齒輪是依靠本身的結構尺寸和材料強度來(lái)承受外載荷的,這就要求材料具有較高強度韌性和耐磨性;由于齒輪形狀復雜,齒輪精度要求高,還要求材料工藝性好。常用材料為 鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵。
一、鍛鋼
根據齒面硬度分為兩大類(lèi)
HB <350 時(shí),稱(chēng)為軟齒面
HB >350 時(shí),稱(chēng)為硬齒面
1.齒面硬度 HB< 350
工藝過(guò)程:鍛造毛坯→正火 --粗車(chē)→調質(zhì)、精加工
常用材料; 45#、35SiMn 、40Cr、40CrNi 、40MnB
特點(diǎn):
具有較好的綜合性能,齒面具有較高強度和硬度,齒芯具有較好韌性。熱處理后切齒精度可達 8 級制造簡(jiǎn)單、經(jīng)濟、生產(chǎn)率高,對精度要求不高
2.齒面硬度 HB >350
采用中碳鋼時(shí):
工藝過(guò)程: 鍛造毛坯→?;智小{質(zhì)→精切→高、 中頻淬火→低溫回火→珩齒或研磨劑跑合、電火花跑合。
常用材料: 45、40Cr、40CrNi
特點(diǎn):齒面硬度高 HRC=48-55,接觸強度高,耐磨性好。齒芯保持調質(zhì)后的韌性,耐沖擊能力好,承載能力較高。精度下降半數,可達 7 級精度。適用于大量生產(chǎn),如:汽車(chē)、機床等中速中載變速箱齒輪。
采用低碳鋼時(shí):
鍛造毛坯→?;智小{質(zhì)→精切→滲碳淬火→低溫回火→磨齒。達 6 級、 7 級。
常用材料; 20Cr、 20CrMnTi 、20MnB 、20CrMnTo
特點(diǎn):齒面硬度,承載能力強。芯部韌性好,耐沖擊,適合于高速、重載、過(guò)載傳動(dòng)或結構要求緊湊的場(chǎng)合,機車(chē)主傳動(dòng)齒輪、航空齒輪。
二、鑄鋼
當齒輪直徑 d〉400mm,結構復雜,鍛造有困難時(shí),可采用鑄鋼材料 ZG45.ZG55,正火處理。?;?,調質(zhì)。
三、鑄鐵
抗膠合及抗點(diǎn)蝕能力強,但抗沖擊耐磨性差。適合工作平穩, 功率不大低速或尺寸較大形狀復雜時(shí)用。能在缺油條件下工作, 適于開(kāi)式傳動(dòng)。
四、非金屬材料
布質(zhì)、木質(zhì)、塑料、尼龍、適于高速輕載。選取材料時(shí)應考慮:齒輪的工作條件不同, 輪齒的破壞形式不同, 是確定齒輪強度計算準則和選擇材料和熱處的根據。
1.對于受沖擊載荷時(shí),輪齒容易折斷應選用韌性較好的材料, 可選用低碳鋼滲碳淬火 。
2.對于高速閉式傳動(dòng),齒面易點(diǎn)蝕,應選用齒面硬度較好的材料,可選用中碳鋼表面淬火。
3.對于低速中載,輪齒折斷,點(diǎn)蝕,磨損均可發(fā)生時(shí),應選取機械強度,齒面硬度等綜合機械性能好的材料,可選中碳鋼調質(zhì)精切。
4.力求材料品種少,便于管理,考慮資源和供應情況。
5.當結構尺寸要求緊湊,耐磨性高時(shí),要采用合金鋼。
6.制造單位的設備及技術(shù)情況。