典型零件选材.ppt

工程材料及应用
多媒体教案
ENGINEERING MATERIALS
五邑大学机电工程学院
第四章
第四节典型工件的选材
及工艺路线设计
内容提要:
本章重点阐明齿轮、轴类零件、弹簧和刃具的工作条件、失效形式、性能要求及选材分析,举例说明典型工件的工艺路线。
 
学习目标:
本章是课程的重点章。要求掌握齿轮(机床和汽车齿轮)、轴类零件、刃具的选材,进行工艺路线分析。 熟悉弹簧的选材。
  齿轮选材  
☆老师提示:重点内容
齿轮的工作条件
 (1) 由于传递扭矩,齿根承受很大的交变弯曲应力; (2) 换挡、启动或啮合不均时,齿部承受一定冲击载荷; (3) 齿面相互滚动或滑动接触,承受很大的接触压应力及摩擦力的作用。
齿轮的失效形式
(1) 疲劳断裂  主要从根部发生;(2) 齿面磨损  由于齿面接触区摩擦,使齿厚变小;
疲劳断裂齿面磨损
(3) 齿面接触疲劳破坏  在交变接触应力作用下,齿面产生微裂纹,微裂纹的发展,引起点状剥落(或称麻点);
(4) 过载断裂  主要是冲击载荷过大造成的断齿。
齿面剥落轮齿冲击断裂
齿轮材料的性能要求
 (1) 高的弯曲疲劳强度; (2) 高的接触疲劳强度和耐磨性; (3) 较高的强度和冲击韧性。 (4) 要求有较好的热处理工艺性能,如热处理变形小等。
 齿轮类零件的选材
这类钢的工艺性能好,经济上也较合理,是比较理想的材料。
经表面强化处理后,表面有高的强度和硬度,心部有好的韧性,能满足使用要求。
选用低、中碳钢或其合金钢。
 典型齿轮选材举例
机床变速箱齿轮担负传递动力,改变运动速度和方向的任务。工作条件较好,转速中等,载荷不大,工作平稳无强烈冲击。
机床变速箱齿轮
一般可选中碳钢(45钢)制造,为了提高淬透性,也可选用中碳合金钢(40Cr钢)。
工艺路线为:
下料--锻造--正火--粗加工--调质--精加工--高频淬火及低温回火--精磨。
一、机床齿轮
其它机床齿轮材料:
冲击载荷小的低速齿轮可采用HT250、HT350、QT500-5、QT600-2等铸铁制造。
机床齿轮除选用金属齿轮外, 有的还可改用塑料齿轮,如用聚甲醛齿轮、单体浇铸尼龙齿轮, 工作时传动平稳, 噪声减少, 长期使用磨损很小。
二、汽车齿轮  
             
汽车齿轮主要装在变速箱和差速器中。
汽车齿轮受力较大,受冲击频繁,其耐磨性、疲劳强度、心部强度以及冲击韧性等,均要求比机床齿轮高。
汽车后桥齿轮
一般用合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi制造。
渗碳齿轮的工艺路线为:
下料--锻造--正火--切削加工--渗碳、淬火及低温回火--喷丸--磨削加工。