毕业设计
嵌齿轮的齿
简称齿,是齿轮上每一个凸起的部分,用于啮合。这些凸起部分一般呈放射状排列,成对齿轮上的齿相互接触,可以使齿轮在啮合中连续运转。
肺泡
是齿轮上两个相邻齿之间的间距;端面是圆柱齿轮或蜗杆上的平面,垂直于齿轮或蜗杆的轴线。
法线平面
指垂直于齿轮齿的齿线的平面。
齿顶圆
指的是齿尖所在的圆。
齿根圆
指槽底所在的圆。
基圆
渐开线的母线做纯滚动的圆。
节距圆
是计算端面中齿轮几何尺寸的参考圆。
编辑此段落分类
齿轮可以根据齿廓、齿轮形状、齿线形状、轮齿所在的表面和制造方法进行分类。齿轮的齿廓包括齿廓曲线、压力角、齿高和位移。渐开线齿轮比较容易制造,所以现代使用的齿轮中,渐开线齿轮占绝对多数,摆线齿轮和圆弧齿轮使用较少。压力角方面,小压力角齿轮承载能力小;而压力角大的齿轮,虽然承载能力高,但在传递扭矩相同的情况下,增加了轴承负荷,所以只在特殊场合使用。齿轮的齿高已经标准化,一般采用标准齿高。变位齿轮有许多优点,已应用于各种机械设备中。此外,齿轮按形状可分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条和蜗轮;按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮;按轮齿表面分为外齿轮和内齿轮;按制造方法可分为铸造齿轮、切割齿轮、轧制齿轮和烧结齿轮。齿轮的制造材料和热处理工艺对齿轮的承载能力、尺寸和重量有很大影响。50年代以前齿轮用碳钢,60年代用合金钢,70年代用表面硬化钢。根据硬度,齿面可分为软齿面和硬齿面。齿面较软的齿轮承载能力较低,但易于制造,磨合良好。多用于对变速器尺寸和重量没有严格限制的通用机械,以及小批量生产。由于小轮在成对齿轮中负担较重,为了使大小齿轮的工作寿命大致相等,小轮的齿面硬度一般高于大轮。硬齿面齿轮承载能力高。齿轮精切后,进行淬火、表面淬火或渗碳处理,以提高硬度。但在热处理过程中,齿轮不可避免地会发生变形,因此需要在热处理后进行磨削、研磨或精切,以消除变形带来的误差,提高齿轮的精度。
编辑这段材料
常用于制造齿轮的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和氮化钢。铸钢的强度略低于锻钢,常用于较大的齿轮。灰铸铁机械性能差,可用于轻载开式齿轮传动。球墨铸铁可以部分代替钢制造齿轮;塑料齿轮多用于负荷轻、噪音要求低的地方,与之匹配的齿轮一般是钢齿轮,导热性好。未来齿轮正朝着重载、高速、高精度、高效率的方向发展,力求体积小、重量轻、寿命长、经济可靠。齿轮理论和制造技术的发展将进一步研究轮齿损伤的机理,这是建立可靠的强度计算方法的基础,也是提高齿轮承载能力和延长齿轮寿命的理论依据。发展以圆弧齿廓为代表的新齿廓;齿轮新材料和齿轮制造新工艺的研究:对齿轮的弹性变形、制造安装误差和温度场分布进行了研究,并对轮齿进行了修形,以提高齿轮运行的稳定性,增大满载时轮齿的接触面积,从而提高齿轮的承载能力。摩擦、润滑理论和润滑技术是齿轮研究的基础工作。研究弹流润滑理论,推广使用合成润滑油,在油中加入极压添加剂,不仅可以提高齿面承载能力,还可以提高传动效率。
在这一段编辑中国齿轮工业的发展。
“十五”期间,中国齿轮工业发展迅速:2005年,齿轮工业年产值从2000年的240亿元增长到683亿元,年复合增长率为23.27%,已成为中国第一大产业。就市场需求和生产规模而言,中国的齿轮工业排名世界第四,超过了意大利。2006年,全国所有齿轮、传动及传动件生产企业实现工业总产值102628183000元,同比增长24.15%。累计实现产品销售收入98,238.24万元,同比增长24.37%;累计实现利润总额566,526,5438+0万元,同比增长26.85%。2007年6月5438日至2月65438日,全国所有齿轮、传动及驱动部件生产企业实现工业总产值136542841000元,同比增长30.96%。2008年6月5438+0至6月5438+0,全国所有齿轮、传动及驱动件制造企业实现工业总产值14452913.8万元,同比增长32.92%。与发达国家相比,中国齿轮制造业还存在自主创新能力不足、新产品开发缓慢、市场竞争无序、企业管理薄弱、信息化程度低、从业人员综合素质有待提高等问题。目前,齿轮行业应通过市场竞争和整合提高集中度,形成一批资产数十亿元、5亿元、654.38+0亿元的大中小企业;通过自主知识产权产品的设计开发,形成一批车辆传动系统(变速箱和驱动桥总成)龙头企业,将齿轮行业的能力和资源与龙头企业的配套能力进行整合;实现专业化、网络化,形成一大批技术有特色、产品有特色、反应能力快的名牌企业;通过技术改造,实现现代齿轮制造企业的转型。“十一五”末,中国齿轮制造业年销售额可达6543.8+030亿元,人均销售额将上升至65万元/年,位居世界第二。2006-2010年新增设备65438+万台,即新增设备投资约60亿元,购置新机床2万台,平均每台单价30万元。到2010年,中国齿轮制造业各类机床应达到40万台左右,其中数控机床65438+万台,数控化率25%(高于行业平均水平17%)。
编辑此段落类型
传动比
固定传动比-圆形齿轮机构(圆柱、圆锥)可变传动比-非圆形齿轮机构(椭圆齿轮)
车轴的相对位置
平面齿轮机构直齿轮传动外齿轮传动内齿轮传动齿条传动斜齿轮传动空间齿轮机构锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动。
手艺
伞齿轮毛坯半成品齿轮螺旋齿轮内齿轮正齿轮蜗轮
在此部分编辑斜齿圆柱齿轮的主要参数。
螺旋角
β& gt;0是左撇子,反之亦然。
齿距
Pn = ptcosβ,下标n和t分别代表法向面和端面。
组件
mn = mtcosβ
标准中径
d = mtz
中心距
a=1/2*m(z1+z2)
正确的啮合条件
m1 = m2,α1 = α2,β1 =?β2
编辑诊断的这个部分
简单诊断的目的是快速判断齿轮是否处于正常工作状态,对处于异常工作状态的齿轮进行进一步的诊断分析或采取其他措施。当然,在很多情况下,根据振动的简单分析,也可以诊断出一些明显的故障。齿轮的简单诊断包括噪声诊断、振动水平诊断和冲击脉冲(SPM)诊断,其中振动水平诊断是最常用的。振动调平诊断法是利用齿轮的振动强度来判断齿轮是否处于正常工作状态的诊断方法。根据判断指标和标准的不同,可分为绝对值判断法和相对值判断法。
绝对值判断法
绝对值判断法是以齿轮箱上同一测点测得的振幅值为指标,直接评价运行状态。为了用绝对值判断法识别档位状态,必须根据不同的变速箱和不同的使用要求制定相应的判断标准。确定齿轮绝对值的主要依据有:1)异常振动现象的理论研究;(2)基于实验的振动现象分析;(3)测量数据的统计评价;(4)参考国内外相关标准。其实没有一个绝对值的判断标准可以适用于所有的档位。当齿轮的大小和类型不同时,判断标准自然也会不一样。当根据测量参数判断宽带振动时,标准值必须根据频率变化。当频率在1kHz以下时,以速度判断振动;频率在1kHz以上,通过加速度判断振动。实际标准视具体情况而定。
相位值判断方法
在实际应用中,对于尚未制定出绝对值判断标准的齿轮,可以充分利用现场测量的数据进行统计平均,制定合适的相对判断标准,称为相对值判断法。相对判断标准要求将齿轮箱同一部位不同时间测得的振幅与正常状态下的振幅进行比较,当测得值与正常值比较到一定程度时,判定为某一状态。比如相对值判断标准规定,实际值达到正常值的1.6~2倍就要注意,达到2.56~4倍就意味着危险。至于是按照1.6倍分类还是按照2倍分类,要看变速箱的使用要求。粗选设备(如采矿机械)通常使用更高的多重分类。在实践中,为了达到最佳效果,可以同时采用上述两种方法进行比较和综合评价。
编辑本段中的术语
轮齿-齿轮上用于啮合的每个凸起部分。一般来说,这些凸起部分呈放射状排列。成对齿轮上的齿相互接触,导致齿轮不断啮合运转。齿槽-齿轮上两个相邻齿之间的空间。齿轮
端面-垂直于圆柱齿轮或蜗杆轴的平面。法平面-在齿轮上,法平面是指垂直于齿轮齿线的平面。齿尖圆-齿尖所在的圆。齿根圆——槽底所在的圆。基圆-形成渐开线的母线在其上进行纯滚动的圆。分度圆-计算端面齿轮几何尺寸的参考圆。对于正齿轮,分度圆上的模数和压力角是标准值。齿面-齿顶圆柱面和齿根圆柱面之间的齿轮齿侧面。齿廓-由特定曲面(圆柱齿轮的平面)切割的齿面剖面线。齿线-齿面和分度圆柱面之间的交线。端齿节距pt-同一侧两个相邻端齿廓之间的分度弧长度。模数m-通过将节距除以π得到的商,单位为毫米。直径节距p-模数的倒数,单位为英寸。齿厚s-端面上齿轮齿两侧齿廓之间的分度弧长度。槽宽e-端面齿槽两侧齿廓间的分度圆弧长度。齿顶高度hι-齿顶圆和分度圆之间的径向距离。齿根高度HF-分度圆和齿根圆之间的径向距离。全齿高h——齿顶圆和齿根圆之间的径向距离。齿宽b——齿轮齿沿轴向的尺寸。端面压力角ιt——通过端面齿廓与分度圆交点的径向线与齿廓通过该点的切线之间的锐角。标准齿条:其基圆尺寸、齿廓、全齿高、齿冠高和齿厚符合标准正齿轮规格的齿条。根据标准齿轮规格切割的齿条称为参考齿条。标准节圆:用于确定齿轮各部分尺寸的参考圆。它是齿数x标准节线:齿条上的特定节线或沿该线测量的齿厚。球场的一半。动作节圆:当一对正齿轮啮合时,各有一条切线作滚动圆。标准节距:如果选择的标准节距用作基准,等于参考齿条的节距。节圆:两个齿轮啮合接触点上留下的轨迹称为节圆。节圆直径:节圆直径。工作深度:一对正齿轮的齿冠高度之和。也叫工作齿高和齿冠高。:齿顶圆和节圆之间的半径差。齿隙:两颗牙齿咬合时,齿面与齿面之间的间隙。间隙:两个齿咬合时,一个齿轮的齿顶圆与另一个齿轮的齿底之间的间隙。节点:一对齿轮咬合和节圆相切的点。节距:相邻两齿间对应点的弧距。标准间距
编辑这个塑料齿轮
随着科学的发展,齿轮逐渐从金属齿轮变成了塑料齿轮。因为塑料齿轮更润滑耐磨。可以降低噪音,降低成本,减少摩擦。常用的塑料齿轮材料有:PVC、POM、PTFE、PA、尼龙、PEEK等。
编辑本段中的生产企业。
齿轮行业主要由车辆齿轮传动制造企业、工业齿轮传动制造企业和齿轮专用设备制造企业三类企业组成。其中,车辆齿轮脱颖而出,其市场份额达到60%;工业齿轮由通用齿轮、专用齿轮和特种齿轮组成,其市场份额分别为18%、12%和8%。齿轮设备只占2%的市场份额。主要生产企业:杭州前进齿轮箱集团有限公司、重庆齿轮箱有限公司、浙江恒久机械集团有限公司等。齿轮行业主要由车辆齿轮传动制造企业、工业齿轮传动制造企业和齿轮专用设备制造企业三类企业组成。其中,车辆齿轮脱颖而出,其市场份额达到60%;工业齿轮由通用齿轮、专用齿轮和特种齿轮组成,其市场份额分别为18%、12%和8%。齿轮设备只占2%的市场份额。主要生产厂家举例:杭州前进齿轮箱集团有限公司重庆齿轮箱有限公司浙江恒久机械集团有限公司江苏航天器有限公司雅士履带(天津)有限公司南京高速齿轮制造有限公司正茂集团有限公司四川齿轮厂杭州东华链条集团有限公司
编辑这张图片
正齿轮(用于数控龙门铣床)
螺旋锥齿轮(用作数控龙门铣床的附件铣头)
斜齿轮(用于普通铣床)
齿轮轴(适用于数控立式车床)
各种模压齿轮(10件)
在本段中编辑重型卡车的齿轮轮廓。
我国中重型卡车齿轮用钢的牌号很多,主要是为了满足当时引进国外先进汽车技术的要求。20世纪50年代,中国从前苏联里哈切夫汽车厂引进了苏联中型卡车(即“解放”牌原厂车型)的生产技术,同时还引进了前苏联生产的汽车齿轮用20CrMnTi钢。改革开放后,随着我国经济建设的快速发展,为适应我国交通事业快速发展的需要,从20世纪80年代开始,我国有计划地从工业化国家引进各种先进车型,国外各种先进的中重型卡车也相继引进。同时,中国的大汽车厂与国外著名汽车公司合作,引进国外先进的汽车生产技术,包括汽车齿轮生产技术。与此同时,我国钢铁冶炼的技术水平也在不断提高。通过采用钢包二次冶炼、成分微调、连铸连轧等先进精炼技术,钢厂可以生产出纯度高、淬透性窄的齿轮钢,从而实现进口汽车齿轮钢的国产化,把我国齿轮钢的生产水平提高到一个新的水平。近年来,适合我国国情的国产含镍高淬透性重型汽车齿轮用钢也得到开发和应用,并取得了良好的效果。汽车齿轮热处理技术也从五六十年代的井式气体渗碳保护发展到计算机控制的连续气体渗碳自动线、箱式多用炉和自动化生产线(包括低压(真空)渗碳技术)、齿轮渗碳预氧化处理技术、齿轮淬火控冷技术(由于使用了专用淬火油和淬火冷却技术)、齿轮锻造毛坯等温正火技术。这些技术的采用不仅有效地控制了齿轮渗碳淬火变形,提高了齿轮加工精度和使用寿命,而且满足了现代齿轮热处理大批量生产的需要。相关文献指出,汽车齿轮的寿命主要由两个指标评定,一是齿轮的接触疲劳强度,二是齿轮的弯曲疲劳强度。前者主要由渗碳淬火质量决定,后者主要由齿轮材料决定。因此,有必要全面了解汽车齿轮用渗碳钢的要求、性能和热处理特点。
铬锰钛钢和硼钢
长期以来,20CrMnTi是中国使用最广泛的卡车齿轮用钢。这是50年代从前苏联进口的中型汽车齿轮18XTr钢(即20CrMnTi钢)。该钢晶粒细小,渗碳时晶粒长大趋势小,渗碳淬火性能好,渗碳后可直接淬火。文献指出,1980以前,我国渗碳合金结构钢(包括20CrbinTi钢)出厂时只保证样品测定的化学成分和力学性能。然而,在汽车生产中,经常出现化学成分和力学性能合格的钢材,且淬透性波动范围过大影响产品质量。如20CrMnTi渗碳钢淬透性过低,渗碳淬火后齿轮中心硬度低于技术条件规定值,疲劳试验时齿轮疲劳寿命降低一半;淬透性过高,渗碳淬火后齿轮内孔收缩过大,影响齿轮装配。由于钢的淬透性对齿轮齿心的硬度和畸变有很大影响,在1985年,冶金部颁布了《中国淬透性结构钢技术条件》(GB5216-85),其中包括20CxMnTiH、20MnVBH钢等10种渗碳钢的化学成分和淬透性数据。标准中规定,制造齿轮用20CrMnTi钢在距水冷端9°位置的淬透性指数为30-42HRC。之后,20CrMnTi钢生产的齿轮硬度过低、齿心畸变过大的问题基本得到解决。但不考虑齿轮模数和钢截面厚度,用同钢种的20CrMnTi钢显然是不合理的。近年来,由于我国钢铁冶炼技术的提高和合金结构钢的供应,已经可以进一步缩小齿轮钢的淬透性带,并根据不同产品(如变速器齿轮和后轮轴齿轮)的要求开发新的钢种以满足其要求。长春一汽通过与钢厂协商,先后与齿轮磨厂家签订协议,分阶段供应20CrMnTi钢淬透性。例如,用于制造较小截面变速器第一轴和中间轴齿轮的20CrMnTiH钢和解放5t卡车较大截面后轮轴主、从动锥齿轮的淬透性组别分别为I和II,对应的淬透性分别为J9: 30。1960左右,国内镍铬钢的短缺影响了国内镍铬钢的生产。当时中国的汽车工业是从前苏联进口的,前苏联大量使用含镍和铬的钢材。因此,当时我国汽车工业大力发展硼钢的研发,用20MnVB和20Mn2TiB钢代替20CrMnTi渗碳钢制造齿轮。这是因为在结构钢中加入微量硼(0.0001%-0.0035%)可以显著提高钢的淬透性,所以在钢中加入微量硼可以替代一定数量的锰、镍、铬、钼等贵重合金元素,所以硼钢得到了广泛的应用。长春一汽在生产解放牌汽车齿轮时使用了20MnTiB和20Mn2TiB钢。东风汽车公司生产的“东风”牌5、卡车变速器和后轮轴齿轮分别用20CrMnTi和20MnVB钢制造。同样,也与钢厂签订协议,缩小钢材的淬透性带,分阶段供货。变速器和后轮轴主、从动锥齿轮用钢分别为20CrMnTiH(3)、20MnVBH(2)、20MnVBH(3),对应的淬透性分别为J9 = 32 ~ 39hrc、J9 = 37 ~ 44hrc、J9 = 34 ~ 42hrc。中国綦江齿轮厂从德国公司引进了重型汽车变速器齿轮的生产技术,并按德国ⅲ公司标准在中国试制成功了该公司的Cr-Mn-B系列含硼齿轮钢。齿轮材料的淬透性为J 10 = 31 ~ 39 h RC。当然,20CrMnTi钢、20MnTiB钢、20MVB钢等含硼钢也有缺点。一般来说,20CrMnTi等渗碳钢本质上是细晶钢。渗碳后,晶粒不会脱落,可直接淬火。但实际上,由于钢铁冶炼质量的影响,正常情况下往往会发生晶粒粗化。测试了多批材料的实际晶粒度,发现相当一部分实际晶粒度只有2-3级(930℃3小时)。文献中认为20CrMnTi钢由于含钛量高,含有大量的锡夹杂物,尤其是大尺寸的锡夹杂物是齿轮的疲劳源,它们的存在会降低齿轮的接触疲劳性能。这种夹杂物为立方结构,受力时容易解理开裂,导致齿轮早期失效。另一个问题是钢的淬透性有限,不能满足大直径大模数齿轮的要求,有效硬化层深度和渗碳中心硬度不能满足重载齿轮的要求。另外,20CrMnTi钢在热处理过程中容易产生内氧化和非马氏体组织,降低齿轮的疲劳寿命。但目前国内还没有一种齿轮渗碳钢在渗碳工艺上像20CrMnTi钢那样成熟可靠。因此,它仍然是中国应用最广泛的渗碳钢。20MnVB、20MnTiB、20Mn2TiB等硼钢也存在一些不足。如硼在冶炼过程中脱氧、脱氮不良,不能提高淬透性,因此硼钢性能不稳定,渗碳淬火后齿轮畸变增大,影响产品质量。同时,混晶和晶粒容易粗大,变形难以控制,韧性差,硼钢齿轮齿根容易产生环面组织和碳氮共渗齿轮的黑网和黑带。因此,目前许多工厂停止使用这种钢。但绝不能得出硼钢不适合做齿轮渗碳钢的结论。国外仍在使用含硼渗碳钢。比如著名的德国ⅳ齿轮厂就一直使用储备钢种ZF7,这是一种含硼的低碳铬锰钢。该钢的主要化学成分(质量分数,%)为0.15 ~ 0.20c,0.15 ~ 0.40s,1.0 ~ 1.3cr,1.0 ~ 1.3mn,0.0008。一些美国汽车变速器齿轮和后轮轴主、从动齿轮也使用含硼渗碳钢,如50B15、43BVl4和94B17。所以只要钢厂冶炼技术跟上,硼钢的上述问题是可以解决的。20CrMnTiH、20MnVBH和20MnTiBH钢齿轮的锻造毛坯可在连续等温正火炉中处理,以保证片状珠光体和铁素体的均匀分布。这样可以大大减少齿轮的热处理变形,提高齿轮的精度,延长使用寿命。齿轮锻造毛坯的等温正火硬度为156 ~ 207 HB。
铬锰钼钢和铬钼钢
22CrMnMo、20CrMnMoH和20 CRM nmoh钢因其高淬透性而用于中型汽车齿轮。这种钢渗碳后可以直接淬火。由于铬锰钼钢和铬钼钢中含有Cr、Mo等碳化物形成元素,渗碳时齿轮齿表面的碳含量会增加,渗碳层组织中容易出现大量碳化物,使渗碳层性能恶化。因此,齿轮用铬锰钼钢和铬钼钢渗碳时,应采用弱渗碳气氛,以防止过多碳化物的形成。22CrMnMo和20CrMnMoH齿轮锻坯正火后在650~670℃回火。金相组织为细珠光体+少量铁素体,硬度为171 ~ 229 HB。20CrMnH齿轮锻造毛坯最好在连续等温正火炉中处理,加热至935 ~ 945℃,预冷至640 ~ 650℃再等温,可获得均匀的铁素体+珠光体组织,硬度为156 ~ 207 HB。文献指出,20CrMoH钢冶炼工艺稳定,淬透性带窄,易于控制,与20CrMnTi钢齿轮相比,热处理畸变小;渗碳层具有良好稳定的淬透性;渗碳淬火后的金相组织、表面和心部硬度能很好地满足技术要求。良好的疲劳性能,更适用于汽车中小模数齿轮。综合考虑齿轮的使用条件,既能保证齿轮的疲劳寿命,又能减少齿轮的热处理变形。用于制造变速箱齿轮时应为J9 = 30 ~ 36 HRC,用于制造后轮轴齿轮时应为J9 = 37 ~ 42 HRC。
国外先进汽车齿轮钢的国产化
随着国外先进机型的引进和各种齿轮钢的国产化,我国齿轮钢水平又上了一个新台阶。目前,德国的Cr-Mn钢、日本的Cr-Mo钢和美国的SAE86钢满足中小模数齿轮钢的要求。部分国产卡车齿轮采用美国品牌SAE8822H钢,如8t、10t桥锥齿轮。该钢的主要化学成分(质量分数,%)为0.19 ~ 0.25c,0.70 ~ 1.05mn,0.19~0.25C ~ 0。认为控制淬透性是解决齿轮变形问题的关键。为了减少变形,应选择淬透性带宽低于4HRC的H钢。热处理后,H钢制造的齿轮精度(接触面积)比普通钢高70% ~ 80%,使用寿命延长。因此,工业发达国家规定了渗碳合金结构钢的淬透性区域。根据需要将淬透性范围限制在很窄的范围内(4 ~ 5小时℃)。1)在德国订货时,可以要求钢的淬透性在给定的范围内,或者降低钢的淬透性。17CrNiM06非常适合制造大模数重载汽车齿轮。该钢的主要化学成分(质量分数,%)为0.15 ~ 0.20c,0.40~0.60Mn,1.50 ~ 1.80cr,0.25~0.35Mo,该钢已在国内生产使用。根据文献记载,17CrNiM06钢齿轮在渗碳过程中,应在降低渗碳后期碳势的同时,加快渗碳后的冷却速度,改为空冷,防止大块碳化物的形成,然后在630℃进行高温回火,析出部分合金碳化物,以减少820℃二次加热淬火时的残余奥氏体量,最终获得较好的金相组织。2)奥地利“斯泰尔”重型汽车厂要求淬透性带宽为7HRC。3)日系中重型卡车的变速器齿轮和后轮轴齿轮,如日野KB222卡车9t和日产CKL20DD卡车8t,广泛采用Cr-Mo钢,如SCM420H和SCM822H钢,相当于国产20CrMnMoH和22CrMoH钢。这种钢有很高的淬透性。在一定范围内,齿轮的弯曲疲劳寿命随着淬透性的增加而增加。文献指出,长春一汽开始生产解放牌9t卡车后轮轴齿轮时,使用的是20CrMnTiH钢。即使采用淬透性为ⅱ组(J9 = 36 ~ 42 HRC)的钢,热处理后的齿轮齿心硬度也只有22 ~ 24hrc,不能满足齿轮技术条件的要求。汽车在使用过程中,后轮轴的主、从动锥齿轮早期损坏。所以不得不选择淬透性更高的Ct-Mo钢,其主要成分参考日本SCM822H齿轮钢。该钢的主要化学成分(质量分数,%)为:0.19 ~ 0.25c,0.55~0.90Mn,0.19~0.25C ~ 0.35Si,0.85 ~ 65。经与钢厂协商,生产了新的国产钢种22CrMoH钢,其淬透性指数为J9 = 36 ~ 42hrc,满足汽车齿轮的要求。但这种钢的工艺性能较差,齿轮锻造毛坯必须经过等温退火处理后才能切割。硬度为156 ~ 207 HB,金相组织为先铁素体+伪珠光体。这种钢淬透性高,普通正火容易产生粒状贝氏体。粒状贝氏体的出现对切削极为不利,不仅大大降低了刀具的使用寿命,而且由于异常组织的出现,总是伴随着金相组织的不均匀,最终导致齿轮热处理畸变的增加。4)近年来,美国汽车制造商试图降低生产成本,提高零部件的可靠性和耐用性,这就要求产品的几何尺寸和机械性能高度一致。为了提高热处理零件产品性能的一致性,需要减小淬火后硬度的离散度,这与钢的淬透性带宽度直接相关。齿轮中心硬度的一致性会减少热处理的畸变,从而提高齿轮的精度,使轮齿表面的残余压应力分布更加均匀。美国卡车传动齿轮和后轮轴主动锥齿轮用的一些钢是SAE8620钢和SAFA820钢。美国SAE8620H、SAE8822H等品牌的钢材在国内也有生产和使用(如宝钢五厂等。),分别用于中型卡车的变速器齿轮和后轮轴锥齿轮。
中国重型汽车齿轮用钢
目前,我国齿轮用钢在使用和技术引进过程中基本满足国产化要求,而重型汽车变速器齿轮用钢和中重型汽车后轮轴齿轮用钢尚待开发生产。根据对我国重型汽车技术现状的分析,超载和路况差是两个严重的问题,短时间内无法克服,使得齿轮经常承受较大的超载冲击载荷。过载冲击载荷介于疲劳和断裂应力之间,对齿轮的使用寿命影响很大,往往导致齿轮早期失效。从这个角度来看,大模数的重载汽车齿轮应选择Cr-Ni或Cr-Ni-Mo系列钢,如德国的17CrNiM06钢,国内的20CrNi3H和20CrNiMoH钢。大功率发动机的出现促进了新型Cr-Ni-Mo系齿轮钢的发展。