由齒輪的失效形式可知,設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí),應(yīng)使齒面具有較高的損、抗點(diǎn)蝕、抗膠合及抗塑性變形的能力,而齒根要有較高的抗折斷的能力。因此,對(duì)輪齒材料性能的基本要求為:齒面要硬、齒芯要韌。
(一) 常用的齒輪材料
1. 鋼
鋼材的韌性好,,還可以通過熱處理或化學(xué)熱處理其力學(xué)性能及提高齒面硬度,故適應(yīng)于用來制造齒輪。
?。?)鍛鋼
除尺寸過大或者是結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜只宜鑄造者外,一般都用鍛鋼制造齒輪,常用的是含碳量在(0.15~ 0.6)%的碳鋼或合金鋼。制造齒輪的鍛鋼可分為:
軟齒面(硬度≤350HBS):經(jīng)熱處理后切齒的齒輪所用的鍛鋼 對(duì)于強(qiáng)度、速度及精度都要求不高的齒輪,應(yīng)采用以便于切齒,并使刀具不致磨損變鈍。因此,應(yīng)將齒輪毛坯經(jīng)過正火(正火)或調(diào)質(zhì)處理后切齒。切制后即為成品。其精度一般為8級(jí),精切時(shí)可達(dá)7級(jí)。這類齒輪制造簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)。
硬齒面(硬度>350HBS):需進(jìn)行精加工的齒輪所用的鍛鋼 高速、重載及機(jī)器(如機(jī)床、航空發(fā)動(dòng)機(jī))所用的主要齒輪傳動(dòng),除要求材料性能優(yōu)良,輪齒具有及齒面具有(如58~65HRC)外,還應(yīng)進(jìn)行磨齒等精加工。需精加工的齒輪目前多是先切齒,再做表面硬化處理,進(jìn)行精加工,精度可達(dá)5級(jí)或4級(jí)。這類齒輪,價(jià)格較貴,所以熱處理方法有表面淬火、滲碳、氮化、軟氮化及氰化等。所以材料視具體要求及熱處理方法而定。
合金鋼根據(jù)所含金屬的成分及性能,可分別使材料的韌性、、及抗膠合的性能等獲得提高,也可通過熱處理或化學(xué)熱處理材料的力學(xué)性能及提高齒面的硬度。所以對(duì)于既是高速、重載又要求尺寸小、質(zhì)量小的航空用齒輪,就都用性能優(yōu)良的合金鋼(如20CrMnTi,20Cr2Ni4A等)來制造。
?。?)鑄鋼
鑄鋼的性及強(qiáng)度均較好,但應(yīng)經(jīng)退火及正火處理,時(shí)也可進(jìn)行調(diào)質(zhì)。鑄鋼常用于尺寸較大的齒輪。
2.鑄鐵
灰鑄鐵性質(zhì)較脆,抗沖擊及性都較差,但抗膠合及抗點(diǎn)蝕的能力較好?;诣T鐵齒輪常用于工作平穩(wěn)、速度較低、功率不大的場(chǎng)合。
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