IM电竞 IM电竞平台IM电竞 IM电竞平台IM电竞 IM电竞平台❖ 材料：20CrMnTi钢。 热处理：渗碳、淬火、低温回火，渗碳层 深1.2mm～1.6mm。 性能要求： 齿面硬度HRC58～HRC62，心部硬度 HRC33～HRC48。 工艺路线： 下料→锻造→正火→切削加工→渗碳、淬 火、低温回火→磨加工。

　　❖ 3）找出关键的性能要求，确定零件应 具有的力学性能判据或理化性能指标。

　　1）齿轮的作用 传递扭矩、调节速度、改变运动方向。 2）工作条件 （1）齿根受很大交变弯曲应力作用、齿面受较大接触应力 并有强烈的摩擦和磨损。 （2）承受一定的冲击载荷。 3）失效形式 轮齿折断、齿面磨损、齿面剥落、齿面点蚀、过载断裂等。 4）力学性能要求 （1）高的弯曲疲劳强度 （2）齿面应具有高的接触疲劳强度、高的硬度和耐磨性 （3）齿轮心部应具有良好的综合力学性能或较好的强韧性

　　1）轴类零件的作用 支承传动零件、传递运动和动力。 2）工作条件 （1）承受较大的交变弯曲应力、扭转应力 （2）轴颈和花键部位承受较大的摩擦 （3）一定的冲击载荷 3）失效形式 疲劳断裂、过量的弯曲变形和扭转变形、过量磨损。 4）力学性能要求 （1）良好的综合力学性能 （2）轴颈等部位应具有高的硬度和良好的耐磨性 （3）高的疲劳强度

　　❖ 机床导轨的精度对整个机床的精度有很 大的影响。必须防止其变形和磨损，所以 机床导轨通常都是选用灰口铸铁制造，如 HT200和HT350等。

　　（1）轻载齿轮 转动速度一般都不高，大多用45钢 制造，经正火或调质处理。

　　（2）中载齿轮 一般用45钢制造，正火或调质后， 再进行高频表面淬火强化，以提高齿轮的承载能 力及耐磨性。对大尺寸齿轮，则需用40Cr等合金 调质钢制造。

　　（3）重载齿轮 对于某些工作载荷较大，特别是运 转速度高又承受较大冲击载荷的齿轮大多用20Cr、 20CrMnTi等渗碳钢制造。经渗碳、淬火处理后使 用。例如变速箱中一些重要传动齿轮等。

　　❖ （3）虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用。 只要发生上述三种情况中的任何一种，都认为零件已 经失效。

　　❖ （1）轻载主轴 工作载荷小，冲击载荷不大， 轴颈部位磨损不严重，例如普通车床的主轴。 这类轴一般用45钢制造，经调质或正火处理， 在要求耐磨的部位采用高频表面淬火强化。 （2）中载主轴 中等载荷，磨损较严重，有 一定的冲击载荷，例如铣床主轴。一般用合 金调质钢制造，如40Cr钢，经调质处理，要 求耐磨部位进行表面淬火强化。 （3）重载主轴 工作载荷大，磨损及冲击都 较严重，例如工作载荷大的组合机床主轴。 一般用20CrMnTi钢制造，经渗碳、淬火处理。

　　❖ 对特定工作条件下的零件作具体分析 找出其 主要的失效方式和主要的失效抗力指标 确定提 高失效抗力指标的途径。如曲轴

　　1）调查取证阶段 （1）尽量仔细地收集失效零件的残骸，并拍照记录实 况，确定重点分析的对象，样品应取自失效的发源部位， 或能反映失效的性质或特点的地方。 （2）详细记录并整理失效零件的有关资料，如设计情 况（图纸）、实际加工情况及尺寸、使用情况等。

　　❖ 必须指出，实际零件在工作中往往不只是一种失效方 式起作用。但一般来说，造成一个零件失效时总是一 种方式起主导作用，很少有两种方式同时都使零件失

　　❖ 热处理：整体调质，轴颈及锥孔表面淬火。 性能要求：整体硬度HB220～HB240；轴 颈及锥孔处硬度HRC52。

　　❖ 工艺路线： 锻造→正火→粗加工→调质→精加工→局 部表面淬火及低温回火→磨削。 该轴工作应力很低，冲击载荷不大， 45钢处理后屈服极限可达400MPa以上，完 全可满足要求。现在有部分机床主轴已经 可以用球墨铸铁制造。

　　❖ 表11-1列举了一些常用零件的工作条件、主要失效 方式及所要求的主要机械性能指标。

　　❖ 材料的工艺性能包括以下内容： （1）铸造性能 包含流动性、收缩性、疏松及偏析 倾向、熔点高低等。P131表9-2 （2）压力加工性能 指材料的塑性和变形抗力等。 （3）焊接性能 包括焊接应力、变形及晶粒粗化倾 向，焊缝脆性、裂纹、气孔及其它缺陷倾向等。 （4）切削加工性能 指切削抗力、零件表面光洁度、 排除切屑难易程度及刀具磨损量等。 （5）热处理性能 指材料的热敏感性、氧化、脱碳 倾向、淬透性、回火稳定性、淬火变形和开裂倾向 等。

　　速中等，工作平稳无强烈冲击，因此其齿面强 度、心部强度和韧性的要求均不太高，一般用 45钢制造，采用调质、高频淬火表面强化。 ❖ 例：普通车床床头箱传动齿轮。 材料：45钢。 热处理：正火或调质，齿部高频淬火和低温回 火。 性能要求：齿轮心部硬度为HB220～HB250； 齿面硬度HRC52。 工艺路线： 下料→锻造→正火或退火→粗加工→调质或正 火→精加工→高频淬火→低温回火 （拉花键孔） →精磨。

　　IM电竞 电子竞技平台

　　IM电竞 IM电竞app

　　变载荷作用，要求沿截面性能均匀一致，轴 颈处要求耐磨(HRC50-55)。试(1)选择合适的 材料；(2)编排加工工艺路线)说明各热 处理工序的主要作用；(4)写出轴颈部最终组 织(表层和心部)。

　　❖ 为了提高淬透性，并在油中淬火防止变形 和开裂，中、小型汽车的半轴一般用40Cr 制造，重型车用40CrMnMo等淬透性很高 的钢制造。

　　❖ 例：130载重车半轴 材料：40Cr。 热处理：整体调质。 性能要求：杆部HRC37～HRC44；盘部外 圆HRC24～HRC34。 工艺路线： 下料→锻造→正火→机械加工→调质→盘 部钻孔→磨花键。

　　❖ 汽车齿轮的工作条件远比机床齿轮恶劣， 特别是主传动系统中的齿轮，它们受力较 大，超载与受冲击频繁，因此对材料的要 求更高。

　　❖ 为了进一步提高齿轮的耐用性，除了渗碳、 淬火外，还可以采用喷丸处理等表面强化 处理工艺。

　　2）分析研究阶段 （1）对所选试样进行宏观（用肉眼或立体显微镜）及 微观（用高倍的光学或电子显微镜）断口分析，确定失 效的发源点及失效的方式。

　　（2）对失效样品进行性能测试、组织分析、化学 分析和无损探伤，检验材料的性能指标是否合格， 组织是否正常，成分是否符合要求，有无内部或 表面缺陷等等。

　　（3）断裂力学分析。在某些情况下需要进行断裂 力学计算，以便于确定失效的原因及提出改进措 施。

　　4力学性能要求1高的弯曲疲劳强度2齿面应具有高的接触疲劳强度高的硬度和耐磨性3齿轮心部应具有良好的综合力学性能或较好的强韧性31齿轮类零件机床齿轮类零件的选材1轻载齿轮转动速度一般都不高大多用45钢制造经正火或调质处理

　　IM电竞 电子竞技平台

　　IM电竞 IM电竞app

　　❖ （2）塑性变形失效与选材 ❖ 决定塑性变形失效难易程度的指标是材料的屈服强度。

　　❖ 选材的经济性不单是指选用的材料本身价格应便宜， 更重要的是采用所选材料来制造零件时，可使产品的 总成本降至最低，同时所选材料应符合国家的资源情 况和供应情况，等等。

　　❖ 对所选材料使用性能的要求，是在对零件的工作条 件及零件的失效分析的基础上提出的。

　　❖ 零件的工作条件是复杂的，要从受力状态、载荷性 质、工作温度、环境介质等几个方面全面分析。

　　❖ 为了更准地了解零件的使用性能，还必须分析零件 的失效方式，从而找出对零件失效起主要作用的性 能指标。

　　设计、材料、加工和安装使用四个方面，图9-1是导致 零件失效的主要原因的示意图。

　　❖ 零件在工作时的受力情况一般比较复杂，往往承受多 种应力的复合作用，因而造成零件的不同失效形式。 零件的失效形式有超量变形、断裂和表面损伤三大类 型。如图9-2所示。