非铁金属合金用于齿轮的优势及应用场景

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：非铁金属合金适合于仪器、仪表工业及在腐蚀性介质中工作的轻载荷齿轮，以及机械传动用蜗轮等。用作齿轮的非铁金属合金主要是铜合金。为节约贵重的铜合金，直径100～200mm青铜蜗轮的轮缘用青铜做成，轮毂用灰铸铁或钢制造。

非铁金属合金适合于仪器、仪表工业及在腐蚀性介质中工作的轻载荷齿轮，以及机械传动用蜗轮等。用作齿轮的非铁金属合金主要是铜合金。铜合金大多数情况下用来制造蜗轮。

1.齿轮常用铜合金的选用

仪器仪表齿轮常用铜合金来制造，如铍青铜QBe2、QBe1.7可用于钟表等仪表齿轮；10-4-4铝青铜QAl10-4-4可用于400℃以下工作的齿轮。

硅青铜QSi3-1可用于耐蚀件及齿轮等；钛青铜QTi3.5、QTi3.5-0.2、QTi6-1等有高的强度、硬度、弹性、耐磨性、耐热性、耐疲劳性和耐蚀性，并且无铁磁性，适宜制造齿轮等耐磨零件。

铸造锡青铜、铸造铝青铜常用于蜗轮等。

2.蜗杆副材料的选用

蜗轮与蜗杆的转速相差比较悬殊，在相同时间内，蜗杆受磨损的机会远较蜗轮大得多，因此蜗轮、蜗杆要采用不同的材料来制造，蜗杆材料要比蜗轮材料坚硬耐磨。

（1）蜗轮材料用作蜗轮的材料有铸造锡青铜、铸造铝青铜和铸铁等。为节约贵重的铜合金，直径100～200mm青铜蜗轮的轮缘用青铜做成，轮毂用灰铸铁或钢制造。蜗轮材料及其适用条件见表1-40。

表1-40 蜗轮材料及其适用条件

（2）蜗杆材料蜗杆绝大部分做成整体式。一般选用优质碳素钢或合金钢制造。

1）滑动速度高的蜗杆以及与铸造铝青铜相配的蜗杆都用高硬度的材料来制造，如用15钢20钢和15Cr钢、20Cr钢，表面渗碳淬硬至56～62HRC，或45钢、40Cr钢，表面高频淬硬至45 ～50HRC，并经磨削、抛光以降低表面粗糙度值。

2）一般速度的蜗杆可用45钢、50钢或40Cr钢制造，经调质处理后表面硬度可达220 260HBW，最好再经最终抛光。低速传动的蜗杆也可用Q275普通碳素钢制造。

3）蜗杆常用材料、分类及技术要求见表1-41。

表1-41 蜗杆常用材料、分类及技术要求

4）蜗杆、蜗轮材料选用推荐见表1-42

表1-42 蜗杆、蜗轮材料选用推荐

注：可以选用合适的新型材料

5）常用齿轮铜合金的主要特征及用途见表1-43。常用齿轮铜合金的力学性能见表1-44

表1-43 常用齿轮铜合金的主要特征及用途

（续）

表1-44 常用齿轮铜合金的力学性能

（续）

注：1.软态为退火态，硬态为压力加工态

2.S为砂型铸造；J为金属型铸造。

3.蜗轮与蜗杆的材料与性能

蜗轮多采用铜合金制作。几种蜗轮材料在与蜗杆配对使用时的许用接触应力见表1-45和表1-46。几种蜗轮材料的许用弯曲应力见表1-47。

表1-45 N＝107时蜗轮材料的许用接触应力σHP

表1-46 几种蜗杆副材料配对时的许用接触应力σHP

① 蜗杆未经淬火时，须将表中σHP值降低20％

表1-47 N＝106时蜗轮材料的许用弯曲应力σFP

（续）

注：S——砂型铸造；J——金属型铸造