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齿轮材料与毛坯选择:要求接触疲劳和弯曲疲劳强度等属性

【摘要】:齿轮材料应具有一定的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。齿轮传动时齿面存在较大的滑动摩擦,因此要求齿轮材料具有足够的硬度和耐磨性。此外,齿轮材料还需具有一定的冲击韧性,热处理变形小,切削性能好等要求。齿轮材料的种类较多,生产上主要采用15钢和45钢。目前,齿轮材料有用高强度球墨铸铁取代铸钢的趋势。齿轮毛坯的选择决定于齿轮材料、结构形状、尺寸规格、使用条件以及生产批量。

齿轮材料应具有一定的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。齿轮传动时齿面存在较大的滑动摩擦,因此要求齿轮材料具有足够的硬度和耐磨性。此外,齿轮材料还需具有一定的冲击韧性,热处理变形小,切削性能好等要求。

速度较高的齿轮传动,齿面易产生疲劳点蚀,应选用齿面硬度较高而硬层较厚的材料;有冲击载荷的齿轮传动,轮齿易折断,应选用韧性较好的材料;低速重载的齿轮传动,轮齿易折断,齿面易磨损,应选用机械强度大,齿面硬度高的材料。

齿轮材料的种类较多,生产上主要采用15钢和45钢。对速度较高、受力较大或精度要求高的齿轮,常采用合金结构钢20Cr、40Cr、18CrMnTi、40MnVB、20MnVB等。目前,齿轮材料有用高强度球墨铸铁取代铸钢的趋势。对于高速而受力不大的齿轮,为了减少噪声,可用夹布胶木制造。此外,为了减少金属切削加工,可用尼龙塑料压铸成形的齿轮。

齿轮毛坯的选择决定于齿轮材料、结构形状、尺寸规格、使用条件以及生产批量。常用的有下面几种:

(1)棒料 一些不重要、受力不大而尺寸较小、结构简单的齿轮,可直接采用棒料毛坯。

(2)锻坯 用于重要而受力较大的齿轮。

(3)铸钢毛坯 用于直径很大或结构形状复杂的齿轮。

(4)铸铁件 铸铁齿轮易加工,成本低,但抗弯强度,抗冲击和耐磨性较差,故常用于受力小、无冲击、低速的齿轮,常用牌号为HT200。