平键连接轴和齿轮

《平键连接轴和齿轮》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、郑凯悦201021010133郭鹏伟201021010115陈绪高201021010120过程装备基础组员：现有一平键连接的齿轮和轴问题:1.试为齿轮与轴选择合适的材料和热处理方法2.分析平键的受力，如何校核键的强度1.齿轮材料及热处理2.轴的材料及热处理3.连接的材料选择及处理4.平键的受力分析，强度校核一.齿轮1.定义：轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。2.失效形式：齿轮折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合。3.齿轮的材料：45号钢中碳合金钢铸钢低碳合金钢最常用，经济、货源充足铸铁40Cr、40MnB、

2、35SiMn等20Cr、20CrMnTi等ZG270-500、ZG310-570等HT300、QT500-5等尼龙、夹布胶塑等。选材时考虑：工作条件、载荷性质、经济性、制造方法等。齿轮毛坯锻造—选可锻材料；铸造—选可铸材料。金属材料非金属材料调质正火表面淬火渗碳淬火表面氮化软齿面。改善机械性能，增大强度和韧性。硬齿面。接触强度高、耐磨性好、可抗冲击。配对齿轮均采用软齿面时：小齿轮受载次数多，故材料应选好些，热处理硬度稍高于大齿轮(约30~40HBS)。4.齿轮的热处理：a.调质调质一般用于中碳钢和中碳合金钢。例如45

3、、40Cr、35SiMn等。调质处理后齿面硬度一般为220～260HBS。因硬度不高，故可在热处理以后精切齿形，且在使用中易于跑合。b.正火正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。c.表面淬火一般用于中碳钢和中碳合金钢，例如45钢、40Cr等。表面淬火后轮齿变形不大，可在不磨齿的情况下达到7级精度，齿面硬度可达52～56HRC。由于齿面接触强度高，耐磨性好，而齿芯部未淬硬仍有较高的韧性，故能承受一定的冲击载荷。表面淬火的方法有

4、高频淬火和火焰淬火等。d.渗碳淬火渗碳钢为含碳量0.15%～0.25%的低碳钢和低碳合金钢，例如20、20Cr等。渗碳淬火后齿面硬度可达56～62HRC，齿面接触强度高、耐磨性好，而齿芯部仍保持有较高的韧性，常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。通常渗碳淬火后变形较大，需要磨齿e.表面氮化渗氮是一种化学热处理。渗氮后不再进行其他热处理，齿面硬度可达60～62HRC。因氮化处理温度低，齿的变形小，因此适用于难以磨齿的场合(例如内齿轮)。氮化层一般不厚且较脆，故不宜用于有冲击的场合。常用的渗氮钢为38CrMoAlA。二.轴

5、1.定义:轴(shaft)是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。2.轴的分类：a.受载情况：心轴、传动轴、转轴b.结构形状不同：直轴（光轴，阶梯轴）、曲轴。3.轴的材料：a.碳素钢常用材料：35、45、50最常用材料：45常用热处理：正火或调质处理40Cr、35SiMn、45MnBb.合金钢低碳合金钢：20Cr、20CrMnTi中碳合金钢：调质处理渗碳淬火

6、+低温回火常用材料：QT600-3、QT800-2c.球墨铸铁应用：曲轴特点：成本低廉、强度较高、吸振性较好、应力集中的敏感性较低和易切削等优点，但铸件品质不易控制、可靠性稍差。4.轴材料的选择考虑因素：1.轴的强度、刚度及耐磨性要求；2.轴的热处理方法及机加工工艺性的要求；3.轴的材料来源和经济性等。5.轴的热处理轴的常用材料是碳钢和合金钢。碳钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺性好，故应用最广，一般用途的轴，多用含碳量为0.25～0.5%的中碳钢。尤其是45号钢，对于不重

7、要或受力较小的轴也可用Q235A等普通碳素钢。合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳处理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。注意：由于常温下合金钢与碳素钢的弹性模量相差不多，因此当其他条件相同时，如想通过选用合金钢来提高轴的刚度是难以实现的。低碳钢和低碳合金钢经渗碳淬火，可提高其耐磨性，常用于韧性要求较高或转速较高

8、的轴。球墨铸铁和高强度铸铁因其具有良好的工艺性，不需要锻压设备，吸振性好，对应力集中的敏感性低，近年来被广泛应用于制造结构形状复杂的曲轴等。只是铸件质量难于控制。轴的毛坯多用轧制的圆钢或锻钢。锻钢内部组织均匀，强度较好，因此，重要的大尺寸的轴，常用锻造毛坯。三.连接时选材及热处理1.选材考虑：工作条件载荷性质经济性制造方法2.材料及热处理方法材