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關于齒輪齒面熱處理硬度與應力問題

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發(fā)表于 2014-10-9 23:15:30 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
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
6 L+ C$ H2 V6 \7 U. s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,?
. s# a  F* g( a4 Z
2#
發(fā)表于 2014-10-9 23:27:57 | 只看該作者
本帖最后由 hoot6335 于 2014-10-9 23:52 編輯 4 P- F" [! U; r, O  _
: B( p. }8 g/ l+ y$ r# B
表面硬度的大小是根據(jù)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,。/ l! Y$ \. i8 m, {# w9 E
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。
1 J& c" `; i; W: K, @/ d; ?: @2 @     為了回帖,,特找了點資料:  
' b  R" p; x9 r+ ]3 r9 l     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。( X. L& \  G: k& C; P! 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:9 }5 J  |6 j% q, c4 L
) N9 }, w3 I4 ^: V8 j) ]
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(tài)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,。! |6 e/ D' P6 n8 L' X
   由于低溫回火件的抗拉強度不穩(wěn)定而不能確定,故在日本工業(yè)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(yè)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(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構自回火,,正可在工業(yè)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)。

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發(fā)表于 2014-10-10 10:20:25 | 只看該作者
應該是合金鋼 并且表面滲了些東西才能達到那樣的強度
4#
 樓主| 發(fā)表于 2014-10-10 10:49:19 | 只看該作者
hoot6335 發(fā)表于 2014-10-9 23:27 * K; j& ]( e9 N
表面硬度的大小是根據(jù)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。, R  J, C. w$ ]7 E2 i- P$ N9 x
個人愚見:淬火 ...
5 C9 [, r+ r* K1 I9 M4 c+ r* M
謝謝hoot6335的回復,,$ f5 N4 ~" 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(jù)是什么?它與齒面的接觸強度的關系是怎樣的,?5 R4 X0 x4 Z- u$ W4 d/ T6 B
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發(fā)表于 2014-10-10 11:09:15 | 只看該作者
chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 10:49
% x/ y5 w! [( d; @謝謝hoot6335的回復,,
# l7 Y! Q6 `6 W. x' a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(jù)是什么,?它與齒 ...

1 s. U& X( S$ |3 s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,。
" I7 ]8 T8 \1 u3 j# \# k“齒輪齒面的硬度設計值(如HRC58-62)是怎么來的?”:根據(jù)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(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,。當然,,現(xiàn)在很多企業(yè)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,。6 }2 T& t2 m3 C# F
歸結到一點,,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。
  h% y, \# b: b) L
5 I$ b9 R8 n, q$ i6 g) J, F% M“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,。

點評

受教了  發(fā)表于 2014-10-14 11:38
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 樓主| 發(fā)表于 2014-10-10 11:48:29 | 只看該作者
hoot6335 發(fā)表于 2014-10-10 11:09 9 F- `5 @' B7 o0 X2 I
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,。2 h6 g  y: a7 D& K5 D3 A  O
“齒輪齒面的硬度設計值( ...

# ~4 r8 H, e7 d8 h, y7 Z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。2 q2 t- }; j8 a1 i$ |/ _5 H
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,。
: i& N. M9 d1 }5 L6 s3 S, R; D不知我說的對不對。
. N. B( d' B" J$ i- E. q
7#
發(fā)表于 2014-10-10 12:47:16 | 只看該作者
chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 11:48
  n6 y* N! F5 t* [8 b" 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,而齒的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度是可以算并校 ...

" M  ^; T2 w5 ~  N- P樓主可查詢QCN29018-91標準及編寫說明,有這方面詳細的介紹!5 _& S6 Z0 U+ i7 q- v  v
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發(fā)表于 2014-10-10 12:52:16 | 只看該作者
chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 11:48 7 p! `+ ?; D" x+ S' [& y' G
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 ...
8 @+ i: f! J. ^/ f% ?
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,。
, x3 y$ ^! Z1 T& C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,。" e3 N7 C, m% w
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。
9#
 樓主| 發(fā)表于 2014-10-10 16:34:05 | 只看該作者
本帖最后由 chen0394 于 2014-10-10 16:35 編輯 ) _$ w, J( h3 c8 Z; s! L
hoot6335 發(fā)表于 2014-10-10 12:52 9 r2 c; }) g' M) h
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 ...

0 ^; a# R( z6 D5 E1 t  ?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。
1 a; h8 r/ w6 u) H; }  @& b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。

4 g, C) D  M3 e6 B- _9 m) H我在網(wǎng)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(shù)是怎么來的,?還不太明白,?0 ^$ p$ f2 c2 D& h& w& e
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http://www.doc88.com/p-98741277990.html,,你看一下,是怎么回事,?我沒搞明白,?  發(fā)表于 2014-10-10 17:09
這計算公式,個人看法是,,經(jīng)驗公式,。這個截圖是哪本書上的?看下前面有沒講,。  發(fā)表于 2014-10-10 16:45
10#
發(fā)表于 2014-10-11 20:11:31 | 只看該作者
chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 10:49
% I( c6 P* g* H+ U$ l8 c9 A謝謝hoot6335的回復,,
. Y, @$ V* F) c' h, M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(jù)是什么?它與齒 ...

. e3 O% L* ^, F$ b$ V% f# LHRC的測量極限了吧,,再高的話要用HV了
! y3 Q9 h- x! Q# ~1 B& ?8 u% V再說硬度達到HRC55-60,,已經(jīng)很高了6 W! m/ u3 F( h
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