齒輪的制造材料和熱處理過(guò)程對(duì)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(dòng)尺寸和重量無(wú)嚴(yán)格限制,以及小量生產(chǎn)的一般機(jī)械中,因?yàn)榕鋵?duì)的齒輪中,小輪負(fù)擔(dān)較重,因此為使大小齒輪工作壽命大致相等,小輪齒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(jìn)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(huì)產(chǎn)生變形,因此在熱處理之后須進(jìn)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。
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小齒輪比回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)的更快,所以它需要具有更長(zhǎng)的表面疲勞壽命,可以通過(guò)全淬透或者局部淬火達(dá)成這一目標(biāo),全淬透時(shí),要注意不能讓齒牙過(guò)硬過(guò)脆,應(yīng)該保證其可以與回轉(zhuǎn)支承嚙合后能夠正常工作,當(dāng)表面硬度和延展性是主要關(guān)注問(wèn)題的時(shí)候,對(duì)小齒輪采用局部淬火也是一種替代方法。
淬火區(qū)域一直到齒根圓角處為止的,比包括齒根圓角處及齒頂側(cè)面的,強(qiáng)度明顯降低,這種熱處理包括滲碳處理,滲氮處理和感應(yīng)淬火,任何時(shí)候,對(duì)淬火情況進(jìn)行評(píng)估是非常重要的,可以確認(rèn)齒輪是否能夠應(yīng)對(duì)預(yù)期用途,小齒輪的性能應(yīng)該等同于或者強(qiáng)于與其嚙合的回轉(zhuǎn)支承。
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對(duì)于齒輪面單面磨損,如果結(jié)構(gòu)允許,可將齒輪調(diào)換位置或翻轉(zhuǎn)180度,使用其未磨損的一面,建議是成對(duì)翻轉(zhuǎn)使用,或?qū)⑴c其配合的齒輪換成新品,以保證齒輪正常嚙合,齒輪個(gè)別或幾個(gè)輪齒磨損或齒端兩面磨損超過(guò)極限等,都可以根據(jù)齒輪損壞情況,在齒輪的整個(gè)或部分表面上堆焊一層或數(shù)層金屬,齒輪的焊補(bǔ)修復(fù)可分為電焊和氣焊。堆焊修復(fù)齒輪,操作簡(jiǎn)單,修復(fù)質(zhì)量較好。
塔形齒輪是由幾個(gè)齒輪制造在一起的,各個(gè)齒輪的損壞程度不同,如個(gè)別齒輪的輪齒磨損,可用更換齒圈的方法修復(fù),先車(chē)去需修復(fù)齒輪的全部輪齒,另外制造一個(gè)齒圈壓裝在車(chē)去輪齒的部位上,為了防止新齒圈松動(dòng),可在齒圈與齒輪相結(jié)合處沿圓周用電焊點(diǎn)焊,或鉆孔打入穩(wěn)釘加以固定。
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