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標題: 關于齒輪齒面熱處理硬度與應力問題 [打印本頁]
作者: chen0394    時間: 2014-10-9 23:15
標題: 關于齒輪齒面熱處理硬度與應力問題
在設計齒輪時，一般要求材料調質，然后齒面高頻處理，硬度HRCxx-xx
& D  [, o' @) w- }硬度與強度對照表上，碳鋼的最大抗拉強度是1744Mpa（一般碳鋼才幾百Mpa，不應該有這么大啊？）對應的是HRC50,也就是說碳鋼做的齒輪，齒面的熱處理硬度最大是HRC50，然而一般圖紙技術要求一般都會超過HRC50，為什么？
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作者: hoot6335    時間: 2014-10-9 23:27
本帖最后由 hoot6335 于 2014-10-9 23:52 編輯
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& `1 y  q: ]! N: k1 R表面硬度的大小是根據硬度計打出來的結果。至于硬度跟抗拉強度的關系沒研究過，不太好說。
% J3 C2 N  N* L- q. l  C/ {0 ~個人愚見：淬火是表面硬度的特性，而抗拉強度是材料整體（特別是內部材料）的力學特性。兩者對象不同，不能簡單對照。  X) ?2 \3 A' j6 L7 P4 d7 Z
     為了回帖，特找了點資料：  - n9 f: |1 E  w% Q1 `1 a1 N
     一般來講，當鋼的硬度在500HB以下時，其抗拉強度與硬度成正比。當也不是絕對的，要看場合。
; o- m% B7 K3 \2 B1 x7 K8 Y熱處理：回火溫度低時，抗拉強度與HRC時的相關關系便可能被破壞，鋼的回火溫度，硬度和抗拉強度的關系如下圖表示：: L9 u- o( y0 i" j0 K& ?
[attach]332692[/attach]" H/ r! K7 l5 e
由此圖可見硬度隨回火溫度的升高而下降，但在淬火狀態以及300℃以下低溫回火時，硬度與抗拉強度的關系難以成立。當回火溫度在300℃左右時，抗拉強度與HRC具有相關關系，即硬度高，抗拉強度就高；硬度低，抗拉強度就低。在低溫回火狀態欲求出抗拉強度值是很困難的，因為此時抗拉強度值分布很離散。
7 k) b/ c8 R) V# @5 ?  c) L   由于低溫回火件的抗拉強度不穩定而不能確定，故在日本工業標準（JIS）中也是通試驗來測定400℃以上溫度回火件的拉伸特性（也有300℃回火工件）。換言之是只對調質件（淬火+400℃回火）進行拉伸試驗。在工業上只是在要求抗旋轉彎曲疲勞和抗磨損時才使用低溫回火件。高頻淬火和滲碳淬火即為此適用例。受拉應力的零件不采用低溫回火。不過在低碳鋼中，但淬火后能發生自回火(故Ms點高)時，亦有在淬火狀態下使用者。低碳鋼的板條馬氏體組織結構自回火，正可在工業上應用，但此時必須考慮淬透性和質量效應（必要時應添加B、Cr、Mn等金屬元素）。
作者: 走路empty    時間: 2014-10-10 10:20
應該是合金鋼 并且表面滲了些東西才能達到那樣的強度
作者: chen0394    時間: 2014-10-10 10:49
hoot6335 發表于 2014-10-9 23:27
9 i1 |( f4 |4 o# d, a表面硬度的大小是根據硬度計打出來的結果。至于硬度跟抗拉強度的關系沒研究過，不太好說。& ~4 \( |9 {( T7 M& J7 K
個人愚見：淬火 ...

3 s/ L- R4 i  o謝謝hoot6335的回復，4 A. i( A" J$ B& E$ u+ E
我的意思是：齒輪齒面的硬度設計值（如HRC58-62）是怎么來的？依據是什么？它與齒面的接觸強度的關系是怎樣的？/ t7 N, E0 {5 D/ k, T+ n. `
作者: hoot6335    時間: 2014-10-10 11:09
chen0394 發表于 2014-10-10 10:49
: y6 k' o* f! J2 g5 [2 l8 o$ Y8 A謝謝hoot6335的回復，
' D% I$ p: D6 n9 D4 T" y我的意思是：齒輪齒面的硬度設計值（如HRC58-62）是怎么來的？依據是什么？它與齒 ...
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這個俺確實沒有研究過，說的不對請海涵。也希望能一起探討，讓自己漲個知識。
* a% ~: T8 `7 g" i' k) ^& [' \“齒輪齒面的硬度設計值（如HRC58-62）是怎么來的？”：根據這硬度值，俺認為這是硬齒面接觸。提高到這種硬度主要原因是防止齒面磨損，提高齒輪壽命。而硬度的范圍，除了手冊上推薦的外，還有的是根據實際經驗對比來確定的。比如：這次用HRC40~45，下次用HRC50~55……最終哪組齒面磨損小就采用哪個。當然，現在很多企業是采用橫向對比或歷史習慣來確定硬度范圍。如：競爭對手用了HRC50~55，俺也這么用，或者比對手高點就用HRC58~60。又比如，俺用了HRC40~45，齒輪運行的也不錯，沒出問題，那就一直這么用下去。
0 [/ I1 P6 i% @% h- I, _歸結到一點，齒輪的硬度是根據實際使用情況以及成淬火本來綜合考慮的。6 {" G* P+ Q! h$ w, z7 E, B
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“它與齒面的接觸強度的關系是怎樣的？”齒面的硬度提高，有助于提高齒輪面抗點蝕、抗磨損的能力。即當材料一定的情況下，提高硬度值，可以增強齒輪的壽命。
作者: chen0394    時間: 2014-10-10 11:48
hoot6335 發表于 2014-10-10 11:09
+ |+ o  v: `( K6 q這個俺確實沒有研究過，說的不對請海涵。也希望能一起探討，讓自己漲個知識。5 C7 i# Q1 B/ {% P8 Y
“齒輪齒面的硬度設計值（ ...
9 `* l- a2 R' z5 y" O
你說的也很有道理，不過抗點蝕、抗磨損的只是定性的分析，而齒的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度是可以算并校核的。% [$ j1 z$ ?+ U" ?+ R$ m, t( t
硬度是跟接觸疲勞強度有關的，二者都是可量化的，應該有一些對應關系才是，俺學識淺，一直沒找到這方面的資料。. j# G' K$ C  k
不知我說的對不對。
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作者: Dandylian    時間: 2014-10-10 12:47
chen0394 發表于 2014-10-10 11:48 ; V# Z8 P3 y2 N* B0 f+ ?: h
你說的也很有道理，不過抗點蝕、抗磨損的只是定性的分析，而齒的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度是可以算并校 ...
: s/ P; J( `9 S  t( e$ b+ J
樓主可查詢QCN29018-91標準及編寫說明,有這方面詳細的介紹!) r" n! z* ~6 L* i
作者: hoot6335    時間: 2014-10-10 12:52
chen0394 發表于 2014-10-10 11:48
) j) _% u0 T$ t4 F& O6 E你說的也很有道理，不過抗點蝕、抗磨損的只是定性的分析，而齒的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度是可以算并校 ...

+ v) {8 h4 Z, {; F( q/ [( q俺的理解：影響“彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度”的主要因素是——制作齒輪的材料。如：45鋼和QT500制作同樣的齒輪，其“彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度”是不一樣的。
" T; ?# D. ~) y0 _9 e+ p而齒面硬度，主要影響齒輪表面的的抗磨損程度。對“彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度”的影響極小。
9 j& U' _' O- L6 N# c因為，當齒輪的受力足夠大，以致一嚙合就能把齒搞斷，這時候無論齒輪表面的硬度到多少，都一樣斷齒。這時候，就不能單純的說“齒面硬度”與“彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度”有對照關系了。
作者: chen0394    時間: 2014-10-10 16:34
本帖最后由 chen0394 于 2014-10-10 16:35 編輯
( N( R9 h5 h/ M! ~
hoot6335 發表于 2014-10-10 12:52
5 {4 h+ M+ I) w/ Y8 ?俺的理解：影響“彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度”的主要因素是——制作齒輪的材料。如：45鋼和QT500制作同樣 ...

2 ?! D" a1 y  C" @2 d彎曲疲勞強度是按輸入扭矩計算的，按正常情況是不會拆斷齒的，你說的“受力足夠大”是非正常的破壞，齒面硬度只是齒面的表面層，里面還是有韌性的。
5 M; }' f/ |: w/ L計算許用的接觸疲勞應力[σh]時，要用到齒輪的接觸疲勞強度極限圖，里面會有熱處理硬度與疲勞極限的對應關系。3 Y+ ^/ y$ \" Q" U# s
我在網上找到了這樣的資料，如圖的疲勞強度與硬度關系式計算，但為什么是這樣算的，什么情況用2HB,0.93HB,17HRC,這些系數是怎么來的？還不太明白？
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作者: yccando06    時間: 2014-10-11 20:11
chen0394 發表于 2014-10-10 10:49
# _. w1 C6 r2 E( }8 T謝謝hoot6335的回復，
+ m( ]% s6 Y; ?2 ?# l我的意思是：齒輪齒面的硬度設計值（如HRC58-62）是怎么來的？依據是什么？它與齒 ...

8 b$ k7 G9 a- J9 g4 z4 m; THRC的測量極限了吧，再高的話要用HV了% R! t2 K; \* r6 Y$ O
再說硬度達到HRC55-60，已經很高了# u; }+ k" d2 W" [: m
作者: 源波403    時間: 2014-10-11 20:30
制作齒輪的材料一般有：45#    40Cr      42CrMo       38CrMoAl        20Cr  等
作者: 三腳貓    時間: 2014-10-12 12:55
光測零件的硬度是不夠的
6 L0 y$ S7 ^* p2 C0 S如硬度一樣,加工工藝不一樣,壽命就不一樣4 L9 X* B" a% s  }! u) ?  J2 z
鍛打材料就是比棒料壽命高
6 ^! s# [0 R0 d# G- a, |不信,可以試做比較下
作者: jpp181    時間: 2014-10-14 11:40
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