齿轮材质选择主要看齿轮的应用场合及受力情况,一般工业用钢材料居多,轻工业使用塑料等非金属材质。钢材质表面会进行热处理,渗碳,渗氮等处理,下面进行分类分析:
一、锻钢
钢的强度高,耐冲击,用热处理方法能显著改善机械性能,所有它是制造齿轮的主要材料。由于锻造毛坯的纤维方向有利于提高轮齿的弯曲强度,所以大部分齿轮如采用锻造毛坯,只有受力小和不重要的齿轮才直接采用轧制钢材。按照齿坯处理方法和切齿工艺,制造齿轮的钢材及热处理方法分为两大类:
第一类:齿面硬度HB≤350,用中碳钢45号钢、50号钢或中碳合金钢40Gr、40MnB、35SiMn等近行调质或正火处理,终切齿可在热处理后进行。调质后,硬度不高(HB=220~250),材料的综合性能(机械强度和冲右韧性等)比较好,适用于低速、中速和中等平稳载荷下工作。工控设备机械中的减速机齿轮多用此类。45号钢价格低,供应充足,应用最普遍。
正火后,综合性能有所改善,但不如调质,多用于直径很大不便调质和不重要的齿轮。选用第—类材料时,小齿轮硬度要比大齿轮硬度高出20~40HB,以使两个齿轮寿命接近相等。
第二类:齿面硬度HB≥350,用中碳钢和中碳合金钢进行表面淬火(齿面硬度HRG=50一55),或者用低碳钢和低碳合金钢进行表面掺碳淬火处理(齿面硬度HRG=58—63)。处理后齿面硬度高;齿芯韧性好。所以承载能力强,耐冲击,但加工困难,成本较高,减速机中应用较少。
二、铸钢
当齿轮直径较大(D>400—600毫米)时,齿坯不易锻造,因而常采用铸钢齿坯并进行正火处理。常用的牌号有ZG45及ZH50等。
三、铸铁
铸铁价格低廉,能铸造出复杂的结构形状,但灰铸铁的抗弯强度及耐冲击能力较差,故只用于低速轻载的开式齿轮传动中,常用的牌号有HT15-33、HT20—40、HTr30—54等,球墨铸铁的机械性能比灰铸铁高,可部分代替优质碳素钢,常用的牌号有QT60-2等。
四、非金届材料
高速轻载的齿轮传功,常用非金属齿轮与另一金届齿轮配合工作,以减少齿轮传动的噪音。常用的非金属材料有酚醛层压板(夹布胶木)、尼龙等。这种齿轮的承载能力低、寿命短,其许用载荷只有钢齿轮的25—30%。
以上希望可以帮到你。
齿轮材料的选择是基于使用要求而定的!
比如简单的传动,使用尼龙就可以了;但是在传递大载荷,传动精度要求高等领悟就要推荐使用碳钢,合金钢等,例如:45,40Cr等!比在齿轮的设计过程中还涉及齿轮精度等级的选取,齿轮几何参数的计算(直齿还是斜齿,是否变位等等),强度校核(齿根弯曲强度,齿面接触强度),加工工艺,热处理等等!
综上来看,设计好一对传动齿轮是不容易的,要熟悉其中过程,按部操作!