齒輪材料的重要熱處理特性
淬透性
含義: 指鋼接受淬火而獲得馬氏體的能力,不同鋼種接受淬火的能力不同。
淬透性不同的鋼,淬火后得到的淬透層深度不同,從而沿截面分布的金相組織以及機(jī)械性能也不同。淬透層深度是指由淬火表面馬氏體到50%馬氏體層的深度。全部淬透的工件通常表面殘留著拉力,容易產(chǎn)生變形和開裂,小齒輪加工,同時(shí)對工作的疲勞性能也不利。
設(shè)計(jì)時(shí)考慮要點(diǎn):
1. 零件尺寸越大,內(nèi)部熱容量越大,淬火時(shí)零件的冷卻速度越慢,因此,淬透層越薄,性能越差,這種現(xiàn)象叫做“鋼材的尺寸效應(yīng)”。所以,不能根據(jù)小尺寸的性能數(shù)據(jù)用于大尺寸零件的強(qiáng)度計(jì)算,而必須考慮鋼材的淬透性。
2. 大截面或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒輪采用多元合金鋼,保證足夠而適當(dāng)?shù)拇阃感?,保證沿整個(gè)截面有良好的綜合機(jī)械性能,同時(shí),減少變形,防止開裂。
3. 對碳鋼齒輪,由于碳鋼的淬透性低,在設(shè)計(jì)大尺寸時(shí),正火和調(diào)質(zhì)效果相似,而正火可降低成本,不必要求調(diào)質(zhì)。
4. 大模數(shù)高質(zhì)齒輪由于受到鋼材淬透性的限制,應(yīng)當(dāng)開齒后調(diào)質(zhì)。
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齒面加工
刨齒
刨齒一般是用刨齒刀加工直齒圓柱齒輪、錐齒輪或齒條等的齒面。刨刀有兩個(gè)運(yùn)動(dòng):一是刨刀的直線切削往復(fù)運(yùn)動(dòng);二是刨刀隨搖臺的平面回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),刀具與被加工錐齒輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系,齒輪,相當(dāng)于一個(gè)平頂或平面齒輪的齒與被加工錐齒輪的嚙合。刀具展成切齒循環(huán)一次,加工出一個(gè)齒,被加工錐齒輪分度后,加工第二個(gè)齒。
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,減速機(jī)齒輪加工,因而在熱處理以后須開展切削、碾磨或精切,以清除因形變造成的偏差,提升齒輪的精度。
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