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軟齒面的齒輪承載力較低,但生產(chǎn)制造很容易,跑合性好,
多用以傳動(dòng)系統(tǒng)規(guī)格和凈重?zé)o嚴(yán)苛限定,及其少量出產(chǎn)的一般機(jī)械設(shè)備中。由于匹配的齒輪中,小輪承擔(dān)偏重,因而為使尺寸齒輪工作中使用壽命大概相同,小傳動(dòng)齒輪面硬度一般要比大輪的高。硬軸頸齒輪的承載力高,這是在齒輪精切以后
,再開(kāi)展熱處理、感應(yīng)淬火或滲碳淬火解決,以提升硬度。但在熱處理中,齒輪難以避免會(huì)造成形變,因而在熱處理以后須開(kāi)展切削、碾磨或精切
,以清除因形變?cè)斐傻钠?,提升齒輪的精度。由于鋼材淬透性能對(duì)輪齒心部的硬度和畸變都有極其重大的影響,1985年冶金部頒布了我國(guó)的保證淬透性結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件(GB5216-85),在此技術(shù)條件中列入了包括20CxMnTiH、20MnVBH鋼在內(nèi)的10種滲碳鋼的化學(xué)成分、淬透性能數(shù)據(jù)。
高精密齒輪成形磨齒生產(chǎn)加工的熱處理工藝
高精密齒輪成形磨齒生產(chǎn)加工的熱處理工藝:感應(yīng)淬火:感應(yīng)淬火常見(jiàn)于中碳鋼與立碳碳素鋼,如
45、
40Cr鋼等。感應(yīng)淬火后,齒面硬度一般為40~55HRC。特性是抗
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疲憊縫隙腐蝕、抗膠合板工作能力高。耐磨性能好;因?yàn)辇X心一部分未淬硬,齒輪仍有充足的延展性,能承擔(dān)并不大的沖擊性荷載。滲碳淬火:滲碳淬火常見(jiàn)于高碳鋼和低碳環(huán)保含金鋼,如
20、
20Cr鋼等。滲碳淬火后齒面硬度達(dá)到56~62HRC,而齒輪芯部仍維持較高的延展性,傳動(dòng)齒輪的抗拉強(qiáng)度和齒面觸碰抗壓強(qiáng)度高,耐磨性能不錯(cuò),常見(jiàn)于受沖擊性荷載的關(guān)鍵齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。齒輪經(jīng)滲碳淬火后,傳動(dòng)齒輪形變很大,應(yīng)開(kāi)展切削生產(chǎn)加工。滲氮:滲氮是一種表層有機(jī)化學(xué)調(diào)質(zhì)處理。滲氮后不用開(kāi)展別的調(diào)質(zhì)處理,齒面硬度達(dá)到700~900HV。因?yàn)闈B氮解決后的齒輪硬度高,加工工藝溫度低,形變小,故適用內(nèi)齒輪和無(wú)法切削的齒輪,常見(jiàn)于含鉛量、鉬、鋁等鋁合金原素的滲氮鋼,如38CrMoAl等。熱處理:熱處理一般用以中碳鋼與立碳鋁合金鑰,如45、40Cr、35SiMn鋼等。熱處理后齒面硬度一般為220~280HBS。北宋時(shí)制造的水運(yùn)儀象臺(tái)(見(jiàn)中國(guó)古代計(jì)時(shí)器)運(yùn)用了復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)。因硬度不高,傳動(dòng)齒輪深度加工可在調(diào)質(zhì)處理后開(kāi)展淬火:淬火能清除熱應(yīng)力,優(yōu)化晶體,改進(jìn)物理性能和加工性。沖擊韌性規(guī)定太低的齒輪可選用中碳鋼正火處理,大直徑的齒輪可選用鑄鋼件正火處理。
蘇州奧本馬精密機(jī)械有限公司于2013年6月在中國(guó)蘇州注冊(cè)成立,主要從事中小模數(shù)傳動(dòng)機(jī)械齒輪,渦輪,蝸桿,傘齒輪,螺旋錐齒輪,軸齒輪,齒輪箱等,零部件生產(chǎn)和研發(fā),服務(wù)于汽車(chē)制造行業(yè),紡織機(jī)械,航空航天,工業(yè)零件行業(yè),電子行業(yè),家用電器等領(lǐng)域。例如若20CrMnTi滲碳鋼的淬透性過(guò)低,則制成的齒輪滲碳淬火后,心部硬度低于技術(shù)條件規(guī)定的數(shù)值,疲勞試驗(yàn)時(shí),齒輪的疲勞壽命降低一半。
齒輪的加工方式
漸開(kāi)線(xiàn)齒輪加工方法有2大類(lèi),一個(gè)是仿形法,用成型銑刀銑出齒輪的齒槽,是“模仿形狀”的。另一個(gè)是范成法(展成法)。
(1)滾齒機(jī)滾齒:可以加工8模數(shù)以下的斜齒
(2)銑床銑齒:可以加工直齒條
(3)插床插齒:可以加工內(nèi)齒
齒輪材料的重要熱處理特性
變形開(kāi)裂傾向
含義:指鋼在加熱和冷卻過(guò)程中產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力,其綜合作用超過(guò)鋼的σs或σb而產(chǎn)生變形開(kāi)裂的傾向。
設(shè)計(jì)時(shí)考慮要點(diǎn): 加熱或冷卻速度太快,加熱和冷卻不均勻都容易造成工件變形甚至開(kāi)裂,因此:
1. 設(shè)計(jì)齒輪時(shí),在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量避免尖角和厚薄斷面的突然變化。
2. 采用緩和的淬火介質(zhì)或淬火方法。
尺寸穩(wěn)定性
含義:指零件在長(zhǎng)期存放或使用中尺寸穩(wěn)定不變的性能。這對(duì)精密齒輪是很重要的。
設(shè)計(jì)時(shí)考慮要點(diǎn):引起尺寸變化的主要原因是內(nèi)應(yīng)力的存在以及組織中殘余奧氏體的分解,因此,設(shè)計(jì)精密齒輪時(shí),應(yīng)當(dāng)要求穩(wěn)定化處理,如淬火后進(jìn)行冷處理或低溫時(shí)效。使馬氏體趨于穩(wěn)定,并減少內(nèi)應(yīng)力,以使齒輪尺寸穩(wěn)定。