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齿轮材料-所需材料-选择原则

作者:翔宇粉末冶金制品

发布时间:2022-09-17 10:18:14

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导读:齿轮是动力传输元件。齿轮决定了所有被驱动机器元件的扭矩、速度和旋转方向。不同类型的齿轮有很多错综复杂的地方。其实齿轮类型的选择并不是一个很容易的过程。它取决于许多考虑因素。影响因素包括物理空间和轴布置、齿轮比、负载、精度和质量水平。于是整理了关于齿轮材料相关知识,供大家参考。齿轮材料有哪些齿轮可以由

齿轮是动力传输元件。齿轮决定了所有被驱动机器元件的扭矩、速度和旋转方向。不同类型的齿轮有很多错综复杂的地方。其实齿轮类型的选择并不是一个很容易的过程。它取决于许多考虑因素。影响因素包括物理空间和轴布置、齿轮比、负载、精度和质量水平。于是整理了关于齿轮材料相关知识,供大家参考。

齿轮材料有哪些

齿轮材料有哪些

齿轮可以由各种材料制成,包括多种类型的钢、青铜、铸铁、黄铜、球墨铸铁、铝、粉末金属和塑料等。其中钢是常见的材质,也是较理想的,其提供了高强度重量比、高耐磨性、通过热处理增强物理性能的能力以及具有竞争力的价格的成功组合。

根据齿面硬度分为两大类:软齿面和硬齿面

齿面硬度 HB<350的软齿面

常用材料;45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB

特点:具有较好的综合性能,齿面具有较高强度和硬度,齿芯具有较好韧性。

热处理后切齿精度可达8级。

制造简单、经济、生产率高,对精度要求不高。


齿面硬度 HB>350的硬齿面

采用中碳钢时:

常用材料:45、40Cr、40CrNi 。

特点:

齿面硬度高 HRC=48-55,接触强度高,耐磨性好。


高成本的材质并不能确保好的齿轮。某些应用可能需要使用铝、黄铜、青铜、塑料、酚醛材质、各种化合物的粉末金属或不锈钢。齿轮材质首先可以分为两类:金属和非金属。非金属材质可细分为五个基本类别:聚合物、弹性体、陶瓷、玻璃和复合材质。金属材质分为两类:黑色金属,包括钢铁;以及青铜和铝合金等有色金属。

大量不同的材质可以满足这些基本要素。齿轮材质的范围可以从木材到目前的合成材质,还包括黑色金属、有色金属、粉末金属和塑料。已发现甚至由石头制成的古代齿轮。选择的材质会影响齿轮的承载能力、强度、抗点蚀性、寿命和成本。


怎么选择齿轮材质

首先,齿轮材质的选择应基于应用所需的功能。如果材质没有选择用于所需的任务,设计精确制造的齿轮将惨遭失败。所选材质将影响制造过程。

选择将基于服务、制造和经济要求。简单地说,齿轮传递动力或运动。绝大多数动力传动齿轮将由钢制成。与青铜齿轮配合的钢蜗杆和用于降低功率的塑料材质除外。大多数齿轮预计会承受可观的负载,并且需要某种类型的热处理以提高其强度和耐磨性。仅提供运动的齿轮通常由塑料或有色金属材质制成。

齿轮材质的选择是复杂的,必须与应用所需的具体负载和寿命有关。必须始终评估与配合齿轮的材质、化学成分、成分、机械性能和成本的兼容性。根据齿轮应用材质,其特性可能需要诸如耐腐蚀性和电或磁特性等特性。可接受的齿轮材质的前三个基本要求是足够的刚度,

怎么选择齿轮材质



齿轮材料的选择原则

1)齿轮材料必须满足工作条件的要求。例如,用于飞行器上的齿轮,要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求,因此必须选择机械性能高的合金银;矿山机械中的齿轮传动,一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高,因此往往选择铸钢或铸铁等材料;家用及办公用机械的功率很小,但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作,因此常选用工程塑料作为齿轮材料。总之,工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。

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。大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯,可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯,可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时,可选用圆钢作毛坯。

齿轮表面硬化的方法有:渗碳、氨化和表面淬火。采用渗碳上艺时,应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料;氨化钢和调质钢能采用氮化工艺;采用表面淬火时,对材料没有特别的要求。

3)正火碳钢,不论毛坯的制作方法如何,只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮,不能承受大的冲击载荷;调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。

4)合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。

5)飞行器中的齿轮传动,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。6)金属制的软齿面齿轮,配对两轮齿面的硬度差应保持为30~50HBS或更多。当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差(如小齿轮齿面为淬火并磨制,大齿轮齿面为常化或调质);且速度又较高时,较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应,从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。因此,当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时,大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约? 20%,但应注意硬度高的齿面,粗糙度值也要相应地减小。


文章主要介绍了齿轮材质有哪些以及齿轮材质怎么选择,浏览全文可以知道齿轮可以由各种材料制成,包括多种类型的钢、青铜、铸铁、黄铜、球墨铸铁、铝、粉末金属和塑料等。其中钢是常见的材质,也是较理想的,其提供了高强度重量比、高耐磨性、通过热处理增强物理性能的能力以及具有竞争力的价格的成功组合。


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