文档介绍：第七章第七章机械零件的失效与选材机械零件的失效与选材第一节第一节选材的基本原则选材的基本原则选用材料应考虑的一般原则是: ?使用性原则是保证零件完成规定功能的必要条件。?工艺性原则材料的工艺性能表示材料加工的难易程度。?经济性原则是选材的重要原则之一,一般包括材料的价格、零件的成本与国家的资源等。第二节第二节典型零件的选材及工艺路线设计典型零件的选材及工艺路线设计一、齿轮类零件的选材一、齿轮类零件的选材? 1. 齿轮的工作条件、失效形式及性能要求齿轮是***中应用最广的零件之一,主要用于传递扭矩和调节速度。(1)工作时的受力情况 1)由于传递扭矩,齿根承受较大的交变弯曲应力。 2)齿面相互滑动和滚动,承受较大的接触力,并发生强烈的摩擦。 3)由于换档、启动或啮合不良,齿部承受一定的冲击。(2)主要失效形式 1)疲劳断裂。主要发生在齿根。它是齿轮最严重的失效形式。 2)齿面磨损。 3)齿面接触疲劳破坏。4)过载断裂。疲劳断裂、齿面磨损、齿面接触疲劳破坏、过载断裂(3)齿轮用材性能要求 1)高的弯曲疲劳强度 2)高的接触疲劳强度和耐磨性 3)齿轮心部要有足够的强度和韧性? 2. 齿轮零件的选材? 3. 典型齿轮选材举例(1)机床齿轮(2)汽车齿轮(1)钢制齿轮??轻载,低、中速,冲击力小,精度要求较低的一般轻载,低、中速,冲击力小,精度要求较低的一般齿轮,选用中碳钢(如齿轮,选用中碳钢(如 Q375\40\45\50\50Mn Q375\40\45\50\50Mn 等)制等)制造,常用正火或调质等处理制成软齿轮齿轮,正火造,常用正火或调质等处理制成软齿轮齿轮,正火硬度为硬度为 160-200HBW 160-200HBW ,调质硬度一般为,调质硬度一般为 200- 200- 280HBW 280HBW 。这类齿轮硬度适中,齿轮加工可在热处。这类齿轮硬度适中,齿轮加工可在热处理后进行。主要用于标准系统减速箱齿轮,以及冶理后进行。主要用于标准系统减速箱齿轮,以及冶金机械、重型机械和机床中的一些次要齿轮。金机械、重型机械和机床中的一些次要齿轮。(1)钢制齿轮??中载、中速、受一定冲击载荷、运动较为平稳的齿中载、中速、受一定冲击载荷、运动较为平稳的齿轮,选用中碳钢或合金调质钢(如轮,选用中碳钢或合金调质钢(如 45 45 、、 50Mn 50Mn 、、 40Cr 40Cr 、、 42SiMn 42SiMn 等)制造,其最终热处理采用高频或等)制造,其最终热处理采用高频或中频淬火及低温回火,制成硬面齿轮,齿轮部保持中频淬火及低温回火,制成硬面齿轮,齿轮部保持原正火或调质状态,具有较好的韧性。大多数机床原正火或调质状态,具有较好的韧性。大多数机床齿轮属于这种类型。齿轮属于这种类型。(1)钢制齿轮??重载,中、高速,且受较大冲击载荷的齿轮,选用重载,中、高速,且受较大冲击载荷的齿轮,选用低碳合金渗碳钢或碳氮共渗钢(如低碳合金渗碳钢或碳氮共渗钢(如 20Cr 20Cr 、、 20MnB 20MnB 、、 20CrMnTi 20CrMnTi 、、 30CrMnTi 30CrMnTi 等)制造。其热处理是渗碳、等)制造。其热处理是渗碳、淬火低温回火,因淬透性高,齿轮心部有较高的强淬火低温回火,因淬透性高,齿轮心部有较高的强韧性。这种齿轮的表面耐磨性、抗接触疲劳强度、韧性。这种齿轮的表面耐磨性、抗接触疲劳强度、抗弯强度及心部的抗冲击能力都高于表面淬火齿轮, 抗弯强度及心部的抗冲击能力都高于表面淬火齿轮, 但热处理变形较大,在精度要求较高时应安排磨削但热处理变形较大,在精度要求较高时应安排磨削加工,主要用于汽车、拖拉机变速和后桥中的齿轮加工,主要用于汽车、拖拉机变速和后桥中的齿轮(1)钢制齿轮??精密传动齿轮或磨齿轮有困难的硬度齿面齿轮,要精密传动齿轮或磨齿轮有困难的硬度齿面齿轮,要求精度高、热变形小,宜采用氮化钢( 求精度高、热变形小,宜采用氮化钢( 35CrMo 35CrMo 、、 38CrMoAl 38CrMoAl 等)制造。热处理采用调质及氮化。其缺等)制造。热处理采用调质及氮化。其缺点是硬化层薄,不耐冲击,不适用于重载齿轮,多点是硬化层薄,不耐冲击,不适用于重载齿轮,多用于载荷平稳的精密传动齿轮或磨齿困难的内齿轮。用于载荷平稳的精密传动齿轮或磨齿困难的内齿轮。(1)铸钢齿轮??某些尺寸较大(直径大于某些尺寸较大(直径大于 400mm 400mm )、形状复杂并受一定冲击)、形状复杂并受一定冲击的齿轮,其毛坯用锻造难以加工时需要采用铸钢。的齿轮,其毛坯用锻造难以加工时需要采用铸钢。(2)其它齿轮??灰铸铁可用于制造开式传动齿轮,常用的牌号有灰铸铁可用于制造开式传动齿轮,常用的牌号有 HT200 HT200 、、 HT250 HT250 、、