齒輪是現代機械中運用最廣泛的一種機械傳動零件。齒輪傳動經過輪齒相互嚙合來傳遞空間恣意兩軸間的運動和動力，并能夠改動運動的方式和速度。齒輪傳動運用 規模廣，傳動比穩定，功率較高，運用壽命長。在機械零件產品的規劃與制作過程中，不只要思考資料的功能能夠習慣零件的作業條件，使零件經久耐用，并且請求 資料有較好的加工技能功能和經濟性，以便進步零件的出產率，下降本錢，削減耗費。假如齒輪資料挑選不妥，則會呈現零件的過早損傷，乃至失效。因而怎么合理 地挑選和運用金屬資料是一項十分重要的作業。
滿意資料的機械功能資料的機械功能包含強度、硬度、塑性及耐性等，反映資料在運用過程中所表現出來的特性。齒輪在嚙合時齒面觸摸處有觸摸應力，齒根部有最大曲折應力，也許產 生齒面或齒體強度失效。齒面各點都有相對滑動，會發生磨損。齒輪首要的失效方式有齒面點蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。因而請求齒輪資料有高的 曲折疲勞強度和觸摸疲勞強度，齒面要有滿意的硬度和耐磨性，芯部要有必定的強度和耐性。
例如，在斷定大、小齒輪硬度時應留意使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高30-50HBS，這是因為小齒輪受載荷次數比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄，強度低于大齒輪。為使兩齒輪的輪齒挨近等強度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。
另一方面，依據資料的運用功能斷定了資料商標后。要清晰資料的機械功能或資料硬度，然后咱們能夠經過不一樣的熱處理技能到達所請求的硬度規模，然后賦予資料 不一樣的機械功能。如資料為40Cr合金鋼的齒輪，當840-860℃油淬，540-620℃回火時，調質硬度可達28-32HRC，可改善安排、進步歸納 機械功能；當860-880℃油淬，240—280℃回火時，硬度可達46-51HRC，則鋼的外表耐磨功能好，芯部耐性好，變形小；當500-560℃ 氮化處理，氮化層0.15-0.6mm時，硬度可達52-54HRC，則鋼具有高的外表硬度、高的耐磨性、高的疲勞強度，較高的抗蝕性和抗膠合功能且變形 極小；當經過電鍍或外表合金化處里后，則可改善齒輪作業外表摩擦功能，進步抗腐蝕功能。
資料的技能功能是指資料自身能夠習慣各種加工技能請求的能力。齒輪的制作要經過鑄造、切削加工和熱處理等幾種加工，因而選材時要對資料的技能功能加以注 意。一般來說，碳鋼的鑄造、切削加工等技能功能較好，其機械功能能夠滿意一般作業條件的請求。但強度不夠高，淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強度高，但鍛 造、切削加工功能較差。咱們能夠經過改動技能規程、熱處理辦法等途經來改善資料的技能功能。
例如轎車變速箱中的齒輪挑選20CrMnTi鋼，該鋼具有較高的機械功能，在滲碳淬火低溫回火后，外表硬度為58-62HRC，芯部硬度為 30-45HRC。20CrMnTi的技能功能較好，鑄造后以正火來改善其切削加工性。此外，20 CrMnTi還具有較好的淬透性，因為合金元素鈦的影 響，對過熱不靈敏，故在滲碳后可直接降溫淬火。且滲碳速度較快，過渡層較均勻，滲碳淬火后變形小。適合于制作接受高速中載及沖擊、摩擦的重要零件，因而根 據齒輪的作業條件選用20CrMnTi鋼是對比適宜的。
資料的經濟性請求
所謂經濟性是指最小的耗費獲得最大的經濟效益。在滿意運用功能的前提下，選用齒輪資料還應留意盡量下降零件的總本錢。咱們能夠從以下幾方面思考：
從資料自身報價來思考。碳鋼和鑄鐵的報價是對比低價的，因而在滿意零件機械功能的前提下選用碳鋼和鑄鐵，不只具有較好的加工技能功能，并且可下降本錢。從金屬資本和供給情況來看，應盡也許削減資料的進口量及報價昂貴資料的運用量。
從齒輪出產過程的耗費來思考。首先，選用不一樣的熱處理辦法相對加工費用也不一樣，如12CrNi3A鋼滲碳外表淬火的費用要比氮化處理的費用少得多，而碳 氮共滲又具有出產周期短和本錢低的特點。其次，經過改善熱處理技能也能夠下降本錢。如某齒輪作業時在高速、中載且接受中等沖擊條件下，原選用中合金高檔滲 碳鋼18cr2Ni4WA資料，其經過910-940℃滲碳，850℃淬火，180-200℃回火后機械功能的抗拉強度≥1177Mpa、屈從強度 ≥834Mpa、延伸率≥10％、斷面縮短率≥45％，沖擊耐性≥980kJ／m2，硬度為58-62HRC。雖能滿意齒輪的運用功能和技能功能，但零件的報價高。現選用報價相對便宜的低碳中合金、中淬透性滲碳鋼20CrMnTi。經過910-940℃滲 碳，870℃淬火，180-200℃回火后機械功能的抗拉強度≥1100Mpa、屈從強度≥850Mpa、延伸率≥10％、斷面縮短率≥45％，沖擊耐性 ≥680，硬度為58-62HRC。僅此一項改善，資料費用不只大大下降，并且滿意了其運用功能和技能功能。第三，所選鋼種應盡量少而會集，以便收購和管 理。跟著齒輪形狀、尺度和資料向著多種類、多系列和個性化的方向開展，尤其是在型號多、產值小時，在齒輪鑄造、機加工和熱處理等出產技能方面，存在著規劃 量大，出產周期長、功率低、本錢高、能耗大、辦理難和質量不易確保等晦氣情況，因而在齒輪選材時精選、優選和緊縮資料商標和標準有利于進步選材通用化、系 列化和標準化程度，進步資料的利用率，進步資料收購的計劃性，以削減庫存積壓、加速資金活動，便利貯存和保管以及下降資料的本錢耗費。最終，咱們還能夠經過改善 技能來進步經濟效益。如模鍛件出產的模鍛技能已打破傳統技能的請求，在供給成型毛坯時，可利用少無切削技能，模鍛與機械精加工相聯系，有些或悉數替代切削 加工直接出產零件，或在出產中選用成組技能與技能，也可進步產品質量、出產功率和下降本錢。
綜上所述，在挑選齒輪資料時。有必要了解中國工業開展方式，聯系中國資本和出產條件，從實際出發，全部思考機械功能、技能功能和經濟性等方面的疑問，只要合理選材才干確保齒輪質量、下降產品本錢，然后進步市場競爭力。
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