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齿轮材料选择及材料性能基本要求

发布时间:2018-12-15 浏览量: 分类:课程资讯

齿轮材料选择及材料的基本要求


非标机械设计中,由于齿轮的失效形式可知,设计齿轮传动时,应使齿面具有较高的耐磨损、抗点蚀、抗胶合及抗塑性变形的能力,而齿根要有较高的抗折断的能力。因此,对轮齿材料性能的基本要求为:齿面要硬、齿芯要韧。


常用的齿轮材料:


1、钢:钢材的韧性好,耐冲击,还可以通过热处理或化学热处理改善其力学性能及提高齿面硬度,故最适应于用来制造齿轮。


2、锻钢:除尺寸过大或者是结构形状复杂只宜铸造者外,一般都用锻钢制造齿轮,常用的是含碳量在(0.15~ 0.6)%的碳钢或合金钢。


锻钢可分为:


软齿面(硬度≤350HBS):经热处理后切齿的齿轮所用的锻钢 对于强度、速度及精度都要求不高的齿轮,应采用以便于切齿,并使刀具不致迅速磨损变钝。因此,应将齿轮毛坯经过正火(正火)或调质处理后切齿。切制后即为成品。其精度一般为8级,精切时可达7级。这类齿轮制造简便、经济、生产效率高。


硬齿面(硬度>350HBS):需进行精加工的齿轮所用的锻钢 高速、重载及精密机器(如精密机床、航空发动机)所用的主要齿轮传动,除要求材料性能优良,轮齿具有高强度及齿面具有高硬度(如58~65HRC)外,还应进行磨齿等精加工。需精加工的齿轮目前多是先切齿,再做表面硬化处理,最后进行精加工,精度可达5级或4级。这类齿轮精度高,价格较贵,所以热处理方法有表面淬火、渗碳、氮化、软氮化及氰化等。所以材料视具体要求及热处理方法而定。


3、铸钢:铸钢的耐磨性及强度均较好,但应经退火及正火处理,必要时也可进行调质。铸钢常用于尺寸较大的齿轮。


4、铸铁:灰铸铁性质较脆,抗冲击及耐磨性都较差,但抗胶合及抗点蚀的能力较好。灰铸铁齿轮常用于工作平稳、速度较低、功率不大的场合。


非金属材料:


对高速轻载及精度不高的齿轮传动,为了降低噪声,常用非金属材料(如夹布胶木、尼龙等)做小齿轮,大齿轮仍用钢或铸铁制造。为使大齿轮具有足够的抗磨损及抗点蚀的能力,齿面的硬度应为250~350HBS。


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