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汽車、拖拉機(jī)齒輪零件選材及工藝分析

2016年08月16日09:02 青島豐東熱處理

汽車、拖拉機(jī)齒輪主要分裝在變速器和差速器中。在變速器中,通過齒輪改變發(fā)動(dòng)機(jī)、曲軸和主軸齒輪的速比;在差速器中,通過齒輪來增大扭轉(zhuǎn)力矩并調(diào)節(jié)左右兩車輪的轉(zhuǎn)速,通過齒輪將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳到主動(dòng)輪,驅(qū)動(dòng)汽車、拖拉機(jī)運(yùn)行。汽車、拖拉機(jī)齒輪的工作載荷比機(jī)床齒輪要大得多,因此對(duì)其耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度和沖擊韌度等方面的要求均比機(jī)床齒輪高。實(shí)踐證明,汽車、拖拉機(jī)齒輪選用滲碳鋼制造并經(jīng)滲碳處理后使用是較為合適的。

以JN-150型載貨汽車(載重量為8000kg)變速器中第二軸的二、三檔齒輪為例進(jìn)行分析。

(1)選擇用鋼。汽車、拖拉機(jī)齒輪的生產(chǎn)特點(diǎn)是批量大、產(chǎn)量高,因此在選擇用鋼時(shí),在滿足機(jī)械性能的前提下,對(duì)工藝性能必須給予足夠的重視。

20CrMnTi鋼具有較高的機(jī)械性能。該鋼經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火后,表面硬度為58~ 62HRC,心部硬度為30~45HRC。20CrMdri鋼的工藝性能良好。鍛造后一般以正火來改善其可加工性。

20CrMnTi鋼的熱處理工藝性較好,有較高的淬透性。由于合金元素鈦的影響,其對(duì)過熱不敏感,故在滲碳后可直接降溫淬火。此外還有滲碳速度較快.過渡層較均勻、滲碳淬火后變形小等優(yōu)點(diǎn),這對(duì)制造形狀復(fù)雜、要求變形小的齒輪零件來說是十分有利的。

20CrMnTi鋼可制造截面厚度在30mm以下,承受高速中等載荷以及沖擊、摩擦的重要零件,如齒輪、齒輪軸等各種滲碳零件。當(dāng)含碳量在上限時(shí),可用于制造橫截面厚度在40mm以下,模數(shù)大于10mm的齒輪等。

根據(jù)JN-150型載貨汽車變速器中第二軸的二、三檔齒輪的規(guī)格和工作條件,選用20CrMnTi鋼制造是比較合適的。

(2)二軸齒輪的工藝路線。下料→鍛造→正火→機(jī)械加工→滲碳、淬火及低溫回火→噴丸→磨內(nèi)孔及換檔槽→裝配。

(3)熱處理工序的作用。滲碳后表面含碳量提高,保證淬火后得到高的硬度,提高耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度。噴丸處理可提高齒輪表層的壓應(yīng)力使表層材料強(qiáng)化,還可提高材料的抗疲勞性能。

除高頻感應(yīng)淬火齒輪與滲碳齒輪外,還有碳氮共滲齒輪。根據(jù)受力情況和性能要求不同,齒輪可采用中碳合金鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)并經(jīng)滲氮處理后使用,還可采用鑄鐵、鑄鋼制造齒輪。

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