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齒輪廠家硬化層深度的確定

發(fā)布時(shí)間：2021-09-13 瀏覽：1283次字號(hào)：大　中　小

齒輪廠家硬化層深度的確定：
      由2.3節(jié)所述知，齒輪接觸疲勞失效是因?yàn)辇X面附近的應(yīng)力超過(guò)材料的疲勞極限，而且由于受反復(fù)載荷的作用，在齒面或表層內(nèi)產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，并隨著裂紋的擴(kuò)展進(jìn)而使小片金屬脫落的現(xiàn)象。既然齒面附近某。深度處的最大剪應(yīng)力是造成齒輪點(diǎn)蝕和剝落的主要原因，就應(yīng)當(dāng)使齒輪齒面在這一深度處的材料強(qiáng)度能夠承受這個(gè)應(yīng)力值。對(duì)滲碳齒輪而言，應(yīng)使最大剪應(yīng)力發(fā)生的位置處在有效硬化層之內(nèi)，而避免處于過(guò)渡區(qū)，這樣就可以避免最大剪應(yīng)力超過(guò)齒面材料的疲勞極限而發(fā)生點(diǎn)蝕。
      理論上講,有效硬化層深度大于最大剪應(yīng)力發(fā)生的深度任何值均能滿足提高齒面接觸強(qiáng)度的要求。但另方面，硬化層深度受到齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的制約。滲碳淬火齒輪的硬化層是馬氏體組織，由于在相變中它的體積增大，而在齒根圓角表層產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力，同時(shí)在心部產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。殘余壓縮應(yīng)力的大小取決于硬化層深度厚薄。如圖2. 5所示，硬化層深度薄時(shí)心部面積相對(duì)較大，在硬化層上產(chǎn)生的殘余壓縮應(yīng)力就大(見(jiàn)圖2.5(a));反之，心部面積就小，硬化層上產(chǎn)生的殘余壓縮應(yīng)力就不顯著(見(jiàn)圖2.5(b))。而齒根表面的殘余壓縮應(yīng)力對(duì)于提高齒輪齒根彎曲強(qiáng)度至關(guān)重要，因?yàn)辇X輪在外載荷F。的作用下，齒根產(chǎn)生大的拉伸和壓縮應(yīng)力(見(jiàn)圖2.6(a));在與殘余壓縮應(yīng)力(見(jiàn)圖2.6(b))平衡后齒根表層的拉應(yīng)力大為降低(見(jiàn)圖2.6(c))。因此，為了降低齒根處拉應(yīng)力以提高齒輪彎曲強(qiáng)度，就必須盡可能增大齒根表層處的殘余壓縮應(yīng)力，也就是說(shuō)須控制和適當(dāng)減少硬化層深度。
      綜上所述，滲碳齒輪的有效硬化層深度既不能太淺，又不能太深。太淺使齒面接觸強(qiáng)度不夠，就容易使齒面發(fā)生點(diǎn)蝕及剝落。但過(guò)深時(shí)又可能促使:①齒頂破壞，特別是鏈輪齒頂比較薄(正變位齒輪)時(shí);②齒根表面層喪失有益的殘余壓縮應(yīng)力;③散失心部韌性，后兩點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致彎曲疲勞強(qiáng)度下降;④增加成本,由于硬化層增大，要花費(fèi)更長(zhǎng)的工藝周期，導(dǎo)致能量、工時(shí)消耗和費(fèi)用增加。
      有效硬化層深度取值要考慮到齒輪工作時(shí)齒面與齒根各自的不同的要求。

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