關(guān)于齒輪齒面熱處理硬度與應(yīng)力問題

chen0394

在設(shè)計齒輪時,，一般要求材料調(diào)質(zhì),，然后齒面高頻處理,，硬度HRCxx-xx
- _/ b  y- R' p' @/ o% y硬度與強(qiáng)度對照表上,，碳鋼的最大抗拉強(qiáng)度是1744Mpa（一般碳鋼才幾百Mpa,，不應(yīng)該有這么大�,�,？）對應(yīng)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(shù)要求一般都會超過HRC50,，為什么？
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hoot6335

6 Y1 C, c: S5 z& w. r- D, c表面硬度的大小是根據(jù)硬度計打出來的結(jié)果。至于硬度跟抗拉強(qiáng)度的關(guān)系沒研究過,，不太好說,。
個人愚見：淬火是表面硬度的特性，而抗拉強(qiáng)度是材料整體（特別是內(nèi)部材料）的力學(xué)特性,。兩者對象不同,，不能簡單對照。
     為了回帖,，特找了點資料：  
1 U. s2 g6 w* V9 h4 I     一般來講,，當(dāng)鋼的硬度在500HB以下時，其抗拉強(qiáng)度與硬度成正比,。當(dāng)也不是絕對的,，要看場合。
  f% K: R$ S6 F熱處理：回火溫度低時,，抗拉強(qiáng)度與HRC時的相關(guān)關(guān)系便可能被破壞,，鋼的回火溫度，硬度和抗拉強(qiáng)度的關(guān)系如下圖表示：

4 z4 w- |% {9 }$ k/ [由此圖可見硬度隨回火溫度的升高而下降,，但在淬火狀態(tài)以及300℃以下低溫回火時,，硬度與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系難以成立。當(dāng)回火溫度在300℃左右時,，抗拉強(qiáng)度與HRC具有相關(guān)關(guān)系,，即硬度高,，抗拉強(qiáng)度就高,；硬度低，抗拉強(qiáng)度就低,。在低溫回火狀態(tài)欲求出抗拉強(qiáng)度值是很困難的,，因為此時抗拉強(qiáng)度值分布很離散。
* o7 h( K9 F, h1 M3 D- D1 K   由于低溫回火件的抗拉強(qiáng)度不穩(wěn)定而不能確定,，故在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（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(diào)質(zhì)件（淬火+400℃回火）進(jìn)行拉伸試驗。在工業(yè)上只是在要求抗旋轉(zhuǎn)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(yīng)力的零件不采用低溫回火。不過在低碳鋼中,，但淬火后能發(fā)生自回火(故Ms點高)時,，亦有在淬火狀態(tài)下使用者。低碳鋼的板條馬氏體組織結(jié)構(gòu)自回火,，正可在工業(yè)上應(yīng)用,，但此時必須考慮淬透性和質(zhì)量效應(yīng)（必要時應(yīng)添加B,、Cr、Mn等金屬元素）,。

走路empty

應(yīng)該是合金鋼 并且表面滲了些東西才能達(dá)到那樣的強(qiáng)度

chen0394

hoot6335 發(fā)表于 2014-10-9 23:27
表面硬度的大小是根據(jù)硬度計打出來的結(jié)果,。至于硬度跟抗拉強(qiáng)度的關(guān)系沒研究過，不太好說,。
個人愚見：淬火 ...

' P- t8 i6 S$ q7 W; Q7 G謝謝hoot6335的回復(fù),，
1 D# D' M7 {, C& S1 ?我的意思是：齒輪齒面的硬度設(shè)計值（如HRC58-62）是怎么來的？依據(jù)是什么,？它與齒面的接觸強(qiáng)度的關(guān)系是怎樣的,？
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hoot6335

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 10:49
: a, l! A7 F7 w謝謝hoot6335的回復(fù)，
我的意思是：齒輪齒面的硬度設(shè)計值（如HRC58-62）是怎么來的,？依據(jù)是什么,？它與齒 ...

- g, v* m6 [3 j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。
! j* Z# N+ H! ^, f* F% r$ H. P3 T" F“齒輪齒面的硬度設(shè)計值（如HRC58-62）是怎么來的,？”：根據(jù)這硬度值,，俺認(rèn)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(jù)實際經(jīng)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(dāng)然,，現(xiàn)在很多企業(yè)是采用橫向?qū)Ρ然驓v史習(xí)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(yùn)行的也不錯，沒出問題，那就一直這么用下去,。
歸結(jié)到一點,，齒輪的硬度是根據(jù)實際使用情況以及成淬火本來綜合考慮的。
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“它與齒面的接觸強(qiáng)度的關(guān)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(dāng)材料一定的情況下,，提高硬度值，可以增強(qiáng)齒輪的壽命,。

chen0394

hoot6335 發(fā)表于 2014-10-10 11:09
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. Y0 _, d! J- o“齒輪齒面的硬度設(shè)計值（ ...

+ r+ E* `# P  j( a( H# H2 l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(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度是可以算并校核的。
硬度是跟接觸疲勞強(qiáng)度有關(guān)的,，二者都是可量化的,，應(yīng)該有一些對應(yīng)關(guān)系才是，俺學(xué)識淺,，一直沒找到這方面的資料,。
$ F& _8 p1 D6 E. j0 ~3 S不知我說的對不對。

Dandylian

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 11:48
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(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度是可以算并校 ...

, r$ i3 m# Q; o$ b5 `樓主可查詢QCN29018-91標(biāo)準(zhǔn)及編寫說明,有這方面詳細(xì)的介紹!
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hoot6335

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 11:48
1 z0 [7 `/ X6 E; E+ \3 r  L4 [5 N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(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度是可以算并校 ...

# @) D$ Z+ {( `1 L; u俺的理解：影響“彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)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(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度”是不一樣的,。
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(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度”的影響極小,。
% n4 U* ?, Y* y, z7 g& v. m因為,，當(dāng)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(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度”有對照關(guān)系了,。

chen0394

hoot6335 發(fā)表于 2014-10-10 12:52
俺的理解：影響“彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度”的主要因素是——制作齒輪的材料,。如：45鋼和QT500制作同樣 ...

: i; Q- a. _$ t0 U  z! q彎曲疲勞強(qiáng)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,。
計算許用的接觸疲勞應(yīng)力[σh]時,，要用到齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限圖，里面會有熱處理硬度與疲勞極限的對應(yīng)關(guān)系,。
4 X6 W" [9 o$ @7 w3 @1 y我在網(wǎng)上找到了這樣的資料,，如圖的疲勞強(qiáng)度與硬度關(guān)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(shù)是怎么來的,？還不太明白？
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yccando06

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 10:49
謝謝hoot6335的回復(fù)，
8 u8 |1 z6 W: p7 l我的意思是：齒輪齒面的硬度設(shè)計值（如HRC58-62）是怎么來的,？依據(jù)是什么,？它與齒 ...

" M) V- R0 y. g5 p0 v0 C3 c% T! `0 IHRC的測量極限了吧，再高的話要用HV了
* ~( h/ u3 P' d9 j" C' Y再說硬度達(dá)到HRC55-60,，已經(jīng)很高了
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