機械齒輪加工時材料的合理化選擇
齒輪傳動通過輪齒互相嚙合來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力,并可以改變運動的形式和速度。齒輪傳動使用范圍廣,傳動比恒定,效率較高,使用壽命長。在機械零件產(chǎn)品的設(shè)計與制造過程中,不僅要考慮材料的性能能夠適應(yīng)零件的工作條件,使零件經(jīng)久耐用,而且要求材料有較好的加工工藝性能和經(jīng)濟性,以便提高零件的生產(chǎn)率,降低成本,減少消耗。如果齒輪材料選擇不當,則會出現(xiàn)零件的過早損傷,甚至失效。因此如何合理地選擇和使用金屬材料是一項十分重要的工作。
滿足材料的機械性能材料的機械性能包括強度、硬度、塑性及韌性等,反映材料在使用過程中所表現(xiàn)出來的特性。齒輪在嚙合時齒面接觸處有接觸應(yīng)力,齒根部有最大彎曲應(yīng)力,可能產(chǎn)生齒面或齒體強度失效。齒面各點都有相對滑動,會產(chǎn)生磨損。齒輪主要的失效形式有齒面點蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。因此要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度,齒面要有足夠的硬度和耐磨性,芯部要有一定的強度和韌性。
當通過電鍍或表面合金化處里后,則可改善齒輪工作表面摩擦性能,提高抗腐蝕性能。 滿足材料的工藝性能 材料的工藝性能是指材料本身能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力。齒輪的制造要經(jīng)過鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工,因此選材時要對材料的工藝性能加以注意。一般來說,碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好,其機械性能可以滿足一般工作條件的要求。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、切削加工性能較差。我們可以通過改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途經(jīng)來改善材料的工藝性能。