⑴ 齿轮制造需要哪些步骤才能完成
齿轮是依靠齿的啮合传递扭矩的轮状机械零件,通过与其它齿状机械零件传动,可实现改变转速与扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功能。由于传动效率高、传动比准确、功率范围大等优点,齿轮机构在工业中广泛使用,其设计与制造水平直接影响到工业设备的质量。下面简单介绍下高精度齿轮的制造工艺流程:
一、锻造齿轮制坯
热模锻仍然是汽车齿轮件广泛使用的毛坯锻造工艺,近年来楔横轧技术在轴类上得到了大范围使用,这项技术特别适合为比较复杂的阶梯轴类制坯,它不仅精度较高、后序工艺余量小,而且效率高。
二、齿轮毛坯正火工艺
这一工艺的目的是获得适合后序齿轮切削的硬度和为最终热处理做组织准备,以有效减少热处理变形。一般的正火由于受人员、设备和环境的影响比较大,使得工件冷却速度和冷却的均匀性难以控制,造成硬度散差大金相组织不均匀,直接影响金属切削和最终热处理。
三、齿轮定位基准的选择
对于齿轮定位基准的选择常因齿轮的结构形状不同,定位基准有所差异。带轴齿轮主要采用顶尖定位,孔径大时则采用锥堵,顶尖定位的精度高且能做到基准统一。
四、精密齿轮切削油的选用
(1)硅钢是比较容易切削的材料,一般为了工件成品的易清洗性,在防止毛刺产生的前提下会选用低粘度的齿轮切削油。
(2)碳钢在选用齿轮切削油时应根据加工的难易及脱脂条件来决定较佳粘度。
(3)镀锌钢因为和氯系添加剂会发生化学反应,所以在选用齿轮切削油时应注意可能发生白锈的问题,而使用硫型专用齿轮切削油可以避免生锈问题,但应尽早脱脂。
(4)不锈钢一般使用含有硫氯复合型添加剂的齿轮切削油,在保证极压性能的同时,避免工件出现毛刺、破裂等问题。
四、常见的轮齿制造工艺
(1)车削工艺
为了满足高精度齿轮的定位要求,齿坯全部采用数控车床,使用机械夹紧不重磨车刀,实现了在一次装夹下孔径、端面及外径同步完成,既保证了内孔与端面的垂直度要求,又保证了大批量齿坯的尺寸离散小。从而提高了齿坯精度,确保了齿轮的质量。
(2)滚、插齿工艺
加工齿部所用设备仍大量采用普通滚齿机和插齿机,虽然调整维护方便但效率较低,若完成较大批量需要多机同时进行。
(3)剃齿工艺
径向剃齿技术以其效率高,设计齿形、齿向的修形要求易于实现等优势被广泛使用于大批量汽车齿轮制造中。这项技术上已经非常成熟且质量稳定可靠。
五、齿轮热处理工艺
汽车齿轮要求渗碳淬火,以保证其良好的力学性能,稳定可靠的热处理设备是必不可少的。连续渗碳淬火工艺获得了很好的热处理效果。
⑵ 齿轮一般用什么材料
齿轮常用材料为 锻钢、铸钢、铸铁 。
从齿轮的失效形式可以看出,在设计齿轮传动时,齿面应具有较高的耐磨性、抗点蚀性、抗胶合性和抗塑性变形性,而齿根应具有较高的抗断裂性。因此,对齿轮材料的基本要求是:齿面要硬,齿芯要韧。
常用的齿轮材料
为了降低噪音,非金属材料(如胶木、尼龙等。)经常被用作小齿轮,而大齿轮仍然是由钢或铸铁制成的。为了使齿轮具有足够的耐磨性和抗点蚀性,齿面的硬度应为250 ~ 350 HBS。
齿轮用一般材料:
齿轮材料的选择原则
齿轮材料种类繁多,选择时要考虑的因素很多。以下几点可供参考:
1齿轮材料必须满足工作条件的要求
比如飞机上使用的齿轮必须满足重量小、传动功率大、可靠性高的要求,所以必须选用机械性能高的合金钢;
矿山机械中的齿轮传动一般功率大,工作速度低,周围环境粉尘含量高,所以常选用铸钢或铸铁;
家用和办公机械的功率很小,但要求传动平稳,低噪音或无噪音,在较少润滑的情况下也能正常工作,因此经常使用工程塑料作为齿轮材料。
总之,工况要求是选择齿轮材料时首先要考虑的因素。
2应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺
铸坯一般用于大型齿轮,齿轮材料可选用铸钢或铸铁。
中等及以下尺寸要求高的齿轮,常采用锻坯,可选用锻钢。
当尺寸较小,要求不高时,可以用圆钢作为毛坯。
齿轮表面淬火的方法有渗碳、渗氮和表面淬火。当采用渗碳工艺时,低碳
3正火碳钢,无论毛坯是如何制作的,都只能用于使齿轮在稳定载荷和轻微冲击下工作,不能承受较大的冲击载荷;淬火和回火碳钢可用于制造在中等冲击载荷下工作的齿轮。
4合金钢常被用来制造高速、重载和在冲击载荷下工作的齿轮。
5飞机的齿轮传动要求齿轮尺寸尽可能小,应采用表面硬化处理的高强度合金钢。
对于由6金属制成的软齿面齿轮,成对齿面之间的硬度差应保持在30 ~ 50 HBS或以上。当小齿轮和大齿轮的齿面硬度差异较大(如小齿轮齿面经过淬硬磨削,大齿轮齿面经过正火或调质处理)且转速较高时,硬小齿轮齿面会对软大齿轮齿面产生明显的冷加工硬化作用,从而增加大齿轮齿面的疲劳极限。因此,当两个齿轮的成对齿面硬度相差较大时,大齿轮接触疲劳许用应力可提高20%左右,但应注意高硬度齿面,粗糙度值应相应降低。
⑶ 试为下列齿轮选择材料及成形方法:
不同用途齿轮的材料选择与热处理工艺
二、备注:
1、机床齿轮按工作条件可分三组:
(1)低速:转速2m/s,单位压力350-600N/mm^2。
(2)中速:转速2-6m/s,单位压力100-1000N/mm^2,冲击负荷不大。
(3)高速:转速4-12m/s,弯曲力矩大,单位压力200-700N/mm^2。
2、机床常用齿轮材料及热处理:
(1)45淬火,高温回火,HB200-250,用于圆周速度<1m/s中等压力,高频淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、变形小的齿轮。
(2)20Cr渗碳、淬火、低温回火,HRC56-62,用于高速、压力、中等、并有冲击的齿轮。
(3)40Cr调质,HB220-250,用于圆周速度不大,中等单位压力的齿轮,淬火,回火,HRC40-50,用于中等圆周速度、冲击负荷不大的齿轮。
(4)除上述条件外,如尚要求热处理时变形小,则用高频淬火、硬度HRC52-58。
3、汽车、拖拉机齿轮的工作条件比机床齿轮要繁重得多,要求耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性等方面比机床齿轮高。因此,一般是载荷重、冲击大,多采用低碳合金钢(除左行列出的牌号以外,尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),经渗碳、淬火、低温回火处理。拖拉机最终传动齿轮的传动扭矩较大,齿面单位压较高,密封性不好,砂土、灰土容易钻入,工作条件比较差,常采用20CrNi3A等渗碳。
4、一般机械齿轮最常用的材料是45和40Cr,其热处理方法选择如下:
(1)整体淬火:强度、硬度(HRC50-55)提高,承载能力增大,但韧性减小,变形较大,淬火后须磨齿或研齿,只适用于载荷较大、无冲击的齿轮。应用较少。
(2)调质:由于硬度低,韧性也好不太高,不能用于大冲击载荷下工作,只适用于低速、中载的齿轮,一对调质齿轮的小齿轮面硬度要比大齿面硬度高出HB25-40。
(3)正火:受条件限制不适合淬火和调质的大直径齿轮用。
(4)表面淬火:45、40Cr高频淬火机床齿轮广泛采用,直径较大用火焰表面淬火。但对受较大冲击载荷的齿轮因其韧性不够,须用低碳钢(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢(有冲击、大载)渗碳。
⑷ 齿轮和轴做成一体的时候热处理怎么选择 因为之前算小齿轮习惯用调制,硬度比较大,而算齿轮用正火,韧
就是齿轮轴吗。要么你做成分体的,然后焊接。要么就是整体的,采用调质处理。
⑸ 小齿轮45号钢调质 大齿轮45号钢正火 具体选择下面的什么
小齿轮:碳钢调质
大齿轮:结构钢正火
⑹ 齿轮设计中,材料如何选择
制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低,常用于尺寸较大的齿轮;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,与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。
(6)齿轮正火时选用什么设备扩展阅读
齿轮型号
按规格或尺寸大小分类,齿轮型号分为标准和非标准两种;按国内外计量单位不同,齿轮型号分为公制和英制两种。
1、公制齿轮型号
国内主要采用公制/模数(M/m),齿轮模数=分度圆直径÷齿数=齿轮外径÷(齿数+2)。
公制齿轮主要型号有:M0.4 M0.5 M0.6 M0.7
M0.75 M0.8 M0.9 M1 M1.25 M1.5 M1.75 M2 M2.25 M2.5 M2.75 M3 M3.5 M4 M4.5。
2、英制齿轮型号
DP齿轮是欧美等国采用的英制齿轮(径节齿轮),是指每一英寸分度圆直径上的齿数,该值越大齿越小。径节
DP=z/D (z —齿数,D—分度圆直径,英寸),以径节DP单位为 (1/in)。它与公制的换算关系为
m=25.4/DP,也就是说它和我们常用的模数是一样的。
英制齿轮主要型号有:DP1 DP1.25 DP1.5 DP1.75 DP2 DP2.25 DP2.5 DP2.75 DP3 DP4 DP4.5 DP5 DP6 DP7 DP8 DP9 DP10 DP12 DP14 DP16。
参考资料来源:网络—齿轮
⑺ 传动齿轮一般用什么钢材
一、锻钢
钢的强度高,耐冲击,用热处理方法能显著改善机械性能,所有它是制造齿轮的主要材料。由于锻造毛坯的纤维方向有利于提高轮齿的弯曲强度,所以大部分齿轮如采用锻造毛坯,只有受力小和不重要的齿轮才直接采用轧制钢材。按照齿坯处理方法和切齿工艺,制造齿轮的钢材及热处理方法分为两大类:
第一类:齿面硬度HB≤350,用中碳钢45号钢、50号钢或中碳合金钢40Gr、40MnB、35SiMn等近行调质或正火处理,终切齿可在热处理后进行。调质后,硬度不高(HB=220~250),材料的综合性能(机械强度和冲右韧性等)比较好,适用于低速、中速和中等平稳载荷下工作。工控设备机械中的减速机齿轮多用此类。45号钢价格低,供应充足,应用最普遍。
正火后,综合性能有所改善,但不如调质,多用于直径很大不便调质和不重要的齿轮。选用第—类材料时,小齿轮硬度要比大齿轮硬度高出20~40HB,以使两个齿轮寿命接近相等。
第二类:齿面硬度HB≥350,用中碳钢和中碳合金钢进行表面淬火(齿面硬度HRG=50一55),或者用低碳钢和低碳合金钢进行表面掺碳淬火处理(齿面硬度HRG=58—63)。处理后齿面硬度高;齿芯韧性好。所以承载能力强,耐冲击,但加工困难,成本较高,减速机中应用较少。
二、铸钢
当齿轮直径较大(D>400—600毫米)时,齿坯不易锻造,因而常采用铸钢齿坯并进行正火处理。常用的牌号有ZG45及ZH50等。
三、铸铁
铸铁价格低廉,能铸造出复杂的结构形状,但灰铸铁的抗弯强度及耐冲击能力较差,故只用于低速轻载的开式齿轮传动中,常用的牌号有HT15-33、HT20—40、HTr30—54等,球墨铸铁的机械性能比灰铸铁高,可部分代替优质碳素钢,常用的牌号有QT60-2等。
四、非金届材料
高速轻载的齿轮传功,常用非金属齿轮与另一金届齿轮配合工作,以减少齿轮传动的噪音。常用的非金属材料有酚醛层压板(夹布胶木)、尼龙等。这种齿轮的承载能力低、寿命短,其许用载荷只有钢齿轮的25—30%。
⑻ 两对齿轮啮合,大齿轮为什么常用正火,小齿轮用调质
大齿轮因为转矩比较大,要有一定的韧性,能承受一定的
内应力
,而且
正火
可以减小形变,所以用正火;小齿轮受力较大,且相对转的圈数要多,使用率高,所以要求其硬度高,齿面耐磨。所以
调质
。
⑼ 齿轮设计中,为什么小齿轮采用45钢调质处理,大齿轮采用45钢正火处理
小齿轮的每个齿参与啮合的次数比大齿轮的多,所以小齿轮的性能要求的比齿轮的高。调质后的综合性能比正火后的高,所以小齿轮采用45钢调质处理,大齿轮采用45钢正火处理。
⑽ 用45钢制造齿轮中正火的作用
中碳钢制造齿轮工艺中正火的目的是:
圆钢:消除圆材料中的带状组织,细化晶粒,以利于切削专加工,属并为下一步的热处理作组织准备
锻件:消除毛坯的锻造应力,降低材料的硬度以改善切削加工性能,同时也均匀组织、细化晶粒,以利于切削加工,并为下一步的热处理作组织准备