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優(yōu)勢(shì)供應(yīng)LARU內(nèi)齒套0370.203.216-3
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江蘇邱成機(jī)電有限公司
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江蘇邱成機(jī)電有限公司是一家集研發(fā)、工程、銷(xiāo)售、技術(shù)服務(wù)于一體的現(xiàn)代化企業(yè),是國(guó)內(nèi)自動(dòng)化領(lǐng)域具競(jìng)爭(zhēng)力的設(shè)備供應(yīng)商。公司主要經(jīng)營(yíng)歐美和日韓 等發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)電一體化設(shè)備、高精度分析檢測(cè)儀器、環(huán)境與新能源工業(yè)設(shè)備及電動(dòng)工具等工控自動(dòng)化產(chǎn)品。
齒輪可按齒形、齒輪外形、
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齒線形狀、輪齒所在的表面和制造方法等分類(lèi)。
齒輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開(kāi)線齒輪比較容易制造,因此現(xiàn)代使用的齒輪中 ,漸開(kāi)線齒輪占多數(shù),而擺線齒輪和圓弧齒輪應(yīng)用較少。
在壓力角方面,小壓力角齒輪的承載能力較小;而大壓力角齒輪,雖然承載能力較高,但在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的情況下軸承的負(fù)荷增大,因此僅用于特殊情況。而齒輪的齒高已標(biāo)準(zhǔn)化,一般均采用標(biāo)準(zhǔn)齒高。變位齒輪的優(yōu)點(diǎn)較多,已遍及各類(lèi)機(jī)械設(shè)備中。
另外,齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪;按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪;按輪齒所在的表面分為外齒輪、內(nèi)齒輪;按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。
齒輪的制造材料和熱處理過(guò)程對(duì)齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀(jì)50年代前,齒輪多用碳鋼,60年代改用合金鋼,而70年代多用表面硬化鋼。按硬度 ,齒面可區(qū)分為軟齒面和硬齒面兩種。
軟齒面的齒輪承載能力較低,但制造比較容易,跑合性好, 多用于傳動(dòng)尺寸和重量無(wú)嚴(yán)格限制,以及小量生產(chǎn)的一般機(jī)械中。因?yàn)榕鋵?duì)的齒輪中,小輪負(fù)擔(dān)較重,因此為使大小齒輪工作壽命大致相等,小輪齒面硬度一般要比大輪的高。
硬齒面齒輪的承載能力高,它是在齒輪精切之后 ,再進(jìn)行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理,以提高硬度。但在熱處理中,齒輪不可避免地會(huì)產(chǎn)生變形,因此在熱處理之后須進(jìn)行磨削、研磨或精切 ,以消除因變形產(chǎn)生的誤差,提高齒輪的精度。
材料編輯 語(yǔ)音
制造齒輪常用的鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強(qiáng)度比鍛鋼稍低,常用于尺寸較大的齒輪;灰鑄鐵的機(jī)械性能較差,可用于輕載的開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中;球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪 ;塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方,與其配對(duì)的齒輪一般用導(dǎo)熱性好的鋼齒輪。
未來(lái)齒輪正向重載、高速、高精度和高效率等方向發(fā)展,并力求尺寸小、重量輕、壽命長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)可靠。
而齒輪理論和制造工藝的發(fā)展將是進(jìn)一步研究輪齒損傷的機(jī)理,這是建立可靠的強(qiáng)度計(jì)算方法的依據(jù),是提高齒輪承載能力,延長(zhǎng)齒輪壽命的理論基礎(chǔ);發(fā)展以圓弧齒廓為代表的新齒形;研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝; 研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場(chǎng)的分布,進(jìn)行輪齒修形,以改善齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性,并在滿載時(shí)增大輪齒的接觸面積,從而提高齒輪的承載能力。
摩擦、潤(rùn)滑理論和潤(rùn)滑技術(shù)是 齒輪研究中的基礎(chǔ)性工作,研究彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論,推廣采用合成潤(rùn)滑油和在油中適當(dāng)?shù)丶尤霕O壓添加劑,不僅可提高齒面的承載能力,而且也能提高傳動(dòng)效率。 [6]
類(lèi)型編輯 語(yǔ)音
按傳動(dòng)比分:
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定傳動(dòng)比 —— 圓形齒輪機(jī)構(gòu)(圓柱、圓錐)
變傳動(dòng)比 —— 非圓齒輪機(jī)好構(gòu)(橢圓齒輪)
按輪軸相對(duì)位置分
平面齒輪機(jī)構(gòu)、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、外嚙合齒輪傳動(dòng)、內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、人字齒輪傳動(dòng)、空間齒輪機(jī)構(gòu)、圓錐齒輪傳動(dòng)、交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)
按工藝分
錐形齒輪、毛坯半制品齒輪、螺旋齒輪、內(nèi)齒輪、直齒輪、蝸輪蝸桿
用途應(yīng)用編輯 語(yǔ)音
塑料齒輪
隨著科學(xué)的發(fā)展,齒輪已經(jīng)慢慢由金屬齒輪轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰淆X輪。因?yàn)樗芰淆X輪更具有潤(rùn)滑性和耐磨性。可以減小噪音,降低成本,降低摩擦。
常用的塑料齒輪材料有:PVC,POM,PTFE,PA,尼龍,PEEK等。
汽車(chē)齒輪
我國(guó)中重型載貨汽車(chē)齒輪用鋼牌號(hào)較多,主要是為適應(yīng)引進(jìn)當(dāng)時(shí)*汽車(chē)技術(shù)的要求。50年代我國(guó)從原蘇聯(lián)里哈喬夫汽車(chē)廠引進(jìn)當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)中型載貨汽車(chē)(即“解放"牌原車(chē)型)生產(chǎn)技術(shù)的同時(shí),也引進(jìn)了原蘇聯(lián)生產(chǎn)汽車(chē)齒輪的20CrMnTi鋼種。
成形齒輪
成形齒輪(10張)
改革開(kāi)放以后,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展,為了滿足我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展需要,從80年代開(kāi)始,我國(guó)有計(jì)劃地引進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的各類(lèi)先進(jìn)機(jī)型,各類(lèi)*中重型載貨汽車(chē)也不斷引進(jìn)。同時(shí),我國(guó)大汽車(chē)廠同國(guó)外著名汽車(chē)大公司進(jìn)行合作,引進(jìn)*汽車(chē)生產(chǎn)技術(shù),其中包括汽車(chē)齒輪的生產(chǎn)技術(shù)。與此同時(shí),我國(guó)鋼鐵冶煉技術(shù)水平也在不斷提高,采用鋼包二次冶煉及成分微調(diào)和連鑄連軋等先進(jìn)冶煉技術(shù),使得鋼廠能生產(chǎn)出高純凈度、淬透性能帶縮窄的齒輪用鋼材,從而實(shí)現(xiàn)了引進(jìn)汽車(chē)齒輪用鋼的國(guó)產(chǎn)化,使我國(guó)齒輪用鋼的生產(chǎn)水平上了一個(gè)新臺(tái)階。適合于我國(guó)國(guó)情的國(guó)產(chǎn)重型汽車(chē)齒輪用含鎳高淬透性能鋼也得到了應(yīng)用,取得了較好效果。汽車(chē)齒輪的熱處理技術(shù)也從原50-60年代采用井式氣體滲碳護(hù)發(fā)展到當(dāng)前普遍采用由計(jì)算機(jī)控制的連續(xù)式氣體滲碳自動(dòng)線和箱式多用爐及自動(dòng)生產(chǎn)線(包括低壓(真空)滲碳技術(shù))、齒輪滲碳預(yù)氧化處理技術(shù),齒輪淬火控制冷卻技術(shù)(由于專(zhuān)用淬火油和淬火冷卻技術(shù)的使用)、齒輪鍛坯等溫正火技術(shù)等。這些技術(shù)的采用不僅使齒輪滲碳淬火畸變得到了有效控制、齒輪加工精度得到提高、使用壽命得到延長(zhǎng),而且還滿足了齒輪的現(xiàn)代化熱處理的大批量生產(chǎn)需要。
有關(guān)文獻(xiàn)指出,汽車(chē)齒輪的壽命主要由兩大指標(biāo)考核,一是齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度,二是齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。前者主要由滲碳淬火質(zhì)量決定,后者主要由齒輪材料決定。為此,有必要對(duì)汽車(chē)齒輪用滲碳鋼的要求、性能及其熱處理特點(diǎn)有一個(gè)較全面的了解。 [2]
鉻錳鈦鋼和硼鋼
齒輪軸
齒輪軸
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)載貨汽車(chē)齒輪使用普遍的鋼種是20CrMnTi。這是上世紀(jì)50年代我國(guó)從原蘇聯(lián)引進(jìn)的中型的汽車(chē)齒輪18XTr鋼種(即20CrMnTi鋼)。該鋼晶粒細(xì),滲碳時(shí)晶粒長(zhǎng)大傾向小,具有良好的滲碳淬火性能,滲碳后可直接淬火。文獻(xiàn)指出,在1980年以前,我國(guó)的滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼(包括20CrbinTi鋼)在鋼材出廠時(shí)只保證鋼材的化學(xué)成分和用樣品測(cè)定的力學(xué)性能,但是在汽車(chē)生產(chǎn)時(shí)常常出現(xiàn)化學(xué)成分和力學(xué)性能合格的鋼材,由于淬透性能波動(dòng)范圍過(guò)大而影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況。例如若20CrMnTi滲碳鋼的淬透性過(guò)低,則制成的齒輪滲碳淬火后,心部硬度低于技術(shù)條件規(guī)定的數(shù)值,疲勞試驗(yàn)時(shí),齒輪的疲勞壽命降低一
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半;若淬透性能過(guò)高,則齒輪滲碳淬火后內(nèi)孔收縮量過(guò)大而影響齒輪裝配。
由于鋼材淬透性能對(duì)輪齒心部的硬度和畸變都有極其重大的影響,1985年冶金部頒布了我國(guó)的保證淬透性結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件(GB5216-85),在此技術(shù)條件中列入了包括20CxMnTiH、20MnVBH鋼在內(nèi)的10種滲碳鋼的化學(xué)成分、淬透性能數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:用于制造齒輪的20CrMnTi鋼的淬透性能指標(biāo)為距水冷端9咖處的硬度為30-42HRC。在此之后,采用20CrMnTi鋼生產(chǎn)齒輪的齒心部硬度過(guò)低和畸變過(guò)大的問(wèn)題基本上得到了解決。但是不管齒輪模數(shù)大小和鋼材截面粗細(xì)均采用同一鋼號(hào)20CrMnTi鋼顯然是不合理的。由于我國(guó)鋼材冶煉技術(shù)水平的提高,和合金結(jié)構(gòu)鋼供應(yīng)情況的改善,已經(jīng)有條件把齒輪鋼的淬透性能帶進(jìn)一步縮窄,并根據(jù)不同產(chǎn)品(如變速器齒輪與后橋齒輪等)的要求開(kāi)發(fā)新的鋼種以滿足其要求。
通過(guò)與鋼廠協(xié)商,1997年長(zhǎng)春一汽先后與生產(chǎn)齒輪鋼廠的生產(chǎn)廠家簽定了將20CrMnTi鋼淬透性能分擋供應(yīng)的協(xié)議,例如“解放"牌5t載貨汽車(chē)上用于制造截面尺寸較小的變速器軸、中間軸齒輪和截面尺寸較大的后橋主、從動(dòng)圓錐齒輪用20CrMnTiH鋼淬透性能組別分別為I和Ⅱ,對(duì)應(yīng)淬透性能分別為J9:30—36HRC和J9=36~42HRC。
1960年前后,由于我國(guó)鎳、鉻鋼的供應(yīng)緊張,影響了我國(guó)含鎳、鉻鋼材的生產(chǎn)。而當(dāng)時(shí)我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)是從原蘇聯(lián)引進(jìn)的技術(shù),蘇聯(lián)大量應(yīng)用含鎳、鉻的鋼材。因此,當(dāng)時(shí)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)大力發(fā)展了硼鋼的開(kāi)發(fā)、研制工作,用20MnVB和20Mn2TiB鋼代替20CrMnTi滲碳鋼制造齒輪。這是因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)鋼中加入微量硼(0.0001%-0.0035%)可以顯著地提高鋼材的淬透性能,因此鋼中加入微量硼可以代替一定數(shù)量的錳、鎳、鉻、鉬等貴重合金元素,因而硼鋼得到廣泛的應(yīng)用。長(zhǎng)春一汽曾在“解放"牌汽車(chē)齒輪生產(chǎn)中使用過(guò)20MnTiB和20Mn2TiB鋼。
東風(fēng)汽車(chē)公司生產(chǎn)的“東風(fēng)"牌5,載貨汽車(chē)變速器和后橋齒輪分別采用20CrMnTi和20MnVB鋼制造。同樣,也與鋼廠簽定了把鋼材淬透性能帶縮窄并分檔供應(yīng)的協(xié)議。變速器和后橋主、從動(dòng)圓錐齒輪用鋼分別為20CrMnTiH(3)和20MnVBH(2)、20MnVBH(3),對(duì)應(yīng)淬透性能分別為J9=32~39HRC和J9=37~44HRC、J9=34~42HRC。
我國(guó)綦江齒輪廠引進(jìn)了德國(guó)公司的重型汽車(chē)變速器齒輪生產(chǎn)技術(shù),在國(guó)內(nèi)按德國(guó)Ⅲ公司的標(biāo)準(zhǔn)試制了該公司的Cr-Mn-B系含硼齒輪鋼獲得成功。其齒輪材料的淬透性能為J10=31~39HRC
直齒輪
直齒輪
當(dāng)然,20CrMnTi鋼及20MnTiB鋼、20MVB鋼等含硼鋼也存在不足。一般認(rèn)為20CrMnTi等滲碳鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼,滲碳后晶粒不會(huì)粗化,可直接淬火。但實(shí)際上由于鋼材冶煉質(zhì)量的影響,常常在正常條件下發(fā)生晶粒粗化現(xiàn)象。對(duì)多批材料的實(shí)際晶粒度試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)相當(dāng)部分實(shí)際晶粒度只有2—3級(jí)(930℃保溫3h條件下)。文獻(xiàn)認(rèn)為,20CrMnTi由于Ti含量較高,鋼中TiN夾雜物多,尤其是大塊的TiN夾雜是齒輪疲勞時(shí)的疲勞源,它的存在會(huì)降低齒輪的接觸疲勞性能。這種夾雜物呈立方結(jié)構(gòu),受力時(shí)易發(fā)生解理開(kāi)裂,導(dǎo)致齒輪早期失效。另一個(gè)問(wèn)題是該鋼的淬透性能有限,不能滿足大直徑大模數(shù)齒輪的要求,滲碳有效硬化層深度和心部硬度均不能滿足重型齒輪的要求。此外,在熱處理過(guò)程中20CrMnTi鋼易產(chǎn)生內(nèi)氧化和非馬氏體組織而降低齒輪的疲勞壽命。但在我國(guó)齒輪滲碳鋼中還沒(méi)有哪一種鋼在滲碳工藝上有20CrMnTi鋼這樣成熟和可靠。所以,它仍是目前國(guó)內(nèi)使用普遍的滲碳鋼種。20MnVB、20MnTiB和20Mn2TiB等硼鋼也存在一些缺點(diǎn),如在冶煉時(shí)由于脫氧去氮不好而使硼不能起
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到增加淬透性能的作用,因此,使硼鋼的性能不穩(wěn)定,滲碳淬火后的齒輪畸變?cè)龃蠖绊懏a(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)由于混晶和晶粒易于粗大,致變形不易控制和韌性較差,且硼鋼齒輪根部易產(chǎn)生托氏體組織和碳氮共滲齒輪的黑網(wǎng)、黑帶。因此,很多工廠中止使用該鋼種。但是由此決不能就此得出硼鋼不適宜作齒輪滲碳鋼的結(jié)論。含硼的滲碳鋼在國(guó)外還有使用。例如,德國(guó)著名的Ⅳ齒輪廠,一直使用由其本廠擬訂的保留鋼種ZF7,這是一種含硼的低碳鉻錳鋼。該鋼主要的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為0.15~0.20C,0.15~0.40S,1.0~1.3Cr,1.0~1.3Mn,0.001~0.003B。美國(guó)汽車(chē)變速器齒輪和后橋主、從動(dòng)齒輪有的也采用含硼滲碳鋼,如50B15、43BVl4和94B17。因此,只要鋼廠冶煉技術(shù)跟上去,硼鋼的上述問(wèn)題是能夠解決的。
20CrMnTiH、20MnVBH和20MnTiBH鋼齒輪鍛坯在連續(xù)式等溫正火爐內(nèi)進(jìn)行處理可以保證得到均勻分布的片狀珠光體+鐵素體。這樣可以使齒輪的熱處理畸變大大減小,使齒輪的精度提高,使用壽命延長(zhǎng)。
齒輪鍛坯等溫正火硬度為156~207HB。 [6]
鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼
22CrMnMo、20CrMnMoH和20CrMoH鋼由于有著較高淬透性而用于中型汽車(chē)齒輪。此類(lèi)鋼可采用滲碳后直接淬火工藝。由于鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼中含有鉻和鉬等形成碳化物的元素,在滲碳過(guò)程中將促使輪齒表面碳含量增加,容易在滲碳層組織中出現(xiàn)大量碳化物,使?jié)B碳層性能惡化。因此,齒輪采用鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼滲碳時(shí),宜采用弱滲碳?xì)夥?,以防止形成過(guò)量碳化物。22CrMnMo和20CrMnMoH齒輪鍛坯正火后在650~670℃進(jìn)行高溫回火處理,金相組織為細(xì)片狀珠光體+少量鐵素體,硬度為171~229HB。20CrMnH齒輪鍛坯在連續(xù)式等溫正火爐中處理,935~945℃加熱,640~650℃先預(yù)冷后等溫,可獲得均勻的鐵素體+珠光體組織,硬度為156~207HB。文獻(xiàn)指出,20CrMoH鋼冶煉工藝穩(wěn)定,淬透性帶較窄且易于控制,與20CrMnTi鋼齒輪比較,具有熱處理畸變小;滲層有良好、穩(wěn)定的淬透性;金相組織、滲碳淬火后的表面和心部硬度,均能較好地滿足技術(shù)要求;疲勞性能好,比較適合汽車(chē)中小模數(shù)齒輪。綜合考慮齒輪的服役條件,既保證齒輪的疲勞壽命,又減少齒輪的熱處理畸變,在用以制造變速箱齒輪時(shí)應(yīng)為J9=30~36HRC,用以制造后橋齒輪時(shí)應(yīng)為J9=37~42HRC。
齒輪用鋼的國(guó)產(chǎn)化
隨著*車(chē)型的引進(jìn),各種齒輪鋼的國(guó)產(chǎn)化使我國(guó)的齒輪鋼水平上了一個(gè)新臺(tái)階。德國(guó)的Cr-Mn鋼,日本的Cr-Mo系鋼,和美國(guó)的SAE86鋼滿足了中小模數(shù)齒輪用鋼。國(guó)產(chǎn)載貨汽車(chē)齒輪有的采用美國(guó)牌號(hào)SAE8822H鋼,如8t和10t橋用圓錐齒輪采用SAE8822H,該鋼的主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為0.19~0.25C,0.70~1.05Mn,0.15~0.35Si,0.35~0.75Ni,0.35~0.65Cr,0.30~0.40Mo。文獻(xiàn)認(rèn)為,控制淬透性是解決齒輪畸變問(wèn)題的關(guān)鍵。為減少畸變應(yīng)選用Jominy淬透性帶寬在4HRC以下的H鋼。采用H鋼的齒輪熱處理后精度(接觸區(qū))比普通鋼高70%~80%,使用壽命延長(zhǎng)。因此,工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家先后規(guī)定了滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼的淬透性帶。根據(jù)需要將淬透性帶限制在很窄的范圍(4~5HRC)。1)在德國(guó)訂貨時(shí),可以要求鋼材的淬透性能在給定的范圍內(nèi),也可以要求縮窄淬透性能的鋼材。17CrNiM06非常適合制造大模數(shù)重負(fù)荷汽車(chē)齒輪,該鋼主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為0.15~0.20C,0.40~0.60Mn,1.50~1.80Cr,0.25~0.35Mo,1.40~1.70Ni。此鋼在我國(guó)已開(kāi)始生產(chǎn)和使用。文獻(xiàn)認(rèn)為,在17CrNiM06鋼齒輪滲碳過(guò)程中,在適當(dāng)降低滲碳后期碳勢(shì)的同時(shí)加快滲碳后的冷卻速度,由空冷改為風(fēng)冷,阻止大塊碳化物的形成,然后在630cC進(jìn)行高溫回火,以析出部分合金碳化物,為的是在820℃二次加熱淬火時(shí)減少殘留奧氏體量,最終獲得較好的金相組織。2)奧地利"Styer"重型汽車(chē)廠要求淬透性帶寬為7HRC。3)日本中重型貨車(chē),如“日野"牌KB222型載重9t汽車(chē)和“日產(chǎn)"牌CKL20DD型載貨8t汽車(chē)的變速器齒輪及后橋齒輪廣泛采用Cr-Mo系鋼,如SCM420H和SCM822H鋼,相當(dāng)于我國(guó)國(guó)產(chǎn)化20CrMnMoH和22CrMoH鋼。
此類(lèi)鋼具有較高的淬透性能。在一定范圍內(nèi),
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齒輪的彎曲疲勞壽命隨著淬透性的增加而提高。文獻(xiàn)指出,長(zhǎng)春一汽開(kāi)始在生產(chǎn)“解放"牌9t載貨汽車(chē)后橋齒輪時(shí),采用20CrMnTiH鋼,即使使用淬透性能為Ⅱ組的鋼材(J9=36~42HRC),熱處理后齒輪輪齒心部硬度也只有22~24HRC,達(dá)不到齒輪技術(shù)條件規(guī)定的要求,汽車(chē)在使用時(shí),后橋主動(dòng)和從動(dòng)圓錐齒輪發(fā)生早期損壞。因此不得不選用淬透性能更高的Ct-Mo鋼,其主要成分參考日本的SCM822H齒輪鋼,該鋼材的主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為:0.19~0.25C,0.55~0.90Mn,0.15~0.35Si,0.85~1.25Cr,0.35~0.45Mo。經(jīng)與鋼廠協(xié)商,生產(chǎn)出了國(guó)產(chǎn)化的新鋼種22CrMoH鋼,其淬透性能指標(biāo)為J9=36~42HRC,較好地滿足了汽車(chē)齒輪的使用要求。但是,該鋼的工藝性能較差,齒輪鍛坯要經(jīng)過(guò)等溫退火處理后才能進(jìn)行切削加工,硬度為156~207HB,金相組織為先共析鐵素體+偽共析珠光體。此鋼淬透性能較高,普通正火容易產(chǎn)生粒狀貝氏體,粒狀貝氏體的出現(xiàn)對(duì)切削加工極為不利,不僅使刀具的使用壽命大幅度下降,而且由于異常組織的出現(xiàn),總是伴隨著金相組織的不均勻性,最終造成齒輪熱處理畸變的增大。4)美國(guó)汽車(chē)制造廠商力圖降低生產(chǎn)成本,同時(shí),提高零件的可靠性和耐久性,這就需要產(chǎn)品的幾何尺寸及力學(xué)性能的高度一致。對(duì)熱處理的零件要改善產(chǎn)品性能的一致性,必須降低零件淬火后硬度的分散程度,這就與鋼的淬透性能帶的寬窄程度有直接關(guān)系。齒輪心部硬度的一致性將減少熱處理的畸變,從而提高齒輪的精度,并使輪齒表層的殘余壓應(yīng)力分布更加均勻。美國(guó)載貨汽車(chē)變速器齒輪和后橋主動(dòng)圓錐齒輪用鋼有的采用SAE8620鋼和SAFA820鋼制造。美國(guó)SAE8620H、SAE8822H等牌號(hào)鋼在我國(guó)也已開(kāi)始生產(chǎn)(如寶鋼集團(tuán)上鋼五廠等)和使用,分別用于中型載貨汽車(chē)變速器齒輪和后橋圓錐齒輪。
國(guó)內(nèi)重型汽車(chē)齒輪用鋼
我國(guó)齒輪鋼基本滿足國(guó)民需求和引進(jìn)技術(shù)過(guò)程國(guó)產(chǎn)化的要求,而重型車(chē)傳動(dòng)齒輪及中重型車(chē)的后橋齒輪用鋼,尚有待開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。根據(jù)國(guó)內(nèi)重型汽車(chē)的使用技術(shù)現(xiàn)狀分析,超載使用和路況較差這兩個(gè)問(wèn)題較為嚴(yán)重,而且短期內(nèi)無(wú)法克服,這就使齒輪經(jīng)常承受較大的過(guò)載沖擊載荷。過(guò)載沖擊載荷介于疲勞和斷裂應(yīng)力之間,它對(duì)齒輪使用壽命有很大影響,往往造成齒輪早期失效。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō),大模數(shù)重負(fù)荷汽車(chē)齒輪應(yīng)選擇Cr-Ni或Cr-Ni-Mo系鋼,如德國(guó)的17CrNiM06鋼,還有國(guó)產(chǎn)20CrNi3H、20CrNiMoH鋼。大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的問(wèn)世促進(jìn)了新型Cr-Ni-Mo系列齒輪鋼的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。如新型齒輪用鋼20CrNi2Mo、17CrNiM06。一
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汽集團(tuán)某汽車(chē)改裝公司開(kāi)發(fā)了一種新型載貨汽車(chē)橋,其特點(diǎn)是匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大。為保證齒輪的使用壽命,對(duì)齒輪的材料及質(zhì)量有了更高的要求,原采用22CrMoH鋼制成的后橋主動(dòng)圓錐齒輪在使用過(guò)程中出現(xiàn)早期失效,嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象。在熱處理方面,由于齒輪材料熱處理工藝有時(shí)不夠穩(wěn)定,部分齒輪的有效硬化層不夠,齒輪心部和表面硬度偏低,這些都是導(dǎo)致齒輪早期失效的主要原因。而且,Cr容易形成晶間網(wǎng)狀碳化物,有損滲層力學(xué)性能。分析發(fā)現(xiàn),齒輪輪齒心部硬度低時(shí),過(guò)渡層塑性變形會(huì)引起滲碳層產(chǎn)生過(guò)高應(yīng)力,因而導(dǎo)致滲碳層形成裂紋,最后使整個(gè)輪齒斷裂。為此,根據(jù)“斯太爾"汽車(chē)橋后橋主動(dòng)圓錐齒輪使用20CrNi3H鋼的良好行車(chē)使用效果,應(yīng)確保齒輪的有效硬化層深度在1.8~2.2mm,齒輪輪齒心部硬度在38~45HRC,齒輪表面硬度在60~64HRC,碳化物在1~3級(jí),馬氏體、殘留奧氏體在1~4級(jí),這樣可使齒輪的使用壽命提高30%~40%。 [7]
冶金齒輪
粉末冶齒輪是少切屑、無(wú)切屑的高新技術(shù)的產(chǎn)物。
雖然粉末冶金齒輪在整個(gè)粉末冶金零件中難以單獨(dú)統(tǒng)計(jì),但無(wú)論是按重量還是按零件數(shù)量,粉末冶金齒輪在汽車(chē)、摩托車(chē)中所占的比例都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大干其他領(lǐng)域中的粉末冶金零件。因此,從汽車(chē)、摩托車(chē)在整個(gè)粉末冶金零件中所占比例的上升可以看出,粉末冶金齒輪在整個(gè)粉末冶金零件中處于飛速發(fā)展的地位。如果按零件特點(diǎn)來(lái)分,齒輪屬于結(jié)構(gòu)類(lèi)零件,而結(jié)構(gòu)類(lèi)零件在整個(gè)鐵基零件中所占的重量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他幾類(lèi),粉末冶金零件。
主要粉末冶金齒輪
(1)凸輪軸齒形帶輪 凸輪軸齒形帶輪是各種汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中普遍使用的粉末冶金零件,通過(guò)一次成形和精整工藝,不需要其他后處理工藝,可以*達(dá)到尺寸精度要求,尤其是齒形精度。因此,與用傳統(tǒng)機(jī)械加工方法制造相比,在材料投入和制造上都大大減少,它是體現(xiàn)粉末冶金特點(diǎn)的典型產(chǎn)品。粉末冶金零件配套舉例
配套類(lèi)別零部件名稱(chēng):汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī);凸輪軸、曲軸正時(shí)帶輪,水泵、油泵帶輪,主動(dòng)、從動(dòng)齒輪,主動(dòng)、從動(dòng)鏈輪,凸輪,軸承蓋,搖臂,襯套,止推板,氣門(mén)導(dǎo)管,進(jìn)、排氣門(mén)閥座汽車(chē)變速箱;各種高低速同步器齒轂及組件,離合器齒輪,凸輪、凸輪軸,滑塊,換擋桿,軸套,導(dǎo)塊,同步環(huán)
摩托車(chē)零件;從動(dòng)齒輪及組件,鏈輪,起動(dòng)棘爪,棘輪,星形輪,雙聯(lián)齒輪,副齒輪,變速齒輪,推桿凸輪,軸套,滑動(dòng)軸承,定心套,從動(dòng)盤(pán),進(jìn)、排氣門(mén)閥座
汽車(chē)、摩托車(chē)油泵;各種油泵齒輪、齒轂,各種油泵轉(zhuǎn)子,凸輪環(huán)汽車(chē)、摩托車(chē)減振器各種活塞,底閥座,導(dǎo)向座壓縮機(jī)各種活塞,缸體,缸蓋,閥板,密封環(huán)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品 各種軸套,轉(zhuǎn)子,軸承.
其他;分電器齒輪,行星齒輪,內(nèi)齒盤(pán),組合內(nèi)齒輪,各種不銹鋼螺母,磁極。 [7]
加工方式編輯 語(yǔ)音
漸開(kāi)線齒輪加工方法有2大類(lèi),一個(gè)是仿形法,用成型銑刀銑出齒輪的齒槽,是“模仿形狀"的。另一個(gè)是范成法(展成法)。
(1)滾齒機(jī)滾齒:可以加工8模數(shù)以下的斜齒
(2)銑床銑齒:可以加工直齒條
(3)插床插齒:可以加工內(nèi)齒
(4)冷打機(jī)打齒:可以無(wú)屑加工
(5)刨齒機(jī)刨齒:可以加工16模數(shù)大齒輪
(6)精密鑄齒:可以大批量加工廉價(jià)小齒輪
(7)磨齒機(jī)磨齒:可以加工精密母機(jī)上的齒輪
(8)壓鑄機(jī)鑄齒:多數(shù)加工有色金屬齒輪
(9)剃齒機(jī):是一種齒輪精
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加工用的金屬切削機(jī)床 [6]
失效形式編輯 語(yǔ)音
1、齒面磨損
對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)或含有不清潔的潤(rùn)滑油的閉式齒輪傳動(dòng),由于嚙合齒面間的相對(duì)滑動(dòng),使一些較硬的磨粒進(jìn)入了摩擦表面,從而使齒廓改變,側(cè)隙加大,以至于齒輪過(guò)度減薄導(dǎo)致齒斷。一般情況下,只有在潤(rùn)滑油中夾雜磨粒時(shí),才會(huì)在運(yùn)行中引起齒面磨粒磨損。
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