轴斜齿轮设计说明书汇总.docxVIP

设计说明书一、设计内容和步骤1.1技术要求：零部件名称：轴斜齿轮钢种：20CrMnTi要求：齿面渗碳深度1.2-1.8mm，淬火硬度HRC56-65，齿芯硬度HBC280-3201.2零部件的工作条件、破坏方式工作条件：高速重载或中载破坏方式：轮齿折断，齿面疲劳，齿面耗损，裂纹，永久变形。1.3性能要求 针对以上的失效形式 要求齿轮有高强度，以适应高速重载，抵抗折断的要求；齿面要有很好的耐磨性，齿芯还要具有一定的韧性。二、零部件用钢的分析2.120CrMnTi钢的化学成分的作用2.1.120CrMnTi钢的化学成分表碳C：0.17～0.23硅Si：0.17～0.37锰Mn：0.80～1.10铬Cr：1.00～1.30硫S：允许残余含量≤0.035磷P：允许残余含量≤0.035镍Ni：允许残余含量≤0.030铜Cu：允许残余含量≤0.030钛Ti：0.04～0.102.1.2合金元素的作用（1）、20CrMnTi钢中加入Cr、Mn元素，主要是提高钢的淬透性。（2）、20CrMnTi钢中加入Ti元素主要是为了细化晶粒。（3）、20CrMnTi钢淬火加热时，Cr、Mn、Si元素完全固溶于奥氏体中，提高钢的淬透性。Ti元素以TiC形式钉扎于奥氏体晶界，阻止奥氏体晶粒长大。（4）、20CrMnTi钢淬火后，Cr、Mn、Si元素固溶强化基体组织，并改善回火稳定性。（5）、20CrMnTi钢低温回火时，部分Cr、Mn元素从基体组织扩散到析出的渗碳体Fe3C中，形成合金渗碳体，（Cr、Mn、Fe）3C，改善其硬度，合金渗碳体（Cr、Mn、Fe）3C与碳化物TiC同基体组织一起共同作用，使钢产生较高的强度、硬度与耐磨性，同时保持良好的韧性。2.1.320CrMnTi钢的组织及性能20crMnTi钢是低碳低合金结构钢,该钢通常在化学热处理状态下使用。经渗碳或 碳氮共渗处理后,具有良好的耐磨性能和抗弯强度,以及较高的抗多次冲击能力。该钢 还可在调质状态下使用,其热处理工艺简单,热加工和冷加工性能均较好,在兵器工业 中,主要用来制造截面在30mm以下的承受中等载荷的零件,如履带车辆的左右分离 圈、同步器固定齿套等。 20crMnTi钢作为低碳马氏体用钢,经淬火低温回火后,在获得高强度的同时,比优质碳素钢有更好的塑性、韧性的配合,其冷脆倾向较小,低温冲击值高,综合机械性能良好,可用以制造中小尺寸的高强度零件。2.220CrMnTi钢的热处理工艺性能分析（1）20CrMnTi钢经淬火和不同温度回火后,具有良好的综合力学性能,因此,除在化学热处理状态下使用外,还可做为低碳马氏体钢制造中小尺寸的高强度零件。 （2）20CrMnTi钢淬火后获得低碳马氏体组织,由于自回火现象使该钢的性能与低温回火时相近,即具有高强度和良好的塑性与韧性,因而可以在淬火状态下直接应用。 （3）应用20CrMnTi钢制造要求高精度尺寸稳定的零件,在淬火后应进行回火处理。当在150~250℃进行回火时,将获得最佳强韧性能配合,如在300~400℃温度范围内回火时,则出现回火脆性,对一般结构零件应设法避免和克服,而对某些兵器零件可用此满足其特殊性能要求。2.320CrMnTi钢的组织性能与各种热处理工艺的关系正火：加热温度在Ac3线之上，细化晶粒消除组织缺陷。以获得珠光体+少量铁素体组织淬火：淬火温度高，淬透性中等，变形较大，硬度不高，耐磨性差气体渗碳：加热温度不超过920度，以避免晶粒长大淬火与回火：芯部保持良好的韧性的同时，表层获得高的强度、硬度、耐磨性与耐蚀性三、热处理工艺方案及工艺参数的论述3.1零部件的加工工艺路线及论证下料→锻造→正火→齿形加工→渗碳→淬火→低温回火→喷丸→磨切削加工20CrMnTi钢在锻造后空冷所得组织为片状珠光体与网状碳化物，这样是组织硬而脆，难以切削加工且在以后淬火过程中容易出现变形开裂。而正火可以得到珠光体组织与片状珠光体相比，硬度低便于切削加工。渗碳使工件表层获得高的硬度同时芯部碳含量适中，淬火加低温回火让其保持高硬度的同时具有一定的韧性。3.2热处理工艺、参数及曲线正火：正火温度为930~950℃，冷却方式为出炉空冷，冷却介质为空气。渗碳：进行气体渗碳，加热900~920℃，以0.15~0.2mm/h计保温时间，加热温度不超过920℃，以避免晶粒粗大，渗碳介质为煤油。淬火：淬火温度为850~870℃，淬火冷却的方式为油冷，淬火方式为单液油淬。回火：回火温度为150`250℃,回火保温时间为150~180min.图1：热处理总工艺曲线3.3工艺参数选择原理3.3.1正火温度20CrMnTi钢AC3约为820℃，为促使奥氏体均匀化，增大过冷奥氏体稳定性，选择的加热温度在930~950℃3.3.2正火保温时间选定的依据：保温时间可按下列公式进行计