Выбор материалов для зубчатых колес: Основные факторы, которые необходимо учитывать | MachineMFG

Выбор материалов для зубчатых колес: Основные факторы, которые необходимо учитывать

0
(0)

Из формы разрушения зубчатых колес видно, что при проектировании зубчатой передачи поверхность зубьев должна обладать высокой износостойкостью, стойкостью к точечной коррозии, стойкостью к склеиванию и пластической деформации, а корень зуба - высокой стойкостью к разрушению.

Поэтому основные требования к материалам для зубчатых колес таковы: поверхность зубьев должна быть твердой, а сердцевина - прочной.

Распространенные материалы для зубчатых колес

Распространенные материалы для зубчатых колес

1. Сталь

Сталь обладает хорошей вязкостью и ударопрочностью, а его механические свойства а твердость поверхности зуба может быть улучшена путем термообработки или химико-термической обработки, поэтому она наиболее подходит для изготовления зубчатых колес.

Он также является наиболее распространенным материалом для изготовления зубчатых колес.

1. Кованая сталь

Кованая сталь обычно используется для изготовления зубчатых колес, а углеродистая или легированная сталь с содержание углерода (0,15 ~ 0,6)% обычно используется, за исключением тех, которые подходят для литья с чрезмерным размером или сложной структурой и формой.

Кованая сталь, используемая для производства зубчатых колес, может быть разделена на шестерня с мягкой поверхностью зуба и закалённая шестерня:

Мягкая поверхность зубьев шестерни (твердость 350HBS):

В связи с низкими требованиями к прочности, скорости и точности, для облегчения зубонарезания и предотвращения затупления инструмента из-за быстрого износа, заготовки зубчатых колес должны быть нормализованы или закалка и отпуск перед нарезанием зубьев.

Разрежьте, чтобы получить готовые изделия.

Точность обычно составляет 8, а при прецизионной резке может достигать 7.

Этот вид снаряжения прост, экономичен и эффективен.

То есть заготовка подвергается нормализации (нормализации) или закалке и отпуску для нарезания зубьев.

Зубчатая передача с мягкой поверхностью зуба

Закаленная шестерня (твердость 350HBS):

Он используется в высокоскоростном, тяжелом и прецизионном оборудовании (например, в прецизионных станках и авиадвигателях).

В дополнение к превосходному свойства материалаПри высокой прочности зуба и высокой твердости поверхности зуба (например, 58 ~ 65 HRC), его также следует подвергнуть шлифованию.

В настоящее время большинство зубчатых колес, требующих финишной обработки, сначала нарезаются, затем закаливаются и, наконец, обрабатываются.

Точность может достигать 5 или 4 уровня.

Этот вид передач имеет высокую точность и высокую цену, поэтому методы термообработки включают поверхностную закалку, науглероживание, азотирование, мягкое азотирование и цианирование.

Поэтому выбор материала зависит от конкретных требований и метода термообработки.

То есть, резать зубы, упрочнение поверхности и отделка. Обработанная шестерня имеет твердую зубчатую поверхность, а точность составляет 5 или 4 класса.

Легированная сталь в зависимости от состава и свойств содержащегося в нем металла может повысить прочность, ударопрочность, износостойкость и стойкость к цементации материала.

Также можно улучшить механические свойства и твердость поверхности зуба с помощью термообработки или химико-термической обработки.

Поэтому авиационные редукторы с высокой скоростью, большой нагрузкой, небольшими размерами и малым весом изготавливаются из легированной стали с отличными эксплуатационными характеристиками (например, 20CrMnTi, 20Cr2Ni4A и т.д.).

2. Литая сталь

Литая сталь обладает хорошей износостойкостью и прочностью, но ее необходимо отжигать и нормализовать.

При необходимости его можно закаливать и отпускать, что часто используется для крупногабаритных шестерен.

2. Чугун

Серый чугун хрупкий, с низкой ударопрочностью и износостойкостью, но хорошей адгезией и стойкостью к точечной коррозии.

Обычно он используется для стабильной работы, низкой скорости и малой мощности.

3. Неметаллические материалы

Для снижения уровня шума обычно используются неметаллические материалы В качестве шестерни часто используются бакелит, нейлон и т.д., а большая шестерня по-прежнему изготавливается из стали или чугуна.

Для того чтобы шестерня обладала достаточной износостойкостью и устойчивостью к точечной коррозии, требуется также твердость поверхности зубьев, которая должна составлять 250 ~ 350 HBS.

Принцип выбора материалов для зубчатых колес

Принцип выбора материалов для зубчатых колес

Существует множество видов материалов для зубчатых колес, и при их выборе следует учитывать множество факторов. Ниже приведены справочные данные:

1. Сайт материал шестерни должны соответствовать требованиям к условиям труда

Например, шестерни, используемые в самолетах, должны отвечать требованиям малого веса, высокой передаваемой мощности и надежности, поэтому необходимо выбирать легированную сталь с высокими механическими свойствами;

Зубчатая передача в горном оборудовании обычно имеет высокую мощность, низкую рабочую скорость и высокое содержание пыли в окружающей среде, поэтому часто используется литая сталь или чугун;

Мощность бытовой и офисной техники очень мала, но она требует стабильной передачи, низкого уровня шума или его отсутствия, и может нормально работать с меньшим количеством смазки.

Поэтому в качестве материалов для зубчатых колес часто используются инженерные пластмассы.

Одним словом, требования к условиям эксплуатации - это первый фактор, который необходимо учитывать при выборе материалов для зубчатых колес.

2. Необходимо учитывать размер шестерни, метод формообразования заготовки, термическую обработку и процесс изготовления.

Заготовки обычно используются для изготовления крупных зубчатых колес, а материалом для них может служить литая сталь или чугун.

Для зубчатых колес с высокими требованиями к средним и нижним размерам, кузнечная заготовка часто используется, также может применяться кованая сталь.

Если размер небольшой, а требования невысоки, круглая сталь может использоваться в качестве заготовки.

Методы закалки поверхности зубчатых колес включают науглероживание, азотирование и поверхностную закалку.

3. Нормализованная углеродистая сталь, независимо от способа изготовления заготовки, может быть использована только для обеспечения работы шестерни при стабильной нагрузке и незначительных ударах, и не может выдерживать большие ударные нагрузки;

Закаленные и закалённая углеродистая сталь может использоваться для изготовления зубчатых колес, работающих при умеренных ударных нагрузках.

4. Легированная сталь часто используется для изготовления зубчатых колес с высокой скоростью вращения, большой нагрузкой и работающих под ударной нагрузкой.

5. Зубчатая передача самолета требует, чтобы размер шестерни был как можно меньше, и для этого следует использовать высокопрочную легированную сталь с поверхностной закалкой.

6. Для зубчатых колес с мягкой поверхностью зубьев, изготовленных из металла, разница в твердости между парными поверхностями зубьев должна поддерживаться на уровне 30 ~ 50 HBS или выше.

Если твердость поверхности зубьев шестерни и большой шестерни сильно отличается (например, поверхность зубьев шестерни закалена и отшлифована, а поверхность зубьев большой шестерни нормализована или закалена и отпущена), а скорость высока, твердая поверхность зубьев шестерни будет оказывать очевидный эффект закалки холодной работой на мягкую поверхность зубьев большой шестерни, тем самым увеличивая предел усталости поверхности зубьев большой шестерни.

Поэтому, когда разница в твердости между парными поверхностями зубьев двух шестерен велика, допустимое контактное усталостное напряжение больших шестерен может быть увеличено примерно на 20%, но при этом следует обратить внимание на поверхности зубьев с высокой твердостью и соответственно уменьшить значение шероховатости.

Заверните его

Одним словом, при выборе передач все зависит от случая использования.

В разных местах уделяют внимание разным местам, и, конечно, используемые материалы также отличаются.

При проектировании уделите внимание выбору материалов, чтобы шестеренки были практичными и долговечными.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх