01-12.3 齿轮类零件选材与加工工艺路线PPT

第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
⑵铸钢齿轮： 大尺寸(≥400mm)、形状复杂、受冲击的齿轮，退火或正火 状态使用(耐磨性要求高者采用表面淬火)。
⑶铸铁齿轮： 灰铸铁，用于轻载、低速、不受冲击的齿轮。
⑷有色金属齿轮： 铜合金、铝合金，用于有腐蚀介质的轻载齿轮，如仪表齿 轮等，另特殊用途，如为减摩，用锡青铜作蜗轮。
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
（二）.载重汽车变速箱齿轮
一) 工作条件: 1.工作负荷大。
2.高速运转 ( 10～15m/s以上 )。 3.受冲击频繁,磨损较严重。
二) 技术要求: 1.齿面硬度58～62HRC, 金相组织为回
汽车变速齿轮示意图
火马氏体+合金碳化物+残余奥氏体。
2.齿心部硬度35～45HRC, 金相组织为
➢渗碳+淬火+低温回火：
• 渗碳：提高表层碳浓度； • 渗碳后淬火+回火，使表层组织为回火马氏体、碳化物
和少量残余奥氏体，硬度可达58~62HRC；心部组织为 回火马氏体、铁素体，硬度可达35~45HRC，达到“外 硬 内韧”的效果。
第39讲 齿轮类零件的选材及加工工艺路线
• 小结
• 一、齿轮类零件的选材 • 二、典型齿轮的加工工艺路线
•重载、中高速、大冲击载荷齿轮： 低碳（合金）钢（20Cr、20MnB、20CrMnTi）渗碳（碳氮共渗）及淬火低 温 回火，齿面58～63HRC。如汽车、拖拉机变速齿轮和后桥齿轮。
•精密传动齿轮或硬面内齿轮，要求热处理变形小： 38CrMoAl、35CrMo等。调质及气体氮化。如非重载、工作平稳的精密齿轮。
《第1《2工章程 材 料工与 热程加 工材》 讲料课 P的P T 选用及机械零件毛坯的选择》
第39讲
•齿轮类零件的选材及加工工艺路线
注：本讲部分图片或视频来自网络
内容导入
思 考：
齿轮可以传递运动和 动力，是机械设备中的重 要零件，如何选择齿轮材
？ 料、安排加工工艺路线呢
发动机齿轮
第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
• 思考题
• 45钢齿轮预备热处理的作用？
谢谢大家！
二) 技术要求:
机床齿轮示意图
1.齿面硬度45～50HRC,金相组织为回火马氏体。
2.齿心部硬度22～25HRC,金相组织为回火索氏体。
第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
三) 选材: 40Cr、45钢。
常选用中碳钢或中碳合金钢
四) 加工工艺路线:
下料
锻造
正火
粗加工
调质
半精加工
精车加工
高频淬火
及低温回火 精磨
回火马氏体(低碳)+（铁素体+细珠光体）。
第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
三) 选材： 20CrMnTi钢。
四) 加工工艺路线:
下料
锻造
正火
机械加工
渗碳 磨齿
淬火
低温回火 喷丸
第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
第39讲 齿轮类零件的选材及加工工艺路线
➢正火：
热处理及作用
• 调整硬度，消除内应力，改善低碳合金钢的切削加工性 能，并为后续热处理做组织准备。
第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
➢正火：
热处理及作用
• 作用：调整硬度；消除内应力，改善加工工艺性能，为
后续热处理做组织准备。
➢调质处理：
• 作用：获得最终的心部组织，改善使用性能，并为后续
表面热处理做组织准备。
➢表面处理：高频淬火及低温回火
• 使表面具有较高的硬度和较好的耐磨性。
第39讲
⑸工程塑料齿轮： 尼龙等。轻、摩擦系数小、减振减噪。用于轻载、无润滑 的小型齿轮（仪表、小型机械）。
第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
二、典型齿轮的加工工艺路线
• （一）机床齿轮 • （二）汽车齿轮
第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
（一）.机床齿轮
一) 工作条件:
1.工作负荷不太大。 2.中速运转(6～10m/s)。
第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
（2）失效形式
①轮齿断裂 ②齿面磨损 ③麻点剥落
第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
（3）主要力学性能要求
①轮齿要有足够高的弯曲疲劳强度。 ②齿轮表面应有足够高的硬度、接触疲劳强度和耐磨性。 ③轮齿心部应具有足够高的强度和韧性。
第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
• 一、齿轮类零件的选材 • 二、典型齿轮的加工工艺路线
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第39讲
齿轮类零件的选材及加工工艺路线
一、齿轮类零件的选材
1.齿轮的工作条件、失效形式及力学性能要求
（1）工作条件 齿轮工作时齿面因产生相互滑动和滚动，要
承受较大的接触应力，并发生强烈的摩擦；由于要传递扭钜， 齿 根要承受较大的弯曲应力；在设备启动、变速或齿轮啮合不 均匀 时，将承受冲击载荷的作用。
2.齿轮常用材料及热处理
⑴钢制齿轮:
•轻载、低中速，冲击力小，精度低齿轮： 碳钢(Q255、Q275、45、50Mn等),正火或调质成软面齿轮。如减速箱齿轮等。
•中载、中速、中等冲击、运动平稳齿轮： 中碳（合金)钢（45、40Cr、42SiMn、55Tid等)。感应淬火回火硬齿面（50 ～ 55HRC）。如机床齿轮。