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齿轮厂家硬化层深度的确定

发布时间：2021-09-13 浏览：2049次字号：大　中　小

齿轮厂家硬化层深度的确定：
      由2.3节所述知，齿轮接触疲劳失效是因为齿面附近的应力超过材料的疲劳极限，而且由于受反复载荷的作用，在齿面或表层内产生细微的裂纹，并随着裂纹的扩展进而使小片金属脱落的现象。既然齿面附近某。深度处的最大剪应力是造成齿轮点蚀和剥落的主要原因，就应当使齿轮齿面在这一深度处的材料强度能够承受这个应力值。对渗碳齿轮而言，应使最大剪应力发生的位置处在有效硬化层之内，而避免处于过渡区，这样就可以避免最大剪应力超过齿面材料的疲劳极限而发生点蚀。
      理论上讲,有效硬化层深度大于最大剪应力发生的深度任何值均能满足提高齿面接触强度的要求。但另方面，硬化层深度受到齿轮弯曲疲劳强度的制约。渗碳淬火齿轮的硬化层是马氏体组织，由于在相变中它的体积增大，而在齿根圆角表层产生残余压缩应力，同时在心部产生拉伸应力。残余压缩应力的大小取决于硬化层深度厚薄。如图2. 5所示，硬化层深度薄时心部面积相对较大，在硬化层上产生的残余压缩应力就大(见图2.5(a));反之，心部面积就小，硬化层上产生的残余压缩应力就不显著(见图2.5(b))。而齿根表面的残余压缩应力对于提高齿轮齿根弯曲强度至关重要，因为齿轮在外载荷F。的作用下，齿根产生大的拉伸和压缩应力(见图2.6(a));在与残余压缩应力(见图2.6(b))平衡后齿根表层的拉应力大为降低(见图2.6(c))。因此，为了降低齿根处拉应力以提高齿轮弯曲强度，就必须尽可能增大齿根表层处的残余压缩应力，也就是说须控制和适当减少硬化层深度。
      综上所述，渗碳齿轮的有效硬化层深度既不能太浅，又不能太深。太浅使齿面接触强度不够，就容易使齿面发生点蚀及剥落。但过深时又可能促使:①齿顶破坏，特别是链轮齿顶比较薄(正变位齿轮)时;②齿根表面层丧失有益的残余压缩应力;③散失心部韧性，后两点会导致弯曲疲劳强度下降;④增加成本,由于硬化层增大，要花费更长的工艺周期，导致能量、工时消耗和费用增加。
      有效硬化层深度取值要考虑到齿轮工作时齿面与齿根各自的不同的要求。

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