有關(guān)齒輪的相關(guān)文獻中英文翻譯

1、 齒輪齒輪(Gear) 是依靠齒的嚙合傳遞扭矩的輪狀機械零件。齒輪通過與其它齒狀機械零件（如另一齒輪、齒條、蝸桿）傳動，可實現(xiàn)改變轉(zhuǎn)速與扭矩、改變運動方向和改變運動形式等功能。由于傳動效率高、傳動比準(zhǔn)確、功率范圍大等優(yōu)點，齒輪機構(gòu)在工業(yè)產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，其設(shè)計與制造水平直接影響到工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。齒輪輪齒相互扣住齒輪會帶動另一個齒輪轉(zhuǎn)動來傳送動力。 將兩個齒輪分開，也可以應(yīng)用鏈條、履帶、皮帶來帶動兩邊的齒輪而傳送動力?；窘榻B.齒輪在傳動中的應(yīng)用很早就出現(xiàn)了。公元前三百多年，古希臘哲學(xué)家亞里士多德在機械問題中，就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運動的問題。中國古代發(fā)明的指南車中已應(yīng)用了整套的輪系。不

2、過，古代的齒輪是用木料制造或用金屬鑄成的，只能傳遞軸間的回轉(zhuǎn)運動，不能保證傳動的平穩(wěn)性，齒輪的承載能力也很小。據(jù)史料記載，遠在公元前 400200年的中國古代就巳開始使用齒輪，在我國山西出土的青銅齒輪是迄今已發(fā)現(xiàn)的最古老齒輪，作為反映古代科學(xué)技術(shù)成就的指南車就是以齒輪機構(gòu)為核心的機械裝置。17世紀(jì)末，人們才開始研究，能正確傳遞運動的輪齒形狀。18 世紀(jì)，歐洲工業(yè)革命以后，齒輪傳動的應(yīng)用日益廣泛；先是發(fā)展擺線齒輪，而后是漸開線齒輪，一直到 20世紀(jì)初，漸開線齒輪已在應(yīng)用中占了優(yōu)勢。早在 1694年，法國學(xué)者 Philippe De La Hire首先提出漸開線可作為齒形曲線。1733 年，法國人

3、 M.Camus 提出輪齒接觸點的公法線必須通過中心連線上的節(jié)點。一條輔助瞬心線分別沿大輪和小輪的瞬心線(節(jié)圓)純滾動時，與輔助瞬心線固聯(lián)的輔助齒形在大輪和小輪上所包絡(luò)形成的兩齒廓曲線是彼此共軛的，這就是 Camus定理。它考慮了兩齒面的嚙合狀態(tài)；明確建立了現(xiàn)代關(guān)于接觸點軌跡的概念。1765年，瑞士的 LEuler提出漸開線齒形解析研究的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，闡明了相嚙合的一對齒輪，其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關(guān)系。后來，Savary 進一步完成這一方法，成為現(xiàn)在的 Eu-let-Savary 方程。對漸開線齒形應(yīng)用作出貢獻的是 Roteft WUlls，他提出中心距變化時，漸開線齒輪具有角速比不

4、變的優(yōu)點。1873 年，德國工程師 Hoppe 提出，對不同齒數(shù)的齒輪在壓力角改變時的漸開線齒形，從而奠定了現(xiàn)代變位齒輪的思想基礎(chǔ)。19 世紀(jì)末，展成切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機床與刀具的相繼出現(xiàn)，使齒輪加工具軍較完備的手段后，漸開線齒形更顯示出巨大的優(yōu)走性。切齒時只要將切齒工具從正常的嚙合位置稍加移動，就能用標(biāo)準(zhǔn)刀具在機床上切出相應(yīng)的變位齒輪。1908年，瑞士 MAAG研究了變位方法并制造出展成加工插齒機，后來，英國 BSS、美國 AGMA、德國 DIN相繼對齒輪變位提出了多種計算方法。為了提高動力傳動齒輪的使用壽命并減小其尺寸，除從材料，熱處理及結(jié)構(gòu)等方面改進外，圓弧齒形的齒輪獲得

5、了發(fā)展。1907 年，英國人 Frank Humphris最早發(fā)表了圓弧齒形。1926年，瑞土人 Eruest Wildhaber取得法面圓弧齒形斜齒輪的專利權(quán)。1955 年，蘇聯(lián)的 MLNovikov 完成了圓弧齒形齒輪的實用研究并獲得列寧勛章。1970 年，英國 RolhRoyce 公司工程師 RM.Studer 取得了雙圓弧齒輪的美國專利。這種齒輪現(xiàn)已日益為人們所重視，在生產(chǎn)中發(fā)揮了顯 著效益。齒輪是能互相嚙合的有齒的機械零件，它在機械傳動及整個機械領(lǐng)域中的應(yīng)用極其廣泛?，F(xiàn)代齒輪技術(shù)已達到：齒輪模數(shù) O.004100 毫米；齒輪直徑由 1毫米150 米；傳遞功率可達上十萬千瓦；轉(zhuǎn)速可達幾

6、十萬轉(zhuǎn)/分；最高的圓周速度達 300 米/秒。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，齒輪運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性受到重視。1674 年丹麥天文學(xué)家羅默首次提出用外擺線作齒廓曲線，以得到運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的齒輪。18 世紀(jì)工業(yè)革命時期，齒輪技術(shù)得到高速發(fā)展，人們對齒輪進行了大量的研究。1733 年法國數(shù)學(xué)家卡米發(fā)表了齒廓嚙合基本定律；1765 年瑞士數(shù)學(xué)家歐拉建議采用漸開線作齒廓曲線。19 世紀(jì)出現(xiàn)的滾齒機和插齒機，解決了大量生產(chǎn)高精度齒輪的問題。1900年，普福特為滾齒機裝上差動裝置，能在滾齒機上加工出斜齒輪，從此滾齒機滾切齒輪得到普及，展成法加工齒輪占了壓倒優(yōu)勢，漸開線齒輪成為應(yīng)用最廣的齒輪。1899 年，拉舍最先實施了變位齒輪的方案

7、。變位齒輪不僅能避免輪齒根切，還可以湊配中心距和提高齒輪的承載能力。1923 年美國懷爾德哈伯最先提出圓弧齒廓的齒輪，1955 年蘇諾維科夫?qū)A弧齒輪進行了深入的研究，圓弧齒輪遂得以應(yīng)用于生產(chǎn)。這種齒輪的承載能力和效率都較高，但尚不及漸開線齒輪那樣易于制造，還有待進一步改進。結(jié)構(gòu)介紹.一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。1) 輪齒,簡稱齒，是齒輪上 每一個用于嚙合的凸起部分，這些凸起部分一般呈輻射狀排列，配對齒輪上的輪齒互相接觸，可使齒輪持續(xù)嚙合運轉(zhuǎn)；2) 齒槽,是齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間；端面是圓柱齒輪或圓柱蝸桿上 ，垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面3)法面,指的是垂直于

8、輪齒齒線的平面4) 齒頂圓,是指齒頂端所在的圓5) 齒根圓,是指槽底所在的圓6) 基圓,形成漸開線的發(fā)生線作純滾動的圓7) 分度圓,是在端面內(nèi)計算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓。齒輪可按齒形、齒輪外形、齒線形狀、輪齒所在的表面和制造方法等分類。齒輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開線齒輪比較容易制造，因此現(xiàn)代使用的齒輪中 ，漸開線齒輪占絕對多數(shù)，而擺線齒輪和圓弧齒輪應(yīng)用較少。在壓力角方面，小壓力角齒輪的承載能力較小；而大壓力角齒輪，雖然承載能力較高，但在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的情況下軸承的負荷增大，因此僅用于特殊情況。而齒輪的齒高已標(biāo)準(zhǔn)化，一般均采用標(biāo)準(zhǔn)齒高。變位齒輪的優(yōu)點較多，已遍及各類機械設(shè)備中。另

9、外，齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪 ；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪；按輪齒所在的表面分為外齒輪、內(nèi)齒輪；按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。齒輪的制造材料和熱處理過程對齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20 世紀(jì) 50 年代前，齒輪多用碳鋼，60 年代改用合金鋼，而 70 年代多用表面硬 化鋼。按硬度 ，齒面可區(qū)分為軟齒面和硬齒面兩種。軟齒面的齒輪承載能力較低，但制造比較容易，跑合性好， 多用于傳動尺寸和重量無嚴格限制，以及小量生產(chǎn)的一般機械中。因為配對的齒輪中，小輪負擔(dān)較重，因此為使大小齒輪工作壽命大致相等，小輪齒

10、面硬度一般要比大輪的高。硬齒面齒輪的承載能力高，它是在齒輪精切之后 ，再進行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理，以提高硬度。但在熱處理中，齒輪不可避免地會產(chǎn)生變形，因此在熱處理之后須進行磨削、研磨或精切 ，以消除因變形產(chǎn)生的誤差，提高齒輪的精度。材料構(gòu)成制造齒輪常用的鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強度比鍛鋼稍低，常用于尺寸較大的齒輪；灰鑄鐵的機械性能較差，可用于輕載的開式齒輪傳動中；球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪 ；塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方，與其配對的齒輪一般用導(dǎo)熱性好的鋼齒輪。未來齒輪正向重載、高速、高精度和高效率等方向發(fā)展，并力求尺寸小、重量輕、壽命長和經(jīng)濟可靠。而齒

11、輪理論和制造工藝的發(fā)展將是進一步研究輪齒損傷的機理，這是建立可靠的強度計算方法的依據(jù)，是提高齒輪承載能力，延長齒輪壽命的理論基礎(chǔ)；發(fā)展以圓弧齒廓為代表的新齒形；研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝； 研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場的分布，進行輪齒修形，以改善齒輪運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，并在滿載時增大輪齒的接觸面積，從而提高齒輪的承載能力。摩擦、潤滑理論和潤滑技術(shù)是 齒輪研究中的基礎(chǔ)性工作，研究彈性流體動壓潤滑理論，推廣采用合成潤滑油和在油中適當(dāng)?shù)丶尤霕O壓添加劑，不僅可提高齒面的承載能力，而且也能提高傳動效率。1、齒面磨損對于開式齒輪傳動或含有不清潔的潤滑油的閉式齒輪傳動，由于嚙合齒面間的相

12、對滑動，使一些較硬的磨粒進入了摩擦表面，從而使齒廓改變，側(cè)隙加大，以至于齒輪過度減薄導(dǎo)致齒斷。一般情況下，只有在潤滑油中夾雜磨粒時，才會在運行中引起齒面磨粒磨損。2、齒面膠合對于高速重載的齒輪齒輪傳動中，因齒面間的摩擦力較大，相對速度大，致使嚙合區(qū)溫度過高，一旦潤滑條件不良，齒面間的油膜便會消失，使得兩輪齒的金屬表面直接接觸，從而發(fā)生相互粘結(jié)。當(dāng)兩齒面繼續(xù)相對運動時，較硬的齒面將較軟的齒面上的部分材料沿滑動方向撕下而形成溝紋。3、疲勞點蝕相互嚙合的兩輪齒接觸時，齒面間的作用力和反作用力使兩工作表面上產(chǎn)生接觸應(yīng)力，由于嚙合點的位置是變化的，且齒輪做的是周期性的運動，所以接觸應(yīng)力是按脈動循環(huán)變化的

13、。齒面長時間在這種交變接觸應(yīng)力作用下，在齒面的刀痕處會出現(xiàn)小的裂紋，隨著時間的推移，這種裂紋逐漸在表層橫向擴展，裂紋形成環(huán)狀后，使輪齒的表面產(chǎn)生微小面積的剝落而形成一些疲勞淺坑。4、輪齒折斷在運行工程中承受載荷的齒輪，如同懸臂梁，其根部受到脈沖的周期性應(yīng)力超過齒輪材料的疲勞極限時，會在根部產(chǎn)生裂紋，并逐步擴展，當(dāng)剩余部分無法承受傳動載荷時就會發(fā)生斷齒現(xiàn)象。齒輪由于工作中嚴重的沖擊、偏載以及材質(zhì) 不均勻也可能引起斷齒。5、齒面塑性變形在沖擊載荷或重載下，齒面易產(chǎn)生局部的塑性變形，從而使?jié)u開線齒廓的曲面發(fā)生變形。中國齒輪工業(yè)的發(fā)展中國齒輪工業(yè)在“十五”期間得到了快速發(fā)展：2005 年齒輪行業(yè)的年產(chǎn)

14、值由 2000 年的 240 億元增加到 683 億元，年復(fù)合增長率 23.27%，已成為中國機械基礎(chǔ)件中規(guī)模最大的行業(yè)。就市場需求與生產(chǎn)規(guī)模而言，中國齒輪行業(yè)在全球排名已超過意大利，居世界第四位。2006 年，中國全部齒輪、傳動和驅(qū)動部件制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值102628183 千元，比上年同期增長 24.15%；實現(xiàn)累計產(chǎn)品銷售收入 98238240 千元，比上年同期增長 24.37%；實現(xiàn)累計利潤總額 5665210 千元，比上年同期增長 26.85%。2007 年 1-12 月，中國全部齒輪、傳動和驅(qū)動部件制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值 136542841 千元，比上年同期增長 30.

15、96%；2008 年 1-10 月，中國全部齒輪、傳動和驅(qū)動部件制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值 144529138 千元，比上年同期增長32.92%。中國齒輪制造業(yè)與發(fā)達國家相比還存在自主創(chuàng)新能力不足、新品開發(fā)慢、市場競爭無序、企業(yè)管理薄弱、信息化程度低、從業(yè)人員綜合素質(zhì)有待提高等問題。現(xiàn)階段齒輪行業(yè)應(yīng)通過市場競爭與整合，提高行業(yè)集中度，形成一批擁有幾十億元、5 億元、1 億元資產(chǎn)的大、中、小規(guī)模企業(yè)；通過自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)，形成一批車輛傳動系（變速箱、驅(qū)動橋總成）牽頭企業(yè)，用牽頭企業(yè)的配套能力整合齒輪行業(yè)的能力與資源；實現(xiàn)專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化配套，形成大批有特色的工藝、有特色的產(chǎn)品和有快速反應(yīng)能

16、力的名牌企業(yè)；通過技改，實現(xiàn)現(xiàn)代化齒輪制造企業(yè)轉(zhuǎn)型?！笆晃濉蹦┢冢袊X輪制造業(yè)年銷售額可達到 1300 億元，人均銷售額上升到 65 萬元/年，在世界行業(yè)排名中達到世界第二。2006-2010 年將新增設(shè)備10 萬臺，即每年用于新增設(shè)備投資約 60 億元，新購機床 2 萬臺，每臺平均單價30 萬元。到 2010 年，中國齒輪制造業(yè)應(yīng)有各類機床總數(shù)約 40 萬臺，其中數(shù)控機床 10 萬臺，數(shù)控化率 25%（高于機械制造全行業(yè)平均值 17%）.中重型載貨汽車齒輪我國中重型載貨汽車齒輪用鋼牌號較多，主要是為適應(yīng)引進當(dāng)時國外先進汽車技術(shù)的要求。50 年代我國從原蘇聯(lián)里哈喬夫汽車廠引進當(dāng)時蘇聯(lián)中型載

17、貨汽車(即“解放”牌原車型 )生產(chǎn)技術(shù)的同時，也引進了原蘇聯(lián)生產(chǎn)汽車齒輪的20CrMnTi 鋼種。改革開放以后，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的高速發(fā)展，為了滿足我國交通運輸?shù)目焖侔l(fā)展需要，從 80 年代開始，我國有計劃地引進工業(yè)發(fā)達國家的各類先進機型，各類國外先進中重型載貨汽車也不斷引進。同時，我國大汽車廠同國外著名汽車大公司進行合作，引進國外先進汽車生產(chǎn)技術(shù)，其中包括汽車齒輪的生產(chǎn)技術(shù)。與此同時，我國鋼鐵冶煉技術(shù)水平也在不斷提高，采用鋼包二次冶煉及成分微調(diào)和連鑄連軋等先進治煉技術(shù)，使得鋼廠能生產(chǎn)出高純凈度、淬透性能帶縮窄的齒輪用鋼材，從而實現(xiàn)了引進汽車齒輪用鋼的國產(chǎn)化，使我國齒輪用鋼的生產(chǎn)水平上了一個新

18、臺階。近年來，適合于我國國情的國產(chǎn)重型汽車齒輪用含鎳高淬透性能鋼也得到了開發(fā)和應(yīng)用，取得了較好效果。汽車齒輪的熱處理技術(shù)也從原 50-60 年代采用井式氣體滲碳護發(fā)展到當(dāng)前普遍采用由計算機控制的連續(xù)式氣體滲碳自動線和箱式多用爐及自動生產(chǎn)線(包括低壓(真空)滲碳技術(shù))、齒輪滲碳預(yù)氧化處理技術(shù)，齒輪淬火控制冷卻技術(shù)(由于專用淬火油和淬火冷卻技術(shù)的使用)、齒輪鍛坯等溫正火技術(shù)等。這些技術(shù)的采用不僅使齒輪滲碳淬火畸變得到了有效控制、齒輪加工精度得到提高、使用壽命得到延長，而且還滿足了齒輪的現(xiàn)代化熱處理的大批量生產(chǎn)需要。有關(guān)文獻指出，汽車齒輪的壽命主要由兩大指標(biāo)考核，一是齒輪的接觸疲勞強度，二是齒輪的彎

19、曲疲勞強度。前者主要由滲碳淬火質(zhì)量決定，后者主要由齒輪材料決定。為此，有必要對汽車齒輪用滲碳鋼的要求、性能及其熱處理特點有一個較全面的了解。9.19 鉻錳鈦鋼和硼鋼長期以來，我國載貨汽車齒輪使用最普遍的鋼種是 20CrMnTi。這是上世紀(jì)50 年代我國從原蘇聯(lián)引進的中型的汽車齒輪 18XTr 鋼種(即 20CrMnTi 鋼)。該鋼晶粒細，滲碳時晶粒長大傾向小，具有良好的滲碳淬火性能，滲碳后可直接淬火。文獻指出，在 1980 年以前，我國的滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼(包括 20CrbinTi 鋼)在鋼材出廠時只保證鋼材的化學(xué)成分和用樣品測定的力學(xué)性能，但是在汽車生產(chǎn)時常常出現(xiàn)化學(xué)成分和力學(xué)性能合格的鋼材，由

20、于淬透性能波動范圍過大而影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況。例如若 20CrMnTi 滲碳鋼的淬透性過低，則制成的齒輪滲碳淬火后，心部硬度低于技術(shù)條件規(guī)定的數(shù)值，疲勞試驗時，齒輪的疲勞壽命降低一半；若淬透性能過高，則齒輪滲碳淬火后內(nèi)孔收縮量過大而影響齒輪裝配。由于鋼材淬透性能對輪齒心部的硬度和畸變都有極其重大的影響，1985 年冶金部頒布了我國的保證淬透性結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件(GB5216-85)，在此技術(shù)條件中列入了包括 20CxMnTiH、20MnVBH 鋼在內(nèi)的 10 種滲碳鋼的化學(xué)成分、淬透性能數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：用于制造齒輪的 20CrMnTi 鋼的淬透性能指標(biāo)為距水冷端 9 咖處的硬度為 30-42HRC

21、。在此之后，采用20CrMnTi 鋼生產(chǎn)齒輪的齒心部硬度過低和畸變過大的問題基本上得到了解決。但是不管齒輪模數(shù)大小和鋼材截面粗細均采用同一鋼號 20CrMnTi 鋼顯然是不合理的。近年來，由于我國鋼材冶煉技術(shù)水平的提高以及合金結(jié)構(gòu)鋼供應(yīng)情況的改善，已經(jīng)有條件把齒輪鋼的淬透性能帶進一步縮窄，并根據(jù)不同產(chǎn)品(如變速器齒輪與后橋齒輪等)的要求開發(fā)新的鋼種以滿足其要求。通過與鋼廠協(xié)商，1997 年長春一汽先后與生產(chǎn)齒輪鋼廠的生產(chǎn)廠家簽定了將 20CrMnTi 鋼淬透性能分擋供應(yīng)的協(xié)議，例如“解放”牌 5t 載貨汽車上用于制造截面尺寸較小的變速器第一軸、中間軸齒輪和截面尺寸較大的后橋主、從動圓錐齒輪用

22、20CrMnTiH 鋼淬透性能組別分別為 I 和，對應(yīng)淬透性能分別為 J9：3036HRC 和 J9=3642HRC。1960 年前后，由于我國鎳、鉻鋼的供應(yīng)緊張，影響了我國含鎳、鉻鋼材的生產(chǎn)。而當(dāng)時我國的汽車工業(yè)是從原蘇聯(lián)引進的技術(shù)，蘇聯(lián)大量應(yīng)用含鎳、鉻的鋼材。因此，當(dāng)時我國汽車工業(yè)大力發(fā)展了硼鋼的開發(fā)、研制工作，用 20MnVB和 20Mn2TiB 鋼代替 20CrMnTi 滲碳鋼制造齒輪。這是因為在結(jié)構(gòu)鋼中加入微量硼(0.0001%-0.0035%)可以顯著地提高鋼材的淬透性能，因此鋼中加入微量硼可以代替一定數(shù)量的錳、鎳、鉻、鉬等貴重合金元素，因而硼鋼得到廣泛的應(yīng)用。長春一汽曾在“解放”

23、牌汽車齒輪生產(chǎn)中使用過 20MnTiB 和 20Mn2TiB 鋼。東風(fēng)汽車公司生產(chǎn)的“東風(fēng)”牌 5，載貨汽車變速器和后橋齒輪分別采用20CrMnTi 和 20MnVB 鋼制造。同樣，也與鋼廠簽定了把鋼材淬透性能帶縮窄并分 檔供應(yīng)的協(xié)議。變速器和后橋主、從動圓錐齒輪用鋼分別為 20CrMnTiH(3)和20MnVBH(2)、20MnVBH(3)，對應(yīng)淬透性能分別為 J9=3239HRC 和 J9=3744HRC、J9=3442HRC。我國綦江齒輪廠引進了德國公司的重型汽車變速器齒輪生產(chǎn)技術(shù)，在國內(nèi)按德國公司的標(biāo)準(zhǔn)試制了該公司的 Cr-Mn-B 系含硼齒輪鋼獲得成功。其齒輪材料的淬透性能為 J10

24、=3139HRC當(dāng)然，20CrMnTi 鋼及 20MnTiB 鋼、20MVB 鋼等含硼鋼也存在不足。一般認為20CrMnTi 等滲碳鋼是本質(zhì)細晶粒鋼，滲碳后晶粒不會粗化，可直接淬火。但實際上由于鋼材冶煉質(zhì)量的影響，常常在正常條件下發(fā)生晶粒粗化現(xiàn)象。對多批材料的實際晶粒度試驗，發(fā)現(xiàn)相當(dāng)部分實際晶粒度只有 23 級(930保溫 3h 條件下)。文獻認為，20CrMnTi 由于 Ti 含量較高，鋼中 TiN 夾雜物多，尤其是大塊的 TiN 夾雜是齒輪疲勞時的疲勞源，它的存在會降低齒輪的接觸疲勞性能。這種夾雜物呈立方結(jié)構(gòu)，受力時易發(fā)生解理開裂，導(dǎo)致齒輪早期失效。另一個問題是該鋼的淬透性能有限，不能滿足

25、大直徑大模數(shù)齒輪的要求，滲碳有效硬化層深度和心部硬度均不能滿足重型齒輪的要求。此外，在熱處理過程中 20CrMnTi 鋼易產(chǎn)生內(nèi)氧化和非馬氏體組織而降低齒輪的疲勞壽命。但目前在我國齒輪滲碳鋼中還沒有哪一種鋼在滲碳工藝上有 20CrMnTi 鋼這樣成熟和可靠。所以，它仍是目前國內(nèi)使用最普遍的滲碳鋼種。20MnVB、20MnTiB 和 20Mn2TiB 等硼鋼也存在一些缺點，如在冶煉時由于脫氧去氮不好而使硼不能起到增加淬透性能的作用，因此，使硼鋼的性能不穩(wěn)定，滲碳淬火后的齒輪畸變增大而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。同時由于混晶和晶粒易于粗大，致變形不易控制和韌性較差，且硼鋼齒輪根部易產(chǎn)生托氏體組織和碳氮共滲齒輪

26、的黑網(wǎng)、黑帶。因此，目前很多工廠中止使用該鋼種。然而，決不能就此得出硼鋼不適宜作齒輪滲碳鋼的結(jié)論。含硼的滲碳鋼在國外還有使用。例如，德國著名的齒輪廠，一直使用由其本廠擬訂的保留鋼種 ZF7，這是一種含硼的低碳鉻錳鋼。該鋼主要化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù)，%)為 0.150.20C，0.150.40S，1.01.3Cr，1.01.3Mn，0.0010.003B。美國汽車變速器齒輪和后橋主、從動齒輪有的也采用含硼滲碳鋼，如 50B15、43BVl4 和 94B17。因此，只要鋼廠冶煉技術(shù)跟上去，硼鋼的上述問題是能夠解決的。20CrMnTiH、20MnVBH 和 20MnTiBH 鋼齒輪鍛坯在連續(xù)式等溫正火爐

27、內(nèi)進行處理可以保證得到均勻分布的片狀珠光體+鐵素體。這樣可以使齒輪的熱處理畸變大大減小，使齒輪的精度提高，使用壽命延長。齒輪鍛坯等溫正火硬度為 156207HB。鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼22CrMnMo、20CrMnMoH 和 20CrMoH 鋼由于有著較高淬透性而用于中型汽車齒輪。此類鋼可采用滲碳后直接淬火工藝。由于鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼中含有鉻和鉬等形成碳化物的元素，在滲碳過程中將促使輪齒表面碳含量增加，容易在滲碳層組織中出現(xiàn)大量碳化物，使?jié)B碳層性能惡化。因此，齒輪采用鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼滲碳時，宜采用弱滲碳氣氛，以防止形成過量碳化物。22CrMnMo 和 20CrMnMoH 齒輪鍛坯正火后在 650670

28、進行高溫回火處理，金相組織為細片狀珠光體+少量鐵素體，硬度為 171229HB。20CrMnH 齒輪鍛坯最好在連續(xù)式等溫正火爐中處理，935945加熱，640650先預(yù)冷后等溫，可獲得均勻的鐵素體+珠光體組織，硬度為 156207HB。文獻指出，20CrMoH 鋼冶煉工藝穩(wěn)定，淬透性帶較窄且易于控制，與 20CrMnTi 鋼齒輪比較，具有熱處理畸變??；滲層有良好、穩(wěn)定的淬透性；金相組織、滲碳淬火后的表面和心部硬度，均能較好地滿足技術(shù)要求；疲勞 性能好，比較適合汽車中小模數(shù)齒輪。綜合考慮齒輪的服役條件，既保證齒輪的疲勞壽命，又減少齒輪的熱處理畸變，在用以制造變速箱齒輪時應(yīng)為 J9=3036HRC

29、，用以制造后橋齒輪時應(yīng)為 J9=3742HRC。9.21 國外先進汽車齒輪用鋼的國產(chǎn)化隨著國外先進車型的引進，各種齒輪鋼的國產(chǎn)化使我國的齒輪鋼水平上了一個新臺階。目前，德國的Cr-Mn 鋼，日本的 Cr-Mo 系鋼，和美國的 SAE86 鋼滿足了中小模數(shù)齒輪用鋼。國產(chǎn)載貨汽車齒輪有的采用美國牌號 SAE8822H 鋼，如 8t和 10t 橋用圓錐齒輪采用 SAE8822H，該鋼主要化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù)，%)為 0.190.25C，0.701.05Mn，0.150.35Si，0.350.75Ni，0.350.65Cr，0.300.40Mo。文獻認為，控制淬透性是解決齒輪畸變問題的關(guān)鍵。為減少畸變應(yīng)

30、選用Jominy 淬透性帶寬在 4HRC 以下的 H 鋼。采用 H 鋼的齒輪熱處理后精度(接觸區(qū))比普通鋼高 70%80%，使用壽命延長。因此，工業(yè)發(fā)達國家先后規(guī)定了滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼的淬透性帶。根據(jù)需要將淬透性帶限制在很窄的范圍(45HRC)。1)在德國訂貨時，可以要求鋼材的淬透性能在給定的范圍內(nèi)，也可以要求縮窄淬透性能的鋼材。17CrNiM06 非常適合制造大模數(shù)重負荷汽車齒輪，該鋼主要化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù)，%)為 0.150.20C，0.400.60Mn，1.501.80Cr，0.250.35Mo，1.401.70Ni。此鋼在我國已開始生產(chǎn)和使用。文獻認為，在 17CrNiM06 鋼齒輪滲碳過

31、程中，在適當(dāng)降低滲碳后期碳勢的同時加快滲碳后的冷卻速度，由空冷改為風(fēng)冷，阻止大塊碳化物的形成，然后在 630cC 進行高溫回火，以析出部分合金碳化物，為的是在 820二次加熱淬火時減少殘留奧氏體量，最終獲得較好的金相組織。2)奧地利Styer重型汽車廠要求淬透性帶寬為 7HRC。3)日本中重型貨車，如“日野”牌 KB222 型載重 9t 汽車和“日產(chǎn)”牌 CKL20DD 型載貨 8t 汽車的變速器齒輪及后橋齒輪廣泛采用 Cr-Mo 系鋼，如 SCM420H 和 SCM822H 鋼，相當(dāng)于我國國產(chǎn)化 20CrMnMoH 和 22CrMoH 鋼。此類鋼具有較高的淬透性能。在一定范圍內(nèi)，齒輪的彎曲疲

32、勞壽命隨著淬透性的增加而提高。文獻指出，長春一汽開始在生產(chǎn)“解放”牌 9t 載貨汽車后橋齒輪時，采用 20CrMnTiH 鋼，即使使用淬透性能為組的鋼材(J9=3642HRC)，熱處理后齒輪輪齒心部硬度也只有 2224HRC，達不到齒輪技術(shù)條件規(guī)定的要求，汽車在使用時，后橋主動和從動圓錐齒輪發(fā)生早期損壞。因此不得不選用淬透性能更高的 Ct-Mo 鋼，其主要成分參考日本的 SCM822H 齒輪鋼，該鋼材的主要化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù)，%)為：0.190.25C，0.550.90Mn，0.150.35Si，0.851.25Cr，0.350.45Mo。經(jīng)與鋼廠協(xié)商，生產(chǎn)出了國產(chǎn)化的新鋼種 22CrMoH

33、鋼，其淬透性能指標(biāo)為 J9=3642HRC，較好地滿足了汽車齒輪的使用要求。但是，該鋼的工藝性能較差，齒輪鍛坯要經(jīng)過等溫退火處理后才能進行切削加工，硬度為 156207HB，金相組織為先共析鐵素體+偽共析珠光體。此鋼淬透性能較高，普通正火容易產(chǎn)生粒狀貝氏體，粒狀貝氏體的出現(xiàn)對切削加工極為不利，不僅使刀具的使用壽命大幅度下降，而且由于異常組織的出現(xiàn)，總是伴隨著金相組織的不均勻性，最終造成齒輪熱處理畸變的增大。4)近年來，美國汽車制造廠家力圖降低生產(chǎn)成本并提高零件的可靠性和耐久性，這就需要產(chǎn)品的幾何尺寸及力學(xué)性能的高度一致。對熱處理的零件要改善產(chǎn)品性能的一致性，必須降低零件淬火后硬度的分散程度，這

34、就與鋼的淬透性能帶的寬窄程度有直接關(guān)系。齒輪心部硬度的一致性將減少熱處理的畸變，從而提高齒輪的精度，并使輪齒表層的殘余壓應(yīng)力分布更加均勻。美國載貨汽車變速器齒輪和后橋主動圓錐齒輪用鋼有的采用SAE8620 鋼和 SAFA820 鋼制造。美國 SAE8620H、SAE8822H 等牌號鋼在我國也已 開始生產(chǎn)(如寶鋼集團上鋼五廠等)和使用，分別用于中型載貨汽車變速器齒輪和后橋圓錐齒輪。9.22 國內(nèi)重型汽車齒輪用鋼目前，我國齒輪鋼基本滿足使用和引進技術(shù)過程國產(chǎn)化的要求，而重型車傳動齒輪及中重型車的后橋齒輪用鋼，尚有待開發(fā)和生產(chǎn)。根據(jù)國內(nèi)重型汽車的使用技術(shù)現(xiàn)狀分析，超載使用和路況較差這兩個問題較為嚴

35、重，而且短期內(nèi)無法克服，這就使齒輪經(jīng)常承受較大的過載沖擊載荷。過載沖擊載荷介于疲勞和斷裂應(yīng)力之間，它對齒輪使用壽命有很大影響，往往造成齒輪早期失效。從這一點來說，大模數(shù)重負荷汽車齒輪應(yīng)選擇 Cr-Ni 或 Cr-Ni-Mo 系鋼，如德國的 17CrNiM06 鋼最好，還有國產(chǎn) 20CrNi3H、20CrNiMoH 鋼。大功率發(fā)動機的問世促進了新型Cr-Ni-Mo 系列齒輪鋼的開發(fā)和應(yīng)用。如新型齒輪用鋼 20CrNi2Mo、17CrNiM06。一汽集團某汽車改裝公司開發(fā)了一種新型載貨汽車橋，其特點是匹配發(fā)動機的功率大。為保證齒輪的使用壽命，對齒輪的材料及質(zhì)量有了更高的要求，原采用22CrMoH

36、鋼制成的后橋主動圓錐齒輪在使用過程中出現(xiàn)早期失效，嚴重時甚至出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象。在熱處理方面，由于齒輪材料熱處理工藝有時不夠穩(wěn)定，部分齒輪的有效硬化層不夠，齒輪心部和表面硬度偏低，這些都是導(dǎo)致齒輪早期失效的主要原因。而且，Cr 容易形成晶間網(wǎng)狀碳化物，有損滲層力學(xué)性能。分析發(fā)現(xiàn)，齒輪輪齒心部硬度低時，過渡層塑性變形會引起滲碳層產(chǎn)生過高應(yīng)力，因而導(dǎo)致滲碳層形成裂紋，最后使整個輪齒斷裂。為此，根據(jù)“斯太爾”汽車橋后橋主動圓錐齒輪使用 20CrNi3H 鋼的良好行車使用效果，應(yīng)確保齒輪的有效硬化層深度在 1.82.2mm，齒輪輪齒心部硬度在 3845HRC，齒輪表面硬度在 6064HRC，碳化物在 13

37、級，馬氏體、殘留奧氏體在 14 級，這樣可使齒輪的使用壽命提高 30%40%。9.23 粉末冶金齒輪粉末冶齒輪是少切屑、無切屑的高新技術(shù)的產(chǎn)物。雖然粉末冶金齒輪在整個粉末冶金零件中難以單獨統(tǒng)計，但無論是按重量還是按零件數(shù)量，粉末冶金齒輪在汽車、摩托車中所占的比例都遠遠大干其他領(lǐng)域中的粉末冶金零件。因此，從汽車、摩托車在整個粉末冶金零件中所占比例的上升可以看出，粉末冶金齒輪在整個粉末冶金零件中處于飛速發(fā)展的地位。如果按零件特點來分，齒輪屬于結(jié)構(gòu)類零件，而結(jié)構(gòu)類零件在整個鐵基零件中所占的絕對重量也遠遠大于其他幾類，粉末冶金零件。主要粉末冶金齒輪(1)凸輪軸齒形帶輪 凸輪軸齒形帶輪是各種汽車發(fā)動機中

38、普遍使用的粉末冶金零件，通過一次成形和精整工藝，不需要其他后處理工藝，可以完全達到尺寸精度要求，尤其是齒形精度。因此，與用傳統(tǒng)機械加工方法制造相比，在材料投入和制造上都大大減少，它是體現(xiàn)粉末冶金特點的典型產(chǎn)品。粉末冶金零件配套舉例配套類別零部件名稱：汽車發(fā)動機；凸輪軸、曲軸正時帶輪，水泵、油泵帶輪，主動、從動齒輪，主動、從動鏈輪，凸輪，軸承蓋，搖臂，襯套，止推板，氣門導(dǎo)管，進、排氣門閥座汽車變速箱；各種高低速同步器齒轂及組件，離合器齒輪，凸輪、凸輪軸，滑塊，換擋桿，軸套，導(dǎo)塊，同步環(huán)摩托車零件；從動齒輪及組件，鏈輪，起動棘爪，棘輪，星形輪，雙聯(lián)齒輪，副齒輪，變速齒輪，推桿凸輪，軸套，滑動軸承，

39、定心套，從動盤，進、排氣門閥座 汽車、摩托車油泵；各種油泵齒輪、齒轂，各種油泵轉(zhuǎn)子，凸輪環(huán)汽車、摩托車減振器各種活塞，底閥座，導(dǎo)向座壓縮機各種活塞，缸體，缸蓋，閥板，密封環(huán)農(nóng)機產(chǎn)品 各種軸套，轉(zhuǎn)子，軸承.其他；分電器齒輪，行星齒輪，內(nèi)齒盤，組合內(nèi)齒輪，各種不銹鋼螺母，磁極。GearGear (Gear) is relying on the tooth meshing torque rotavirus mechanical parts.Gear withother dentate machinery parts, such as a worm gear, rack, transmission,

40、which can realize changedthe direction of rotation speed and torque, change the direction of movement and change themovement forms, and other functions.Owing to the high transmission efficiency, accurate andadvantages of large range of power transmission ratio, gear mechanism is widely used in indus

41、trialproducts, the design and manufacture level directly affects the quality of industrial products.Geartooth buckle each gear will drive the other gears to transmit power.Separate two gears, chains canalso be applied, caterpillar, on both sides of the belt to drive gear and transmission power.Basic

42、 introduction.In the application of transmission gear appeared very early.More than three hundred years BC, theancient Greek philosopher Aristotle in the mechanical problems, it expounds the bronze or irongear transmission problem of rotary motion.Invented in ancient China, has been applied in theen

43、tire gear train.However, the ancient gear is made of wood or metal moulds, can only transferbetween shaft rotary motion, cannot guarantee the stability of transmission, the bearing capacity ofthe gear are also small.According to historical records, in 400 200 BC in ancient China hasalready started t

44、o use gear, shanxi unearthed bronze gears in our country is by far the oldest gearhad been found, as a reflection of ancient science and technology achievements of this work is togear mechanism as the core mechanism.The 17th century, people started to research, can bedelivered right tooth shape of t

45、he movement.The 18th century, Europe after the industrialrevolution, the application of gear transmission is increasing day by day widely;First thedevelopment of cycloidal gear, then the involute gear, until the beginning of the 20th century,involute gear has set up a file in the application.As earl

46、y as in 1694, French scholar Philippe De La Hire forward involute tooth shape curvecan be used as in the first place.In 1733, the French M.C amus put forward the common normal oftooth contact must be on the center of the node.A auxiliary instantaneous center line respectivelyalong the big wheel and

47、little wheel of the instantaneous center line (pitch) for pure rolling, andthe auxiliary instantaneous center line solid coupling of auxiliary tooth shape on the big wheel andlittle wheel envelope formed by two tooth profile curve is conjugated to each other, this is Camustheorem.It takes into accou

48、nt the two tooth surface meshing state;Clearly established the modernconcept about contact trajectory.In 1765, Swiss L.E uler involute profile analytic researchmathematical foundation, illustrates a pair of meshing gears, the tooth profile curve of the radiusof curvature and curvature center positio

49、n.Later, babies further complete the method, and is nowthe Eu - let - babies equation.Can contribute to the application of involute tooth profile is Roteft WUlls, he put forward the centre distance change when involute gear has the advantages of theangular speed ratio unchanged.In 1873, a German eng

50、ineer Hoppe is put forward, with differentnumber of teeth of involute tooth profile of gear in the pressure Angle is changed, thus laid theideological basis of modern shift gear.The end of the 19th century, generative principle of gear cutting method and using the principle ofgear cutting machine an

51、d cutting tool appeared, after making the gear machining with the morecomprehensive means, involute profile shows high more optimal sex.Teeth mesh as long as thegear cutting tools from the normal position when moving slightly, can use the standard cutter cutout the corresponding shift gears in machi

52、ne tool.In 1908, the Swiss MAAG displacement methodis studied and manufacturing export as processing gear shaper, later, the BSS, American AGMA,Germany DIN successively put forward many kinds of method to calculate the deflection of gear.In order to improve the service life of the power transmission

53、 gear and reduce its size, in additionto from material, heat treatment and structure improvement, the circular arc tooth profile of gearobtained the development.In 1907, the British Frank Humphris published a circular arc toothprofile at the earliest.In 1926, rui natives Eruest Wildhaber a patent on

54、 the method of surface arctooth profile helical gears.In 1955, the Soviet unions M.L.N ovikov completed practical researchof arc tooth profile gear and get the order of Lenin.In 1970, the British Rolh - Royce companyengineers R.M.S tuder achieved double circular arc gear patent in the United States.

55、This kind ofgear is now increasingly attention by people, in the production of the show The benefits.Gear is to be able to mesh each other toothed machine part, its application in the field ofmechanical transmission and the whole machinery is extremely broad.Modern gear technology hasreached: the mo

56、dule of gear o. 004 100 mm;Gear diameter by 1 mm 150 m;On the transmittedpower can reach hundreds of kilowatts;Speed up to hundreds of thousands of revolutions perminute;The circumference of the highest speed of 300 m/SEC.With the development of production, the gear operation stability.1674 Danish a

57、stronomer roemerfirst with outer cycloid tooth profile curve is put forward, in order to get stable running gear.In the 18th century industrial revolution, gear technology got rapid development, people havemade a lot of research on gear.In 1733 the French mathematician card meters published profilem

58、eshing basic laws;In 1765 the Swiss mathematician euler proposed using involute tooth profilecurve.Emerged in the 19th century gear hobbing machine and gear shaper, solves the problem of massproduction and high precision gear.In 1900, ford for gear hobbing machine is installed on thedifferential dev

59、ice, can work out helical gear on gear hobbing machine, gear hobbing machine rollgrinding wheel gained popularity, generating method processing gear of the landslide, gearinvolute gear become the most widely used.In 1899, pull up the first implementation of the project of the modified gear.Modified

60、gear can notonly avoid wheel tooth root cutting, can also gather together with center distance and improve thebearing capacity of the gear.In 1923 Americas Wilder Hubble first put forward the circular arctooth profile of gear, 1955 Sue his circular-arc gear to carried on the thorough research, circu