋼(gāng)。
6.製造(zào)單位的設備及技術情況。