40Cr机床齿轮热处理工艺讲解.docxVIP

 PAGE \* MERGEFORMAT 34 40Cr机床齿轮热处理工艺目 录 1.毕业设计任务书4 2.毕业设计说明书4 1 概述4 1.1 齿轮的工作条件分析4 1.2 齿轮的选材要求4 1.3齿轮的材料选择6 2 热处理工艺6 2.1 齿轮钢常用热处理工艺6 2.2 齿轮材料的主要热处理特性6 3 热处理工艺的设计7 3.1 热处理变形7 3.2 淬火变形的原因分析7 3.3 最终热处理工艺8 4 40cr介绍8 4.1 40cr特性及用途8 4.2 热处理工艺9 4.3 40Cr的化学成分及临界温度9 4.4 40Cr的性质9 5 40Cr热处理工艺特性介绍9 5.1 预备热处理9 5.2 最终热处理9 6 热处理工艺的制定10 6.1 退火工艺的制定10 6.2 正火工艺的制定10 6.3 淬火工艺的制定10 6.4 回火工艺的制定11 7 40Cr热处理冲击韧性与硬度12 8 40Cr热处理金相组织分析13 8.1 正火热处理13 8.2 调质处理13 9 机床齿轮14 10 变速箱齿轮16 10.1 齿轮热处理概17 10.2 40Cr齿轮热处理工艺设计18 10.3 40Cr齿轮的热处理工艺设计19 10.4 40Cr的正火工艺理论基础、原则20 10.5 40Cr的气体渗碳工艺理论基础、原则20 10.6 40Cr齿轮热处理常见缺陷的预防及补救方法22 3.毕业设计总结25 4.参考文献27 40Cr机床齿轮热处理工艺设计 摘要：本文通过制定40Cr钢退火、正火、淬火、回火、调质热处理工艺，测定在各种热处理情况下试样的硬度和冲击韧性，并进行材料的金相组织分析，确定40Cr机床齿轮的最终性能；运用了一套完整的热处理工艺；设计出了符合标准要求的40Cr机床齿轮。 关键词：机床齿轮 ；40Cr ；热处理 1 概述 1.1 齿轮的工作条件分析 一对齿轮在运转工作时，两齿面啮合运动： (1) 因传递扭矩而使齿根部受到很大的交变弯曲应力； (2) 同时使齿面有相互滚动和滑动摩擦的摩擦力； (3) 在齿轮面窄小接触处承受很大的交变接触压应力； (4) 由于运转过程中的换挡、启动和啮合不均，使齿部承受一定的冲击载荷作用； (5) 此外，瞬时过载、润滑油腐蚀及外部硬质磨粒的侵入等情况，都可以加剧齿轮工作条件的恶化。 1.2 齿轮的选材要求 齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低，常用于尺寸较大的齿轮；灰铸铁的力学性能较差，可用于轻载的开式齿轮传动中；球墨铸铁可部分的代替钢来制造齿轮。 1.3齿轮的材料选择 齿轮是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件，合理地选择和使用金属材料尤为重要。大致上讲，应主要满足齿轮材料所需的力学性能、工艺性能和经济性要求三个方面： 1.3.1满足齿轮材料的力学性能 材料的力学性能包括强度、硬度、塑性及韧性等，反映材料在使用过程中所表现出来的特性。齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力，齿根部有最大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，心部要有一定的强度和韧性。 1.3.2满足齿轮材料的工艺性能 材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工，因此选材时要对材料的工艺性能加以注意。一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好，其力学性能可以满足一般工作条件的要求。但强度不够高，淬透性较差。而合金钢淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过改变工艺规程、热处理方法等途经来改善材料的工艺性能。 1.3.3满足齿轮材料的经济性要求 所谓经济性是指最小的耗费取得最大的经济效益。在满足使用性能的前提下，选用齿轮材料还应注意尽量降低零件的总成本。我们可以从以下几方面考虑：从材料本身价格来考虑。碳钢和铸铁的价格是比较低廉的，因此在满足零件力学性能的前提下选用碳钢和铸铁，不仅具有较好的加工工艺性能，而且可降低成本。从金属资源和供应情况来看，应尽可能减少材料的进口量及价格昂贵材料的使用量。从齿轮生产过程的耗费来考虑：采用不同的热处理方法相对加工费