解放牌汽车变速箱齿轮热处理工艺设计

毕业设计（论文）

题目：解放牌汽车变速箱齿轮热处理工艺设计

年级专业：精细化学品生产技术

学生姓名：

学号：

指导教师：职称：副教授

导师单位：化学工程系

论文完成时间：2009年12月20 日

附件 2

山东化工职业学院

毕业设计（论文）任务书

专业：

精细化学品生产技术班级：精细化学品生产技术1班

设计者：

合作者：

指导教师：

课题名称：解放牌汽车变速箱齿轮的热处理工艺设计完成日期：2009 年 12 月 20 日

附件3

山东化工职业学院

毕业设计（论文）评定表

前言

热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。通过热处理可以改变材料的加工工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。本课程设计是在《材料科学基础》﹑《金属热处理工艺学》﹑《失效分析》﹑《金属力学性能》等课程学习的基础上开设的，是理论与实践相结合的重要教学环节。通过该课程设计，可使学生在综合运用所学专业基础理论和专业知识能力方面得到训练，学会独立分析问题和解决问题的方法，提高工程意识和工程设计能力。

热处理工艺是整个机械加工过程种的一个重要环节，它与工件设计及其它加工工艺之间存在密切关系。如何实现工件设计时提出的几何形状和加工精度，满足设计时所要求的多种性能指标，热处理工艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。

现代工业的飞速发展对机械零部件﹑工模具等提出的要求愈来愈高。热处理不仅对锻造机械加工的顺利进行和保证加工效果起着重要作用，而且在改善或消除加工后缺陷，提高工件的使用寿命等方面起着重要作用。为获得理想的组织与性能，保证零件在生产过程中的质量稳定性和使用寿命，就必须从工件的特点﹑要求和技术条件，认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能失效形式，正确选择材料；再根据生产规模﹑现场条件﹑热处理设备提出几种可行的热处理方案，最后根据其经济性﹑方便性﹑质量稳定性和便于管理﹑降低成本等因素，确定出一种最佳方案。

目录

1.课程设计的原则 (4)

1.1热处理零件结构形状设计....................................‥4 1.1.1结构形状设计应避免应力集中..............................‥4 1.1.2 结构形状设计应尽量简单、均衡、规则、对称.........‥4 1.1.3设计中实际措施................................................‥5 1.2热处理零件的选材原则 (5)

1.2.1使用性原则 (5)

1.2.2 工艺性原则 (5)

1.2.3 经济性原则 (6)

1.2.4 选材时应注意的几个问题 (6)

1.3热处理工艺设计 (7)

1.3.1热处理在加工工艺路线中的位置 (7)

1.3.2热处理工艺选择时应重点考虑的因素 (8)

1.3.3热处理工艺规程的拟定 (8)

1.4 本课程设计任务 (9)

2. 解放牌汽车变速箱齿轮的热处理工艺设计 (10)

2.1汽车变速齿轮的服役条件 (10)

2.2 汽车变速齿轮常见的失效形式 (10)

2.3汽车变速齿轮的性能要求 (11)

2.4 汽车变速齿轮的材料的选择 (11)

2.4.1 汽车变速齿轮备选材料分析……………………………‥12

2.5 汽车变速齿轮的加工工艺路线 (13)

2.6 热加工及热处理工艺规程 (14)

2.7 各热处理工艺后的金相组织分析 (16)

2.8 热处理工艺过程中的质量检验项目 (19)

2.8.1 渗碳淬火后齿轮的检验项目、内容和要求 (19)

2.8.2 渗碳齿轮的常见缺陷及防止措施 (21)

3.心得体会………………………………………………‥23 4．参考文献………………………………………………‥24

1.课程设计的原则

1.1热处理零件结构形状设计

需要热处理的工件，在设计时，除了应考虑服役条件、承受载荷的大小和机械加工工艺外，还要要考虑热处理的变形、开裂所造成的产品报废。因此，对热处理件结构形状有一定的设计要求。

1.1.1结构形状设计应避免应力集中

截面急剧变化的工件，淬火时易引起过量变形或开裂，一般应采用平滑过渡或圆弧过渡；外形的尖锐棱边，尖角和凹腔角处会产生应力集中，因此，也常用圆弧代替尖角，为防止工件上的孔或模具型腔成为裂纹的策源地，孔与孔之间应有一定的距离，冲模型腔与模边之间的距离也应足够大。

1.1.2结构形状设计应尽量简单、均衡、规则、对称

结构件的形状应尽量使工件各部位的质量均匀分布，以减少淬火时可能引起的过量变形和开裂。理想的结构形状可遵循以下的基本原则：

a.球形优于立方体，更优于长方体；

a.圆柱体优于圆锥体；

b.圆形截面优于椭圆形截面，方形截面优于矩形截面；

c.在可能的条件下，应尽量使功能孔的尺寸与位置均衡、对称、

分布，也可以通过加开工艺孔或工艺槽来解决质量均衡问

题；

d.辅助孔应位于交叉刃口的延长线上，尤其不能靠近小锐角，

以免成为裂纹的策源地。

1.1.3设计中实际措施

机械构件中工作的轮廓、形状和尺寸是各式各样的，往往不能遵循上述设计原则，对此可根据实际情况采取措施加以补救。

a.设计成合理形状，淬火后再磨去不必要的部分；

b.开切必要的孔槽使质量均衡；

c.一个不平衡的工件，为了平衡质量、改善散热条件，可加开

工艺孔；

d.大型复杂工件可采用拼镶结构，以解决加工和热处理的困难；

e.刻字、印痕的位置应远离应力集中程度高的孔。

为减少损失，避免事故，充分估计各种因素的影响，可采用设计、热加工和热处理几方面共同商讨，协同设计，避免因设计不当造成加工、热处理和使用上的问题。

1.2热处理零件的选材原则

1.2.1使用性原则

使用性原则是零件在使用中应该具有的性能，这是保证零件完成规定功能的必要条件。在选材之前必须了解零件承受的负载类型及大小，所处工作环境和介质温度等服役条件。服役条件不同，性能要求也不一样。如：螺栓、拉杆等承受拉伸载荷的工件要求有较高的屈服强度和抗拉强度；承受交变载荷的半轴、曲轴等除了应具备良好的综合机械性能外，还应有高的疲劳强度；而冲模、齿轮、铣刀等则要求有高的表面硬度。