本次课内容 第9章典型工件的选材及工艺路线设计 9.1、齿轮选材 1、齿轮的工作条件、失效形式及性能要求 2、齿轮类零件的选材 3、典型齿轮选材举例 9.2、轴类零件选材 1、轴类零件的工作条件 2、轴类零件的失效形式 3、轴类零件的性能要求 4、轴类零件材料及选材方法 5、典型轴的选材 9.3、弹簧选材 1、弹簧的工作条件 2、弹簧的失效形式 3、弹簧的性能要求 4、弹簧的选材 5、典型弹簧选材 1、刃具的工作条件 9.4、刃具选材 2、刃具的失效形式 3、刃具的性能要求 4、刃具的选材 5、刃具选材举例
本次课内容 第9章 典型工件的选材及工艺路线设计 9.1、齿轮选材 9.2、轴类零件选材 9.3、弹簧选材 9.4、刃具选材 1、齿轮的工作条件、失效形式及性能要求 2、齿轮类零件的选材 3、典型齿轮选材举例 1、轴类零件的工作条件 2、轴类零件的失效形式 3、轴类零件的性能要求 4、轴类零件材料及选材方法 5、典型轴的选材 1、弹簧的工作条件 2、弹簧的失效形式 3、弹簧的性能要求 4、弹簧的选材 5、典型弹簧选材 1、刃具的工作条件 2、刃具的失效形式 3、刃具的性能要求 4、刃具的选材 5、刃具选材举例
Fig.14 Spur tooth pinion at 0.5×(top)and1.5× (bottom). Tooth-bending fatigue originating at the root radius (arrows),loaded side,one-third the distance from the open end.Progression was to the bore. 图世产直期提吉厚英小
第9章 典型工件的选材及工艺路线 9.1 齿轮选材 工作条件 失效形式 ✓齿根承受很大的交变弯曲应力 ✓齿部承受一定的冲击载荷 ✓齿面承受很大的接触压应力和摩擦力 性能要求 ✓疲劳断裂 ✓齿面磨损 ✓齿面接触疲劳破坏 ✓过载断裂 ✓高弯曲疲劳强度 ✓高耐磨性 ✓高接触疲劳强度 ✓较高强度与韧性 齿轮的工作条件失效形式性能要求 Fig. 14 Spur tooth pinion at 0.5× (top) and 1.5× (bottom). Tooth-bending fatigue originating at the root radius (arrows), loaded side, one-third the distance from the open end. Progression was to the bore
第9章典型工件的选材及工艺路线 9.1齿轮选材 √齿面硬度高，防疲劳与磨损 齿轮类零件的选材 齿心冲击韧性足够，防断裂 √低、中碳钢，整体调质，心部有韧性；表面强化处理，有硬度 √低、中碳合金钢，整体调质，表面强化处理 典型齿轮选材举例 材料：中碳钢或中碳合金钢 机床齿轮 工艺路线：下料锻造→正火→粗加工→调质→ 精加工→轮齿高频淬火及回火→精磨 序号 工作条件 选材 热处理工艺 硬度要求 低载荷工作 15 (900~950)°℃渗碳，(780-800)℃水冷 耐磨性好 或直接淬火，(180-200)C回火 (58~63)HRC 高速中等载荷 45 高频加热，水冷，(180~200)C▣火 齿面硬度高 (54~60)HRC 高速重载，形状复 38CrMoAl 正火调质(510~550)℃后氮化 850HV以上 杂，热处理变形小
工作条件：转速中等；载荷不大；工作平稳无冲击 第9章 典型工件的选材及工艺路线 9.1 齿轮选材 齿轮类零件的选材 ✓齿面硬度高，防疲劳与磨损 ✓齿心冲击韧性足够，防断裂 ✓低、中碳钢，整体调质，心部有韧性；表面强化处理，有硬度 ✓低、中碳合金钢，整体调质，表面强化处理 典型齿轮选材举例 材料：中碳钢或中碳合金钢 工艺路线：下料→锻造→正火→粗加工→调质→ 精加工→轮齿高频淬火及回火→精磨 序号 工作条件 选材 热处理工艺 硬度要求 1 低载荷工作 耐磨性好 15 (900~950)ºC渗碳， (780~800) ºC 水冷 或直接淬火， (180~200 ) ºC回火 (58~63)HRC 2 高速中等载荷 齿面硬度高 45 高频加热，水冷，(180~200 ) ºC回火 (54~60)HRC 3 高速重载，形状复 杂，热处理变形小 38CrMoAl 正火调质(510~550 ) ºC后氮化 850HV以上 机床齿轮
第9章典型工件的选材及工艺路线 9.1齿轮选材 典型齿轮选材举例 材料：低碳钢或低碳合金钢 汽车齿轮 工作条件：转速范围大；载荷较大；冲击频繁 工艺：下料→锻造→正火→机加工→渗碳、淬火及回火→喷丸一→精磨 序号 齿轮类型 选材 热处理工艺 硬度要求 汽车变速箱 齿面：(58~64)HRC 20CrMnTi 和 20CrMo 渗碳 齿心：法向模数<5时，(32~45)HRC 分动箱齿轮 法向模数>5时，(29~45)HRC 齿面： (58-64)HRC 汽车驱动桥主、 20CrMnTi 2 渗碳 齿心：法向模数<8时，(32~45)HRC 从动圆锥齿轮 20CrMnMo 法向模数>8时，(29~45)HRC 15Cr 渗碳层深度：(0.7~1.1)mm 20Cr 汽车起动机齿轮 15CrMnMo 渗碳 齿面：(58~63)HRC 齿心：(33~43)HRC 20CrMnTi
工作条件：转速范围大；载荷较大；冲击频繁 第9章 典型工件的选材及工艺路线 9.1 齿轮选材 典型齿轮选材举例 材料：低碳钢或低碳合金钢 序号 齿轮类型 选材 热处理工艺 硬度要求 1 汽车变速箱 和 分动箱齿轮 20CrMnTi 20CrMo 渗碳 齿面： (58~64)HRC 齿心：法向模数<5时，(32~45)HRC 法向模数> 5时，(29~45)HRC 2 汽车驱动桥主、 从动圆锥齿轮 20CrMnTi 20CrMnMo 渗碳 齿面： (58~64)HRC 齿心：法向模数<8时，(32~45)HRC 法向模数> 8时，(29~45)HRC 3 汽车起动机齿轮 15Cr 20Cr 15CrMnMo 20CrMnTi 渗碳 渗碳层深度： ( 0.7~1.1)mm 齿面： (58~63)HRC 齿心： (33~43)HRC 汽车齿轮 工艺：下料→锻造→正火→机加工→渗碳、淬火及回火→喷丸→精磨
第9章典型工件的选材及工艺路线 9.2轴类零件选材 √交变弯曲和扭转复合应力 √与滑动件的摩擦磨损 轴类零件的工作条件 振动引起冲击载荷 √一般有过载载荷 轴类零件的失效形式 √弯曲和扭转疲劳断裂 轴类零件的性能要求 √摩擦引起表面过度磨损 √冲击和过载引起过量变形和断裂 √良好的综合机械性能 √高的疲劳强度，对应力集中不敏感 √足够的淬透性 √表面高硬度、高耐磨性 √良好的切削加工性能，价廉 图96直升飞机螺旋桨驱动齿轮轴扭断
第9章 典型工件的选材及工艺路线 9.2 轴类零件选材 ✓交变弯曲和扭转复合应力 ✓与滑动件的摩擦磨损 ✓振动引起冲击载荷 ✓一般有过载载荷 ✓弯曲和扭转疲劳断裂 ✓摩擦引起表面过度磨损 ✓冲击和过载引起过量变形和断裂 ✓良好的综合机械性能 ✓高的疲劳强度，对应力集中不敏感 ✓足够的淬透性 ✓表面高硬度、高耐磨性 ✓良好的切削加工性能，价廉 轴类零件的工作条件 轴类零件的失效形式 轴类零件的性能要求