齒輪鍛件受力狀態(tài)、齒輪類別及其性能要求是什么?
(1)齒輪鍛件受力狀態(tài)
齒輪鍛件在工作時(shí)一方面齒根部位承受彎曲應(yīng)力,同時(shí)在齒面部位還要承受滑動與滾動接觸應(yīng)力。
(2)齒輪鍛件類別
1)按照服役條件分類,一般可分為兩類:一類傳遞運(yùn)動而另一類傳遞動力。傳遞運(yùn)動的齒輪一般關(guān)鍵設(shè)備中采用鍛件制造;而傳遞動力的承載齒輪則通常用鋼鐵來制造,這類齒輪用于重栽服役條件下。目前在高參數(shù)硬齒面齒輪制造中,滲碳淬火是主流的工藝方式。
2)按照熱處理工藝分類,按照熱處理工藝的不同可將齒輪大致分為四類:滲碳齒輪;感應(yīng)淬火或火焰淬火齒輪;調(diào)質(zhì)齒輪;正火齒輪。
①滲碳齒輪鍛件和感應(yīng)或火焰淬火齒輪鍛件。由于高的表面硬度和好的心部韌性這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)很好地得到結(jié)合,具有耐磨、耐疲勞和耐點(diǎn)蝕等良好的特性,目前,大多數(shù)齒輪均屬于此類。
②調(diào)質(zhì)齒輪鍛件。適合于作中小型、中等載荷和輕載荷齒輪用。
③正火齒輪鍛件。以前主要作船用大型噪盧齒輪用。其重點(diǎn)設(shè)計(jì)是防止噪聲,為了使齒面保持良好的接觸狀態(tài),可經(jīng)鍍銅后使用。由于齒面耐磨性差,目前較少使用。
(3)齒輪性能要求
齒輪的抗荇曲疲勞能力、抗接觸疲勞能力及齒輪的嚙合精度三大要 素,決定了齒輪鍛件的使用壽命。
1)為了滿足齒輪鍛件彎曲疲勞強(qiáng)度及接觸疲勞強(qiáng)度指標(biāo),齒輪皆先要硬化到一定的硬度以保證接觸疲勞強(qiáng)度,與此同時(shí),要使表面獲得一定的殘余壓應(yīng)力以利于彎曲疲勞強(qiáng)度。為了避免齒輪發(fā)生疲勞破壞,齒輪產(chǎn)品的基本要求就是其硬化層的強(qiáng)度分布要高于應(yīng)力分布,就是想辦法提高強(qiáng)度曲線,尤其是在過渡區(qū)的位置。而且需要有一定的安全系數(shù)。為此有兩個(gè)主要途徑:一是增加滲層深度,二是提高基體硬度。
2)要求齒輪鍛件要具有耐沖擊、振動及噪聲盡量小,強(qiáng)度高,耐磨性好,以及具有優(yōu)良的抗接觸疲勞和抗彎曲疲勞等綜合性能,即要求齒輪表面硬度高、強(qiáng)度高、心部韌性好,硬化層分布合理。
(4)齒輪的表面硬化方法
主要辦滲碳、感應(yīng)淬火和少量火焰淬火,其所要求的性能如下:耐磨性好(齒而);(彎曲)疲勞強(qiáng)度高(齒根);抗點(diǎn)蝕性髙(齒面接觸部分);切削加工性能好,成本低。滲碳齒輪鍛件具有耐磨和耐點(diǎn)蝕等優(yōu)異性能。感應(yīng)淬火和火焰淬火表面硬度雖然相當(dāng)高,但因其含碳傲低,耐磨性差一些,而對于提高耐疲勞性能則很好。因此,當(dāng)以提高耐磨性為主要要求時(shí),采用滲碳淬火;當(dāng)以提高疲勞強(qiáng)度為主時(shí),采用感應(yīng)淬火和或火焰淬火。