齿轮常用几种材料
齿轮依靠其结构尺寸和材料强度来承受外部载荷,这就要求材料具有高的强度、韧性和耐磨性; 数控滚齿机由于齿轮形状复杂,还要求齿轮精度高,材料工艺性好。常用的材料有锻钢、铸钢和铸铁。
一、锻钢
根据牙齿表面硬度,可分为两类。
当HB <350时,称为软齿面。
当HB >350时,称为硬齿面。
长度齿面硬度HB< 350
工艺:锻造毛坯→正火-粗车→回火精加工。
常用材料;45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB
特点:
综合性能更好,齿面强度和硬度更高,齿芯韧性更好。热处理后切齿精度可达8级,简单、经济、生产率高、精度低。
2.齿面硬度HB >350
当使用中碳钢时:
工艺:锻坯→正火→粗切→调质→精切→高中频淬火→低温回火→珩磨或磨削剂磨合、电火花磨合。
常用材料:45、40Cr、40CrNi
特点:
齿面硬度高HRC = 48-55,接触强度高,耐磨性好。牙齿保持回火后的韧性,抗冲击性好,承载能力高。精度降低一半,达到7级精度。适合批量生产,如汽车、机床等的中速、中载变速箱齿轮。
当使用低碳钢时:
锻造毛坯→正火→粗切→调质→精切→渗碳淬火→低温回火→磨齿。六级,七级。
常用材料;20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo
特点:
齿面硬度大,承载能力强。芯体具有良好的韧性和抗冲击性,适用于高速、重载、过载传动或结构紧凑。它是机车的主要传动齿轮和航空齿轮。
二、铸钢
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当齿轮直径D > 400 mm,结构复杂,锻造困难时,铸钢ZG45。ZG55可以使用,可以归一化。正常化和锤炼。
三、铸铁
抗胶合和抗点蚀能力强,但抗冲击性和耐磨性差。适用于稳定运行、低功耗、大尺寸和复杂形状。它能在缺油的条件下工作,适合开放式传动。
四、非金属材料
布料、木材、塑料、尼龙,适合高速轻载。在选材时,应考虑齿轮的不同工况和轮齿的不同失效形式,这是确定齿轮强度计算准则和选材及热点的基础。
1.当轮齿在冲击载荷作用下容易折断时,应选择韧性好的材料,可采用低碳钢进行渗碳淬火。
2.对于高速封闭传动,齿面容易产生麻点。应选择齿面硬度好的材料,表面淬火可采用中碳钢。
3.对于低速中载,当轮齿发生断裂、点蚀和磨损时,应选择机械强度、齿面硬度等综合力学性能好的材料,可选用中碳钢进行调质和精切。
4.争取材料品种少,管理方便,考虑资源和供应。
5.当结构尺寸紧凑,耐磨性高时,应采用合金钢。
6.制造单位的设备和技术。