齿轮选用钢铁材料时,必须满足两个基本要求:一是加工和热处理要求,其中包括钢的机械加工性能、铸造性能、锻造性能和热处理性能;二是使用性能要求,包括疲劳强度、热处理规范和其他性能指标。齿轮常用钢铁材料的选择、热处理及性能见表1。调质及表面淬火齿轮用钢的选择见表2。 表1 齿轮常用钢铁材料的选择、热处理及性能 传动 方式 | 工作条件 | 小齿轮 | 大齿轮 | 速度 | 载荷 | 材料 | 热处理 | 硬度HBW | 材料 | 热处理 | 硬度HBW | 开 式 传 动 | 低速 | 轻载 无冲击 非重要齿轮 | Q275 | 正火 | 150~190 | HT200 |
| 170~230 | HT250 | 170~240 | 轻载 小冲击 | 45 | 正火 | 170~200 | QT500-5 | 正火 | 170~207 | QT600-3 | 197~269 | 闭 式 传 动 | 低速 | 中载 | 45 | 正火 | 170~200 | 35 | 正火 | 150~180 | ZG310-570 | 调质 | 200~250 | ZG270-500 | 调质 | 190~230 | 重载 | 45 | 整体 淬火 | 38~48HRC | ZG270-500 | 整体 淬火 | 35~40HRC | 中速 | 中载 | 45 | 调质 | 200~250 | 35 | 调质 | 190~230 | 整体 淬火 | 38~48HRC | 整体 淬火 | 35~40HRC | 40Cr 40MnB 40MnVB | 调质 | 230~280 | 45,50 | 调质 | 220~250 | ZG270-500 | 正火 | 180~230 | 35,45 | 调质 | 190~230 | 重载 | 45 | 整体 淬火 | 38~48HRC | 35 | 整体 淬火 | 35~40HRC | 表面 淬火 | 45~52HRC | 45 | 调质 | 220~250 | 高速 | 中载 无猛烈冲击 | 40Cr 40MnB 40MnVB | 整体 淬火 | 35~42HRC | 35,40 | 整体 淬火 | 35~40HRC | 表面 淬火 | 52~56HRC | 45,50 | 表面 淬火 | 45~50HRC | 中载 有冲击 | 20Cr 20CrMnTi 20CrMo | 渗碳 淬火 | 58~63HRC | ZG310-570 | 正火 | 160~210 | 35 | 调质 | 190~230 | 20Cr, 20CrMnTi | 渗碳 淬火 | 56~63HRC | 重载 高精度 小冲击 | 38CrMoAl | 渗氮 | >850HV | 35CrMo | 调质 | 255~302 |
表2 调质及表面淬火齿轮用钢的选择 齿轮种类 | 选择钢号 | 备注 | 汽车、拖拉机及机床中的不 重要齿轮 | 45 | 调质 | 中速、中载车床变速箱、钻 床变速箱次要齿轮,以及高 速、中载磨床砂轮用齿轮 | 调质+高频感应淬火 | 中速、中载较大截面机床齿轮 | 40Cr 42SiMn 35SiMn 45MnB | 调质 | 中速、中载并带一定冲击 的机床变速箱齿轮,以及高 速、重载并要求齿面硬度 高的机床齿轮 | 调质+高频感应淬火 | 起重机械 运输机械 建筑机械 水泥机械 冶金机械 矿山机械 工程机械 石油机械 等设备中 的低速重 载大齿轮 | 一般载荷不大 截面尺寸也不 大,以及要求 不太高的齿轮 | Ⅰ | 35 45 55 | 1)少数直径大、载 荷小、转速不高的末 级传动大齿轮可采用 SiMn钢正火处理 2)根据齿轮截面尺寸 大小及重要程度,分 别选用各类钢材(从 Ⅰ到Ⅴ,淬透性逐渐 提高) 3)根据设计,要求表 面硬度大于40HRC者 应采用调质+表面淬火 | Ⅱ | 40Mn 50Mn 40Cr 35SiMn 42SiMn | 截面尺寸较 大,承受较 大载荷,以 及要求比较 高的齿轮 | Ⅲ | 35CrMo 42CrMo 40CrMnMo 35CrMnSi 40CrNi 40CrNiMo 45CrNiMoV | 截面尺寸很 大,承受载荷 大并要求有 足够韧性的 重要齿轮 | Ⅳ | 35CrNi2Mo 40CrNi2Mo | Ⅴ | 30CrNi3 34CrNi3Mo 37SiMn2MoV |
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