技能培训资料：齿轮的加工特点及要求.docx

1、齿轮材料的机械性能齿根部受到大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面电蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。2、齿轮材料的工艺性能材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工，因此选材时要对材料的工艺性能加以注意。一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好，其机械性能可以满足一般工作条件的要求，但强度不高，淬透性较差。而合金钢淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差。可以通过改变工艺规程、热处理方法等途径来改善材料的工艺性能。3、齿轮材料的经济性要求在满足使用性能的前提下，选用齿轮材料还应该注意尽量降低零件的总成本。从材料本身价格来考虑。碳钢和铸铁的价格比较低廉，因此在满足零件机械性能的前提下选用碳钢和铸铁，不仅具有较好的加工工艺性能，而且可以降低成本。从齿轮生产过程的耗费来考虑。首先，采用不同的热处理方法相对加工费用也不一样。其次，通过改进热处理工艺也可以降低成本。4、齿轮的材料及热处理对齿轮材料的基本要求：一齿面要硬,齿芯要韧一易于加工及热处理一软齿面齿轮齿面配对硬度差为30-50HBS常用的齿轮材料及其热处理方法有：中碳钢（如45钢）进行调质或表面淬火，综合力学性能较好，用于低速、轻载或中载的一些不重要的齿轮。合金调质钢（如40Cr）进行调质或表面淬火，综合力学性能更好,且热处理变形小，适用于中速、中载及精度要求较高的齿轮。合金渗碳钢（如20Cr,20CrMnTi）进行渗碳淬火或液体碳氮共渗,齿面硬度可达58HRC,且心部有较高韧性，适用于高速、中载和或有冲击载荷的齿轮（4）铸铁及其他非金属材料（如尼龙、夹布胶木等）。这些材料强度低、易加工，适用于一些轻载的齿轮。5、钢制齿轮的热处理方法主要有以下几种：一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。一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5662HR3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。一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700-900HVo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、铝、铝等合金元素的渗氮钢，如38CrMoAI等。一调质调质一般用于中碳钢和中碳合金钥，如45、40Cr、35SiMn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。一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。6、齿轮毛坯齿轮毛坯的选择取决于齿轮的材料、结构形式与尺寸、使用条件及生产批量等因素。常用的齿轮毛坯有：(1)下料件用于一些不重要，受力不大且尺寸较小，结构简单的齿轮。锻件用于重要而受力较大的齿轮。铸钢件用于直径大或结构形状复杂，不宜锻造的齿轮。铸铁件用于受力小，无冲击的开式传动的齿轮。7、齿轮加工方法齿轮加工的关键是齿面加工。目前"齿面加工的主要方法是刀具切削加工和砂轮磨削加工。前者由于加工效率高，加工精度较高，因而是目前广泛采用的齿面加工方法。后者主要用于齿面的精加工，效率一般比较低。