一般齒輪選用中碳鋼(如45鋼)和低、中碳合金鋼,如20Cr、40Cr、20CrMnTi等。有的高速齒輪就是用38CrMoAlA氮化鋼,為什么有的齒輪是尼龍的,因?yàn)樗欠莻魉冽X輪,工作強(qiáng)度不高。
選擇齒輪這些傳動(dòng)設(shè)備配件應(yīng)按照使用的工作條件選用合適的材料。齒輪材料的選擇對(duì)齒輪的加工性能和使用壽命都有直接的影響。
材料的工藝性能是指材料本身能夠適應(yīng)各種齒輪加工工藝要求的能力。齒輪的制造要經(jīng)過(guò)鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工,因此選材時(shí)要對(duì)材料的工藝性能加以注意。一般來(lái)說(shuō),碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好,其機(jī)械性能可以滿足一般工作條件的要求。但強(qiáng)度不夠高,淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強(qiáng)度高,但鍛造、切削加工性能較差。我們可以通過(guò)改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途經(jīng)來(lái)改善材料的工藝性能。
齒輪主要的失效形式有齒面點(diǎn)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(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度,齒面要有足夠的硬度和耐磨性,芯部要有一定的強(qiáng)度和韌性。反映材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的特性。齒輪在嚙合時(shí)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(qiáng)度失效。齒面各點(diǎn)都有相對(duì)滑動(dòng),會(huì)產(chǎn)生磨損。
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