齒輪減速器是減速電機和大型減速機的結(jié)合。無須聯(lián)軸器和適配器,結(jié)構(gòu)緊湊。負(fù)載分布在行星齒輪上,因而其承載力比較高。行星齒輪傳動裝置的重量,一般情況下正比于齒輪的重量,而齒輪的重量與其材料和熱處理硬度有很大關(guān)系。例如在相同功率下,滲碳淬火齒輪的重量將是調(diào)質(zhì)齒輪重量的1/3左右。所以針對行星齒輪減速機的結(jié)構(gòu)特點和齒輪的載荷性質(zhì),應(yīng)該廣泛采用硬齒面齒輪。獲得硬齒面齒輪的熱處理方法很多,如表面淬火整體淬火、滲碳淬火、滲氮等,應(yīng)根據(jù)行星齒輪減速機的特點考慮選定。
1、表面淬火
常見的表面淬火方法有高頻淬火(對小尺寸齒輪)和火焰淬火(對大尺寸齒輪)兩種。表面淬火的淬硬層包括齒根底部時,其效果最好。表面淬火常用材料為碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約0.35%~0.5%的鋼材齒面硬度可達(dá)45~55HRC。
2、滲碳淬火
滲碳淬火齒輪具有相對最大的承載能力,但必須采用精加工工序(磨齒)來消除熱處理變形,以保證精度。
滲碳淬火齒輪常用滲碳前碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%~0.3%的合金鋼,其齒面硬度常在58%~62%HRC的范圍內(nèi)。若低于57HRC時,齒面強度顯著下降,高于62HRC時則脆性增加。輪齒心部硬度一般以310~330HBW為宜。
滲碳淬火齒輪的硬度,從輪齒表面至深層應(yīng)逐漸降低,而有效滲碳深度規(guī)定為表面至深層應(yīng)逐漸降低,而有效滲碳深度規(guī)定為表面至硬度52.5HRC處的深度。
滲碳淬火在輪齒彎曲疲勞強度方面的作用除使心部硬度有所提高外,還在于有表面的殘余壓應(yīng)力,它可使輪齒最大拉應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力減小。因此磨齒時不能磨齒根部分,滾齒時要用留磨量滾刀。
3、滲氮
采用滲氮可保證輪齒在變形最小的條件下達(dá)到很高的齒面硬度和耐磨性,熱處理后可不再進(jìn)行最后的精加工,提高了承載能力。這對于不易磨齒的內(nèi)齒輪來說,具有特殊意義。
4、想嚙合齒輪的硬度組合
當(dāng)大、小齒輪均為軟齒面時,小齒輪的齒面硬度應(yīng)高于大齒輪。而當(dāng)兩輪均為硬齒面且硬度較高時,則取兩輪硬度相同。
選擇好的行星齒輪減速機材料,有利于提高齒輪減速機的承載力及使用壽命。對于行星齒輪,用20CrMnTi滲碳淬火比用42CrMo氮化好,一般內(nèi)齒輪用42CrMo氮化。