行星齿轮传动中齿轮件的合理选材及热处理

文章编号10032079420010920046202行星齿轮传动中齿轮件的合理选材及热处理郑振凡,郭建平福建省煤矿机械厂,福建龙岩364000摘要介绍了调度绞车的太阳轮、行星轮、内齿轮的合理选材,论述了不同齿轮材料的热处理工艺特点及对齿轮副间硬度配合的要求。关键词行星齿轮传动齿轮选材热处理工艺分析中图号TG162173文献标识码A1齿轮的选材行星齿轮传动中的太阳轮同时与几个行星齿轮啮合,载荷循环次数最多。因此,在一般情况下应选用承载能力较高的合金钢,采用表面淬火、渗碳淬火和渗氮等热处理方法,以增加表面硬度。在NGW型行星齿轮传动机构中,行星轮同时与太阳轮和内齿轮啮合,齿轮承受双向弯曲载荷,所以选用与太阳轮相同的材料和热处理方法。内齿轮强度一般裕量较大,可采用稍差一些的材料。齿面硬度可低一些,通常只调质处理,也可表面淬火和渗氮。根据以上的分析,太阳轮、行星轮通常选用合金钢20CRMNTI和20CR内齿轮通常采用45钢或合金钢40CR,对于尺寸较大的内齿轮也可采用ZG35或ZG45。2不同材料的齿轮热处理工艺分析21120CRMNTI和20CR的渗碳淬火120CR钢淬透性低,经渗碳、淬火与低温回火后,心部强度较低,强度与韧性配合较差。这种钢只可制作受力不太大,不需要高强度的耐磨零件,若性能要求较高时,这种钢在渗碳后经常采用2次淬火法。220CRMNTI钢合金元素总量较高,其淬透性和机械性能较高,它可作为受中等动载荷的耐磨零件。齿轮毛坯在机加工之前需正火,其目的是为了改善毛坯中不正常的组织以利切削加工,保证齿形合格。正火常采用温度为9201000,并在950970空冷。硬度为HB170210,切削加工性良好。如果设备与条件允许,尽可能选用高于渗碳温度3050正火。另外,也可以利用锻造余火为锻坯预热处理,省去重新加热正火工序。在某些情况下,控制锻造温度和锻后冷却速度,可使钢具有足够的强度和韧性,省去调质工序,20CRMNTI锻后在730660之间以20/H的冷却速度冷却可取得良好效果。为了保证渗碳后零件的性能,渗碳层的含碳量最好在01851105,但生产实践表明,当含碳量110时,易产生不正常的二次碳化物。对20CRMNTI塑性的综合机械性能。如上述的顶梁、圆环链等。从这些产品的加工工艺来看,主要是冲压、焊接、锻造,只有低碳钢和低碳合金钢才具有这样的加工工艺性能。从热处理工艺看,由于产品数量较大,故要求淬火工艺简单可靠。只有低碳马氏体理论应用到生产中才能完全得以解决。才能正确确定这类产品的热处理工艺,才能使产品的综合机械性能大大提高,以保证煤矿生产的安全和产量。参考文献1郑文英1金属工艺学M1北京高等教育出版社,199712孙建新,王卫东1低碳马氏体钢强化及其应用的探讨J1鞍钢技术,1998,51作者简介王雷,1971年生,讲师,1994年毕业于大庆石油学院,现在黑龙江科技学院从事教学工作。收稿日期2001206218APPLICATIONOFTHETHEORYOFLOWCHARMARTENSITEINTHEPRODUCTOFCOALMINEMACHINERYPARTSWANGLEI1,MAXIAOHONG1,YUXINWEI1,BAOFUCHANG211HEILONGJIANGINSTITUTEOFSCIENCEANDTECHNOLOGY,JIXI158105,CHINA2JIXIINSTITUTEOFEXAMININGBOILER,JIXI158100,CHINAABSTRACTTHEARTICLEANALYSESANDSTUDIESTHESHAPEANDCHARACTEROFTHETISSUEOFLOWCHARMARTENSITEITSUBSTANTIATESTHEEFFECTOFTHETHEORYOFLOWCHARMARTENSITEINTHEPRODUCTOFCOALMINEMACHINERYPARTSKEYWORDSLOWCHARMARTENSITETECHNOLOGYOFHEATTREATMENTMACHINERYPARTS64煤矿机械2001年第9期19952006TSINGHUATONGFANGOPTICALDISCCO,LTDALLRIGHTSRESERVED齿轮渗层接触疲劳、弯曲疲劳和多次小能量冲击的综合评定表明渗碳表面最佳含碳量为01850192。渗碳层深度可按载荷情况参考表1选取。表1渗碳深度TAB1CARBURIZINGDEPTH载荷低较大重超重渗碳层深度H/MM11520CRMNTI钢的渗碳温度为920左右,为了减少畸变,对要求较浅渗碳层的齿轮,有时也采用较低渗碳温度。渗碳时间可按表2来确定。表2渗碳时间的确定TAB2DEFINITIONOFCARBURIZINGTIME渗碳层厚度B/MM014016016018018112110114112116渗碳时间T/H34567渗碳后,自渗碳温度预冷到870880直接油淬,经200低温回火23H后,其表面层具有很高的硬度HRC5860和耐磨性,其心部硬度为HRC3045,具有高强度和足够的冲击韧性的良好配合。21240CR的调质处理和高频加热表面淬火1调质处理40CR是合金调质钢中最常用的一种,一般以退火或正火作为预先热处理,其主要目的是为了改善毛坯组织,细化晶粒,有利于切削加工,并为随后的调质热处理作好组织准备。调质处理包括以下2步淬火和回火。淬火加热温度为84010,油冷获得马氏体组织。回火加热温度为52525,水冷,防止第2类的回火脆性。经调质处理金相组织应为回火索氏体,不允许有块状铁索体出现。否则,就会使强度和韧性下降,其硬度大约为HB260290。2齿面高频淬火为了提高齿轮轮齿表面层的硬度和耐磨性及轮齿的弯曲疲劳强度,只须把轮齿表面层淬硬为马氏体,其心部保存未淬火组织,即原来塑性和韧性较好的退火、正火或调质状态的组织。因此,需要对齿面进行高频加热淬火。高频加热及回火温度为表面硬度为HRC4651时,高频860880,乳冷回火240280。表面硬度为HRC5055时,高频860880,乳冷回火160200。3齿轮副间的硬度配合对金属制的直齿轮,配对的两齿轮齿面硬度差HB1HB2应保持为3050或更大。当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差,且速度较高时,在运转过程中较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应,从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。因此,当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时,大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20,但注意硬度高的齿面光洁度也要相应提高。因此在NGW型行星齿轮传动中,太阳轮和行星轮都采用20CRMNTI,其齿面渗碳淬火。小轮为HRC6062,大轮为HRC5658,心部硬度HRC35,内轮采用40CR,调质处理HB260290。参考文献1金属材料与热处理M1上海上海科学技术出版社,198512金属工艺学M1北京高等教育出版社,198613煤矿机械传动设计M1北京煤炭工业出版社,198914机械设计手册M1北京化学工业出版社,198715热处理手册M1北京机械工业出版社,19921作者简介郑振凡,1965年生,1989年毕业于原淮南矿业学院机械制造工艺与设备专业,现任福建省煤矿机械厂主任工程师。收稿日期2001202215RATIONALSELECTINGMATERIALSANDANALYSISONHEATTREAMENTPROCESSOFGEARSZHENGZHENFAN,GUOJIANPINGFUJIANCOALMINEMACHINERYFACTORY,LONGYAN364000,CHINAABSTRACTTHISARTICLEINTRODUCESSOMEBASICPRINCIPLEOFRATIONALSELECTINGMATERIALSABOUTSUN,PLANETARYGEARANDANNULUSINPLANETARYGEARTRANSMISSIONOFDISPATCHINGWINCHANDFORMULATESTHEPROPERTIESOFDIFFERENTHEATTREATMENTPROCESSOFALLKINDSOFGEARMATERIALSANDTHEDESIREFORHARDNESSOFGEARSKEYWORDSPLANETARYGEARTRANSMISSIONGEARSELECTINGMATERIALSHEATTREATMENTANALYSISOFPROCESS煤炭分级控制装备诞生煤炭科学研究总院唐山分院和兖州矿业集团公司兴隆庄煤矿联合研制的Y7型煤炭分级控制系统,有效地保证了分级的精确与可靠,已经由专家通过了技术鉴定。此项研究成果的原理是输送带上的测灰仪连续不断地把检测出的灰分信号和人工给定的标准灰分信号,在函数运算器中进行运算比较并显示,再由执行机构根据控制信号确定闸板旋转与否。例如,当测量灰分高于给定灰分时,闸板转向3煤仓一侧,准备入洗反之,则转向2煤仓一侧,