典型结构选材与结构分析讲解材料.ppt

、齿轮类零件齿轮是机械制造中最常见的传动件之一。、失效形式及性能要求齿轮的工作条件是:①传递扭矩时,齿根部承受较大的交变弯曲应力;②换档、启动或啮合不均匀时承受冲击力;③齿啮合时齿面承受滚动、滑动造成的强烈摩擦和交变接触应力。④齿轮的主要失效形式有:齿根疲劳断裂、齿面局部剥落和过度磨损。一般要求齿轮材料应具有以下性能:①高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度;②高的齿面硬度和耐磨性;③良好的心部强度和韧性;④较好的工艺性能。)机床齿轮机床齿轮转速中等,载荷不大,工作平稳无强烈冲击。一般选用中碳钢。如C616车床齿轮,可选用45号钢。其工艺路线如下:下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→高频淬火及回火→精磨分析:①正火处理可使组织均匀化,消除锻造应力,调整硬度,改善切削加工性能。②调质处理可使齿轮具有较高的综合力学性能。③高频感应加热淬火可提高齿轮表面硬度和耐磨性。④回火可采用低温回火或自行回火,以消除淬火应力。2)汽车、拖拉机齿轮汽车、拖拉机的工作条件比机床齿轮较恶劣,受力较大,超载荷和受冲击频繁。一般选用渗碳钢(20CrMnTi、20CrMnMo等)制造。如JN—150型载重汽车变速箱中的某一齿轮,可选用20CrMnTi。二、、失效形式及性能要求轴的工作条件是:①承受交变扭矩及拉—压载荷;②轴颈、花键等部位承受较大的摩擦和磨损;③承受一定的过载和冲击载荷。轴的失效形式有:断裂、局部过度磨损。对轴的性能要求有:①足够的强度、刚度和一定的韧性;②高的疲劳强度;③良好的切削加工性;④良好的耐磨性。)机床主轴如C616车床主轴,工作时承受扭转和弯曲应力,载荷不大,转速中等。可选用45号钢。具体加工工艺路线:下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精车外圆、钻中心孔、铣键槽→局部淬火(锥孔及外锥体)→车各空刀槽、粗磨外圆、滚铣花键→花键高频淬火、回火→精磨(外圆、外锥体及内锥孔)分析:①正火处理可消除应力,改善锻造组织。②调质处理(整体调质)硬度为200HBS~230HBS,为回火马氏体组织。目的是使主轴得到高的综合机械性能。为了更好地发挥调质的效果,故安排在粗加工之后。③因内锥孔和外圆锥面常与卡盘、顶尖相对摩擦,内锥孔和外圆锥面经盐浴局部淬火和回火后硬度达到45HRC~52HRC。④花键部位采用高频感应加热淬火和回火,以保证其耐磨和精度。2)内燃机曲轴内燃机曲轴工作时承受扭转和弯曲及冲击力。要求曲轴具有高的强度,一定的冲击韧性和弯曲、扭转疲劳强度,在轴颈处要有高的硬度和耐磨性。中小功率内燃机曲轴最常用的材料是45钢和球墨铸铁。高速大功率内燃机曲轴一般采用合金钢,如35CrMo、42CrMo等。用45钢制造曲轴的工艺路线:下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→轴颈表面淬火、低温回火→精磨用QT700-2制造曲轴的工艺路线:熔炼→铸造→高温正火(950℃)→高温回火(560℃)→机械加工→轴颈气体渗氮(渗氮温度570℃)。