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硬齿面齿轮箱基本概念

2019-05-18  来自: 常州苏飞齿轮箱制造有限公司 浏览次数:9

简介

风力发电增速齿轮箱中,其输入轴承受叶片传过来的轴常用材料向力、扭矩和颠覆力矩。中间轴上的齿轮承受输入端传过来的力矩和输出端刹车时传过来的刹车力矩。输出轴上的齿轮承受中间轴传过来的扭矩,同时也承受输出端刹车时带来的刹车力矩。

材料分析

风力发电增速齿轮箱中,齿轮的为低碳合金钢,重齿公司常用20CrMnTi、20CrMnMo、17CrNiMo6等材料;内齿圈用42CrMoA材料。

齿轮材料为渗碳钢,渗碳钢载未渗碳前进行的各种试验只能测定零件心部的性能,渗碳淬火后的性能除与心部性能有关外,还受渗碳层深度、渗碳层的碳含量与金相组织。内应力的分布等因素的影响。

1、 抗弯强度 渗碳钢的静强度一般通过弯曲试验测定。零件心部硬度、钢材的化学成分合面层碳含量都影响弯曲强度。在渗碳层深度一定的情况下,心部硬度增加时,弯曲强度随之增加;当渗碳层组织相同时,渗碳层深度增加,弯曲强度随之增加;在渗碳层深度与心部硬度相同时,含镍的钢材弯曲强度比其他钢材弯曲强度高;渗碳层面层碳含量增加时弯曲强度降低。 1 

2、 疲劳强度 齿轮多因变载荷作用而疲劳损坏,如齿根弯曲疲劳损坏合齿面接触疲劳损坏。影响疲劳损坏的因素有:

(1) 心部硬度(强度)

(2) 渗碳层内的氧化物 当渗碳钢中含有钛、硅、锰和等合金元素,并在吸热性渗碳气氛中渗碳时容易形成这些元素的氧化物,他们存在于晶界或晶粒内部。在氧化物附近这些元素贫化,降低了淬透性。这种氧化物还会成为高温转变产物的核心,导致淬火后在表面形成一些非马氏体产物从而降低了最表面的硬度。

(3) 渗碳层内的碳化物 碳含量的数量、大小、形状和分布对渗碳钢的接触疲劳和弯曲疲劳性能都有影响,网状碳化物会明显降低渗碳钢的弯曲疲劳性能。

(4) 渗碳层内的残余奥氏体 残余奥氏体本身强度低,它的存在还降低对疲劳性能有利的残余压应力,因此渗碳层组织中有残余奥氏体会降低疲劳性能,但经滚压和喷丸强化会提高疲劳强度。

材料选择

为了提高齿轮的弯曲强度,选用优质合金钢。这些材料经LUS与西德材料进行同炉处理对比试验。结果证明其机械性能、淬硬性、硬化层金相组织、硬度、碳势层深度分布等性能较高。

利用此材料,,采用现行热处理工艺渗碳淬火并磨齿制造的试验齿轮,齿轮试验机上进行接触疲劳强度试验。参试齿轮精度6HK(JB179-83),试验验证工作在GB3480-83规定的标准条件下进行,按升降法,测定材料的疲劳极限,通过试验,推荐设计选用值为1450-1550N/ ,国际标准化组织ISO268文推荐渗淬硬齿轮材料接触疲劳强度极限框图范围在1300-1650kg/ ,试验齿轮材料在ISO268推荐框图的中上限。


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