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齿轮常用材料选择注意事项

      为了保证齿轮工作的可靠性,提高其使用寿命,齿轮的材料及其热处理应根据工作条件和材料的特点来选取。
   对齿轮材料的基本要求是:应使齿面具有足够的硬度和耐磨性,齿心具有足够的韧性,以防止齿面的各种失效,同时应具有良好的冷、热加工的工艺性,以达到齿轮的各种技术要求。
   常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢合金结构钢铸钢铸铁非金属材料等。一般多采用锻件或轧制钢材。当齿轮结构尺寸较大,轮坯不易锻造时,可采用铸钢;开式低速传动时,可采用灰铸铁或球墨铸铁、低速重载的齿轮易产生齿面塑性变形,轮齿也易折断,宜选用综合性能较好的钢材;高速齿轮易产生齿面点蚀,宜选用齿面硬度高的材料;受冲击载荷的齿轮,宜选用韧性好的材料。对高速、轻载而又要求低噪声的齿轮传动,也可采用非金属材料、如夹布胶木、尼龙等。
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    表面淬火

    表面淬火常用于中碳钢和中碳合金钢,如 45 40Cr钢等。表面淬火后,齿面硬度一般为4055HRC。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高。耐磨性好;由于齿心部分未淬硬,齿轮仍有足够的韧性,能承受不大的冲击载荷。

    渗碳淬火
    渗碳淬火常用于低碳钢和低碳含金钢,如 20 20Cr钢等。渗碳淬火后齿面硬度可达5662HRC,而齿轮心部仍保持较高的韧性,轮齿的抗弯强度和齿面接触强度高,耐磨性较好,常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬火后,轮齿变形较大,应进行磨削加工。

    渗氮 
    渗氮是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进行其他热处理,齿面硬度可达700900HV。由于渗氮处理后的齿轮硬度高,工艺温度低,变形小,故适用于内齿轮和难以磨削的齿轮,常用于含铅、钼、铝等合金元素的渗氮钢,如38CrMoAl等。

    调质

    调质一般用于中碳钢和中碳合金钥,如4540Cr35SiMn钢等。调质处理后齿面硬度一般为220280HBS。因硬度不高,轮齿精加工可在热处理后进行。

    正火
    正火能消除内应力,细化晶粒,改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可采用中碳钢正火处理,大直径的齿轮可采用铸钢正火处理。

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       根据热处理后齿面硬度的不同,齿轮可分为软齿面齿轮(≤350HBS)和硬齿面齿轮(>350HBS)。一般要求的齿轮传动可采用软齿面齿轮。为了减小胶合的可能性,并使配对的大小齿轮寿命相当,通常使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高出3050HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动,可采用硬齿面齿轮组合,齿面硬度可大致相同。

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