關(guān)于齒輪齒面熱處理硬度與應(yīng)力問(wèn)題

chen0394

在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，一般要求材料調(diào)質(zhì)，然后齒面高頻處理，硬度HRCxx-xx
硬度與強(qiáng)度對(duì)照表上，碳鋼的最大抗拉強(qiáng)度是1744Mpa（一般碳鋼才幾百Mpa，不應(yīng)該有這么大啊？）對(duì)應(yīng)的是HRC50,也就是說(shuō)碳鋼做的齒輪，齒面的熱處理硬度最大是HRC50，然而一般圖紙技術(shù)要求一般都會(huì)超過(guò)HRC50，為什么？

hoot6335

表面硬度的大小是根據(jù)硬度計(jì)打出來(lái)的結(jié)果。至于硬度跟抗拉強(qiáng)度的關(guān)系沒(méi)研究過(guò)，不太好說(shuō)。
個(gè)人愚見(jiàn)：淬火是表面硬度的特性，而抗拉強(qiáng)度是材料整體（特別是內(nèi)部材料）的力學(xué)特性。兩者對(duì)象不同，不能簡(jiǎn)單對(duì)照。
6 C& S: n8 K/ a/ c; i     為了回帖，特找了點(diǎn)資料：  
3 y. A: c- F" q( ~4 y4 _8 ~7 m     一般來(lái)講，當(dāng)鋼的硬度在500HB以下時(shí)，其抗拉強(qiáng)度與硬度成正比。當(dāng)也不是絕對(duì)的，要看場(chǎng)合。
熱處理：回火溫度低時(shí)，抗拉強(qiáng)度與HRC時(shí)的相關(guān)關(guān)系便可能被破壞，鋼的回火溫度，硬度和抗拉強(qiáng)度的關(guān)系如下圖表示：
: B) j8 w* l4 J
由此圖可見(jiàn)硬度隨回火溫度的升高而下降，但在淬火狀態(tài)以及300℃以下低溫回火時(shí)，硬度與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系難以成立。當(dāng)回火溫度在300℃左右時(shí)，抗拉強(qiáng)度與HRC具有相關(guān)關(guān)系，即硬度高，抗拉強(qiáng)度就高；硬度低，抗拉強(qiáng)度就低。在低溫回火狀態(tài)欲求出抗拉強(qiáng)度值是很困難的，因?yàn)榇藭r(shí)抗拉強(qiáng)度值分布很離散。
8 c6 N8 I. E& Z- G5 J0 I& N8 h   由于低溫回火件的抗拉強(qiáng)度不穩(wěn)定而不能確定，故在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）中也是通試驗(yàn)來(lái)測(cè)定400℃以上溫度回火件的拉伸特性（也有300℃回火工件）。換言之是只對(duì)調(diào)質(zhì)件（淬火+400℃回火）進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。在工業(yè)上只是在要求抗旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞和抗磨損時(shí)才使用低溫回火件。高頻淬火和滲碳淬火即為此適用例。受拉應(yīng)力的零件不采用低溫回火。不過(guò)在低碳鋼中，但淬火后能發(fā)生自回火(故Ms點(diǎn)高)時(shí)，亦有在淬火狀態(tài)下使用者。低碳鋼的板條馬氏體組織結(jié)構(gòu)自回火，正可在工業(yè)上應(yīng)用，但此時(shí)必須考慮淬透性和質(zhì)量效應(yīng)（必要時(shí)應(yīng)添加B、Cr、Mn等金屬元素）。

走路empty

應(yīng)該是合金鋼 并且表面滲了些東西才能達(dá)到那樣的強(qiáng)度

chen0394

hoot6335 發(fā)表于 2014-10-9 23:27
表面硬度的大小是根據(jù)硬度計(jì)打出來(lái)的結(jié)果。至于硬度跟抗拉強(qiáng)度的關(guān)系沒(méi)研究過(guò)，不太好說(shuō)。
0 @4 n5 u% w2 f個(gè)人愚見(jiàn)：淬火 ...

謝謝hoot6335的回復(fù)，
我的意思是：齒輪齒面的硬度設(shè)計(jì)值（如HRC58-62）是怎么來(lái)的？依據(jù)是什么？它與齒面的接觸強(qiáng)度的關(guān)系是怎樣的？

hoot6335

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 10:49
謝謝hoot6335的回復(fù)，
我的意思是：齒輪齒面的硬度設(shè)計(jì)值（如HRC58-62）是怎么來(lái)的？依據(jù)是什么？它與齒 ...

/ t# a, w4 j8 O這個(gè)俺確實(shí)沒(méi)有研究過(guò)，說(shuō)的不對(duì)請(qǐng)海涵。也希望能一起探討，讓自己漲個(gè)知識(shí)。
“齒輪齒面的硬度設(shè)計(jì)值（如HRC58-62）是怎么來(lái)的？”：根據(jù)這硬度值，俺認(rèn)為這是硬齒面接觸。提高到這種硬度主要原因是防止齒面磨損，提高齒輪壽命。而硬度的范圍，除了手冊(cè)上推薦的外，還有的是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)比來(lái)確定的。比如：這次用HRC40~45，下次用HRC50~55……最終哪組齒面磨損小就采用哪個(gè)。當(dāng)然，現(xiàn)在很多企業(yè)是采用橫向?qū)Ρ然驓v史習(xí)慣來(lái)確定硬度范圍。如：競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手用了HRC50~55，俺也這么用，或者比對(duì)手高點(diǎn)就用HRC58~60。又比如，俺用了HRC40~45，齒輪運(yùn)行的也不錯(cuò)，沒(méi)出問(wèn)題，那就一直這么用下去。
歸結(jié)到一點(diǎn)，齒輪的硬度是根據(jù)實(shí)際使用情況以及成淬火本來(lái)綜合考慮的。
  N$ A  c- S3 a: M7 [
“它與齒面的接觸強(qiáng)度的關(guān)系是怎樣的？”齒面的硬度提高，有助于提高齒輪面抗點(diǎn)蝕、抗磨損的能力。即當(dāng)材料一定的情況下，提高硬度值，可以增強(qiáng)齒輪的壽命。

chen0394

hoot6335 發(fā)表于 2014-10-10 11:09
! Y, W6 }3 {& j7 V這個(gè)俺確實(shí)沒(méi)有研究過(guò)，說(shuō)的不對(duì)請(qǐng)海涵。也希望能一起探討，讓自己漲個(gè)知識(shí)。
“齒輪齒面的硬度設(shè)計(jì)值（ ...

你說(shuō)的也很有道理，不過(guò)抗點(diǎn)蝕、抗磨損的只是定性的分析，而齒的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度是可以算并校核的。
$ |8 r' f7 H# O0 ]! i. r$ g硬度是跟接觸疲勞強(qiáng)度有關(guān)的，二者都是可量化的，應(yīng)該有一些對(duì)應(yīng)關(guān)系才是，俺學(xué)識(shí)淺，一直沒(méi)找到這方面的資料。
0 ~4 ]% R0 O( W: W3 Z# C不知我說(shuō)的對(duì)不對(duì)。
8 R# z- F* ?7 B/ G$ g) a

Dandylian

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 11:48
你說(shuō)的也很有道理，不過(guò)抗點(diǎn)蝕、抗磨損的只是定性的分析，而齒的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度是可以算并校 ...

( [" h( j$ ]2 t1 e樓主可查詢(xún)QCN29018-91標(biāo)準(zhǔn)及編寫(xiě)說(shuō)明,有這方面詳細(xì)的介紹!

hoot6335

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 11:48
你說(shuō)的也很有道理，不過(guò)抗點(diǎn)蝕、抗磨損的只是定性的分析，而齒的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度是可以算并校 ...

' K7 `6 H3 P) X: Z' D- p俺的理解：影響“彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度”的主要因素是——制作齒輪的材料。如：45鋼和QT500制作同樣的齒輪，其“彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度”是不一樣的。
而齒面硬度，主要影響齒輪表面的的抗磨損程度。對(duì)“彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度”的影響極小。
因?yàn)椋��?dāng)齒輪的受力足夠大，以致一嚙合就能把齒搞斷，這時(shí)候無(wú)論齒輪表面的硬度到多少，都一樣斷齒。這時(shí)候，就不能單純的說(shuō)“齒面硬度”與“彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度”有對(duì)照關(guān)系了。

chen0394

hoot6335 發(fā)表于 2014-10-10 12:52
俺的理解：影響“彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度”的主要因素是——制作齒輪的材料。如：45鋼和QT500制作同樣 ...

/ o1 Q* B/ [7 H0 I8 d9 J. L彎曲疲勞強(qiáng)度是按輸入扭矩計(jì)算的，按正常情況是不會(huì)拆斷齒的，你說(shuō)的“受力足夠大”是非正常的破壞，齒面硬度只是齒面的表面層，里面還是有韌性的。
計(jì)算許用的接觸疲勞應(yīng)力[σh]時(shí)，要用到齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限圖，里面會(huì)有熱處理硬度與疲勞極限的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
我在網(wǎng)上找到了這樣的資料，如圖的疲勞強(qiáng)度與硬度關(guān)系式計(jì)算，但為什么是這樣算的，什么情況用2HB,0.93HB,17HRC,這些系數(shù)是怎么來(lái)的？還不太明白？
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yccando06

chen0394 發(fā)表于 2014-10-10 10:49
謝謝hoot6335的回復(fù)，
我的意思是：齒輪齒面的硬度設(shè)計(jì)值（如HRC58-62）是怎么來(lái)的？依據(jù)是什么？它與齒 ...

# q5 V. q7 U9 q- I- q7 N( RHRC的測(cè)量極限了吧，再高的話要用HV了
. c/ ?/ U6 l8 x3 X  y! {* \0 H再說(shuō)硬度達(dá)到HRC55-60，已經(jīng)很高了
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