齿轮可以由各自不同的材料制成,涵盖不少类型的钢、黄铜、青铜、铸铁、球墨铸铁、铝、粉末金属和塑料。整体来说,钢是常见的材料,尽管多年来,我们一直在使用提到的全部材料类型。
钢一般是理想的,因为它提供了高强度重量比、高耐磨性、通过热处理提高物理性能的能力还有有竞争力的价格的成功组合
制造齿轮经常会用到的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。
铸钢的强度比锻钢稍低,经常会用到于尺寸很大的齿轮;灰铸铁的机械性能较差,可用于轻载的开式齿轮传动中;球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ;塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方,与其配对的齿轮大多数情况下用导热性好的钢齿轮。
未来齿轮正向重载、高速、高精度和高效率等方向发展,并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。 【齿轮】轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。
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升齿面的硬度,故适于用来制造齿轮。
(1)锻钢
除尺寸过大或者是结构形状复杂只宜铸造者外,大多数情况下都用锻钢制造齿轮,经常会用到的是含碳在0.15%~0.6%的碳钢或合金钢。
制造齿轮的锻钢可分为:
1)经热处理后切齿的齿轮所用的锻钢。
针对强度、速度及精度都要求不高的齿轮,应采取软齿面(硬度≤350HBS)以方便切齿,并使刀具不致快速磨损变钝。因为这个原因,应将齿轮毛坯经过常化(正火)或调质处理后切齿。切制后即为成品。其精度大多数情况下为8级,精切时可达7级。这种类型齿轮制造简单方便、经济、生产率高。
2)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。需精加工的齿轮现在多是先切齿,再做表面硬化处理,后进行精加工,精度可达5级或4级。这种类型齿轮精度高,价格较贵,所用热处理方式有表面淬火、渗碳、氮化、软氮化及氰化等。所用材料视详细要求及热处理方式而定。
合金钢材按照所含金属的成分及性能,可分别使材料的韧性、耐冲击、耐磨及抗胶合的性能等取得提升,也可以通过热处理或化学热处理改善材料的力学性能及提升齿面的硬度。故此,针对不仅是高速、重载,又要求尺寸小、质量小的航空用齿轮,就都用性能优良的合金钢(如20CrMnTi、20Cr2Ni4A等)来制造。
因为硬齿面齿轮具有力学性能高、结构尺寸小等优点,因而一部分工业发达的国家在大多数情况下机械中也普遍采取了中、硬齿面的齿轮传动。
(2)铸钢
铸钢的耐磨性及强度均很好,但应经退火及常化处理,必要时也可以进行调质。铸钢经常会用到于尺寸很大的齿轮。
2、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很好。灰铸铁齿轮经常会用到于工作平稳,速度很低,功率不大的场合。
3、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,经常会用到非金属材料(如夹布塑胶、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。
【齿轮经常会用到材料】制造齿轮经常会用到的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。
铸钢的强度比锻钢稍低,经常会用到于尺寸很大的齿轮;灰铸铁的机械性能较差,可用于轻载的开式齿轮传动中;球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ;塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方,与其配对的齿轮大多数情况下用导热性好的钢齿轮。
未来齿轮正向重载、高速、高精度和高效率等方向发展,并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。【齿轮】轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。
1、齿轮经常会用到材料为 锻钢、铸钢、铸铁 。
2、从齿轮的失效形式可以看得出来,在设计齿轮传动时,齿面应具有非常高的耐磨性、抗点蚀性、抗胶合性和抗塑性变形性,而齿根应具有非常高...
【齿轮经常会用到材料】制造齿轮经常会用到的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低,经常会用到于尺寸很大的齿轮;灰铸铁的机械性能较差,可用于轻载的开式齿轮传动中;球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ;塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方,与其配对的齿轮大多数情况下用导热性好的钢齿轮。
未来齿轮正向重载、高速、高精度和高效率等方向发展,并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。 【齿轮】轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。
齿轮的材质:可视结构的紧凑和传递功率的大小来选用高质量碳素钢。如45#钢,20#钢;也可以用合金钢,如40cr钢,18CrMn.Ti钢,凡是低碳(含碳量低于0.3%)的钢都要进行渗碳处理,然后再进行热处理,以提升齿轮齿表面的硬度;而中碳钢的齿轮,可直接进行热处理。
齿轮的材料可以按照详细的应用需求和工作中所身处的环境选择,常见的齿轮材料涵盖:
碳钢:碳钢是一种经常会用到的齿轮材料,具有良好的强度和耐磨性。它适用于大多数情况下工程应用,如汽车、机械设备等。
合金钢:合金钢是通过在碳钢中添加合金元素(如镍、铬、钼等)来提升其强度和硬度的材料。合金钢齿轮一般具有非常高的耐磨性和抗疲劳性能,适用于高负载和高速度应用。
不锈钢:不锈钢齿轮具有耐腐蚀
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制造齿轮经常会用到的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低,经常会用到于尺寸很大的齿轮;灰铸铁的机械性能较差,可用于轻载的开式齿轮传动中;球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ;塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方,与其配对的齿轮大多数情况下用导热性好的钢齿轮。
成本低
市场供应量足
好加工,普通设备完全就能够加工
热处理也简单
45钢简介:
45钢是GB中的叫法,也叫"油钢"。市场现货热轧居多;冷轧规格1.0~4.0mm当中。
化学成分
含碳(C)量是0.42~0.百分之50,Si(硅)含量为0.17~0.37%,Mn(锰)含量0.50~0.百分之80,Cr(铬)含量≤0.25%,Ni(镍)含量≤0.百分之30, Cu(铜)含量≤0.25%。
密度7.85g/cm3,弹性模量210GPa,泊松比0.31。
力学性能
正火:850 ; 淬火:840 ; 回火:600 ; 抗拉强度:不小于600Mpa ; 屈服强度:不小于355Mpa ; 伸长率:16% ; 收缩率:百分之40 ; 冲击功:39J ; 钢材交货状态硬度:不大于 未热处理:229HBS ; 退火钢:197HBS
主要用途
轴类零件的功用、结构特点及技术要求折叠
轴类零件是机器中常常碰见的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件,传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件,其长度大于直径,大多数情况下由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及对应的端面所组成。按照结构形状的不一样,轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
轴的长径比小于5的称为短轴,大于20的称为细长轴,相当大一部分轴介于两者当中。
轴用轴承支承,与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准,它们的精度和表面质量大多数情况下要求非常高,其技术要求大多数情况下按照轴的主要功用和工作条件制定,一般有以下几项:
(一)尺寸精度 起支承作用的轴颈为了确定轴的位置,一般对其尺寸精度要求非常高(IT5~IT7)。装配传动件的轴颈尺寸精度大多数情况下要求很低(IT6~IT9)。
(二)几何形状精度 轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等,大多数情况下应故将他公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求非常高的内外圆表面,可以在图纸上标注其允许偏差。
(三)相互位置精度 轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。一般应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求,不然会影响传动件(齿轮等)的传动精度,并出现噪声。普通精度的轴,其配合轴段对支承轴颈的径向跳动大多数情况下为0.01~0.03mm,高精度轴(如主轴)一般为0.001~0.005mm。
(四)表面粗糙度 大多数情况下与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5~0.63μm,与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63~0.16μm。
轴类零件的毛坯和材料
(一)轴类零件的毛坯 轴类零件可按照使用要求、生产类型、设备条件及结构,选用棒料、锻件等毛坯形式。针对外圆直径相差不大的轴,大多数情况下以棒料为主;而针对外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴,常选用锻件,这样既节约材料又减少机械加工的工作量,还可改善机械性能。
按照生产规模的不一样,毛坯的锻造方法有自由锻和模锻两种。中小批生产多采取自由锻,大批非常多生产时采取模锻。(二)轴类零件的材料 轴类零件应按照不一样的工作条件和使用要求选用不一样的材料并采取不一样的热处理规范(如调质、正火、淬火等),以取得一定的强度、韧性和耐磨性。
45钢是轴类零件的经常会用到材料,它价格便宜经过调质(或正火)后,可得到很好的切削性能,而且,能落在自己身上非常高的强度和韧性等综合机械性能,淬火后表面硬度可达45~52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速非常高的轴类零件,这种类型钢经调质和淬火后,具有很好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn,经调质和表面高频淬火后,表面硬度可达50~58HRC,并具有非常高的耐疲劳性能和很好的耐磨性能,可制造非常高精度的轴。
精密机床的主轴(比如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。这样的钢经调质和表面氮化后,不仅能落在自己身上很高的表面硬度,而且,能保持较软的芯部,因为这个原因耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较,它有热处理变形很小,硬度更高的特性。
45号钢广泛用于机械制造,这样的钢的机械性能很好。但是,这是一种中碳钢,淬火性能依然不会好, 45号钢可以淬硬至HRC42~46。故此,假设需表面硬度,又期望发挥45#钢优越的机械性能,常将45#钢表面淬火(高频淬火或者直接淬火),这样就可以得到需的表面硬度。
注:直径为8―12mm的45号钢淬火时容易出现裂纹,这是一个较为复杂的问题。现在采用的措施是淬火时试样在水中迅速搅动,或者采取油冷,可不要产生裂纹。
齿轮工作条件钢 号热处理工艺硬度要求在低载荷下工作,要求耐磨性高的齿轮15(20)900~950℃渗碳,直接淬冷或780~800℃水淬,180~200℃回火。58~63HRC低速(0.1m/s),低载荷下工作的不重要变速箱齿轮和挂轮架齿轮45840~860℃正火156~217HRC低速(0.1m/s),低载荷下工作的齿轮(如车床溜板上的齿轮)45820~840℃水淬500~550℃回火200~250HRC中速、中载荷或大载荷下工作(车床变速箱中的次要齿轮)45860~900℃高频感应加热,水淬,350~370℃回火40~45HRC速度很大或中等载荷下工作的齿轮,齿部要求非常高(钻床变速箱中的次要齿轮)45860~900℃高频感应加热,水淬,380~320℃回火45~50HRC高速、中等载荷,要求齿面硬度高(磨床砂轮箱齿轮)45860~900℃高频感应加热,水淬,180~200℃回火52~58HRC速度不大、中等载荷,断面很大(铣床工作台变速箱齿轮、立车齿轮)40Cr、 42SiMn840~860℃油淬,600~650℃回火200~230HRC中等速度、中等载荷,不大的冲击下工作的高速机床走刀箱、变速箱齿轮40Cr 、42SiMn调质后860~880℃高频感应加热,乳化液冷却,280~320℃回火45~50HRC高速、高载荷、齿部要求高硬度的齿轮40Cr 、 42SiMn调质后860~880℃高频感应加热,乳化液冷却,180~200℃回火50~55HRC高速、中载荷、受冲击、模数5(机床变速箱齿轮、龙门铣床的电动机齿轮)20Cr 、20SiMn900~950℃渗碳,直接淬火或800~820℃再加热油淬,180~200℃回火。58~63HRC高速、重载荷受冲击、模数6的齿轮(如立车上重要的螺旋伞齿轮)20CrMnTi 、20SiMnVB、 12CrNi3900~950℃渗碳,降温至820~850℃淬火,180~200℃回火。58~63HRC在不高载荷下工作的大型齿轮50Mn2 、 65Mn820~840℃空冷<241HB传动精度高,要求具有一定耐磨性的大齿轮35CrMo850~870℃空冷,600~650℃回火(热处理后精切齿形)齿轮工作条件钢 号热处理工艺硬度要求在低载荷下工作,要求耐磨性高的齿轮15(20)900~950℃渗碳,直接淬冷或780~800℃水淬,180~200℃回火。58~63HRC低速(0.1m/s),低载荷下工作的不重要变速箱齿轮和挂轮架齿轮45840~860℃正火156~217HRC低速(0.1m/s),低载荷下工作的齿轮(如车床溜板上的齿轮)45820~840℃水淬500~550℃回火200~250HRC中速、中载荷或大载荷下工作(车床变速箱中的次要齿轮)45860~900℃高频感应加热,水淬,350~370℃回火40~45HRC速度很大或中等载荷下工作的齿轮,齿部要求非常高(钻床变速箱中的次要齿轮)45860~900℃高频感应加热,水淬,380~320℃回火45~50HRC高速、中等载荷,要求齿面硬度高(磨床砂轮箱齿轮)45860~900℃高频感应加热,水淬,180~200℃回火52~58HRC速度不大、中等载荷,断面很大(铣床工作台变速箱齿轮、立车齿轮)40Cr、 42SiMn840~860℃油淬,600~650℃回火200~230HRC中等速度、中等载荷,不大的冲击下工作的高速机床走刀箱、变速箱齿轮40Cr 、42SiMn调质后860~880℃高频感应加热,乳化液冷却,280~320℃回火45~50HRC高速、高载荷、齿部要求高硬度的齿轮40Cr 、 42SiMn调质后860~880℃高频感应加热,乳化液冷却,180~200℃回火50~55HRC高速、中载荷、受冲击、模数5(机床变速箱齿轮、龙门铣床的电动机齿轮)20Cr 、20SiMn900~950℃渗碳,直接淬火或800~820℃再加热油淬,180~200℃回火。58~63HRC高速、重载荷受冲击、模数6的齿轮(如立车上重要的螺旋伞齿轮)20CrMnTi 、20SiMnVB、 12CrNi3900~950℃渗碳,降温至820~850℃淬火,180~200℃回火。58~63HRC在不高载荷下工作的大型齿轮50Mn2 、 65Mn820~840℃空冷<241HB传动精度高,要求具有一定耐磨性的大齿轮35CrMo850~870℃空冷,600~650℃回火(热处理后精切齿形)
大多数情况下减速器齿轮的齿要一均等,这样运行起来没无差
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