關于齒輪齒面熱處理硬度與應力問題

chen0394

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
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�,�,？）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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hoot6335

8 a/ z" p- L) T9 _/ U
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。
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,。
" e" G' ^! e. y9 B8 j     為了回帖,，特找了點資料：  
     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,。
4 C7 m" R7 W* \/ E; {  \" W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：

& g' X1 [; z: w& |# T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,。
/ S* \% \2 x) j2 U   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）,。

走路empty

應該是合金鋼 并且表面滲了些東西才能達到那樣的強度

chen0394

hoot6335 發(fā)表于 2014-10-9 23:27
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,。
個人愚見：淬火 ...

謝謝hoot6335的回復，
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？
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hoot6335

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 10:49
& `$ W- C: `; V" A  A謝謝hoot6335的回復,，
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 ...

# I: S" ~5 Q& R, V" x3 P- n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,。
$ N. L7 [3 x8 j, \; Z“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(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,。
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,。

* Y2 b& B. T; ?  g  z- E; f“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,。

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。
' b3 H- G8 Q- v“齒輪齒面的硬度設計值（ ...

2 g  M% t3 s; N5 r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,。
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。
不知我說的對不對,。
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Dandylian

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 11:48
: H. Z. i& K/ _: `+ C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 ...

) C( ~/ U+ v. r) e; ~/ g樓主可查詢QCN29018-91標準及編寫說明,有這方面詳細的介紹!
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hoot6335

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 11:48
0 \  s8 H- D+ T# |; [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 ...

1 @' j( s# m5 A* Q& N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。
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。
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,。

chen0394

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hoot6335 發(fā)表于 2014-10-10 12:52
$ h, T- J0 X0 c3 P% o4 E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 ...

! F& S+ X/ A4 ]4 G- ~3 H" I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 ~  p5 J1 ^( v5 {% e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,。
- Y1 U, O: M8 O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,？

yccando06

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 10:49
; r: k! V) ]7 W* q謝謝hoot6335的回復，
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 ...

1 b, R. j5 \" K  u. i" {HRC的測量極限了吧，再高的話要用HV了
再說硬度達到HRC55-60,，已經很高了
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