蝸輪蝸桿的材料選擇概要的課件

1、蝸桿傳動(dòng)的失效形式和齒輪傳動(dòng)的失效形式類似 1.1 蝸桿傳動(dòng)失效形式：第1 節(jié) 蝸輪蝸桿常用材料及熱處理失效形式發(fā)生的難易程度磨損最常發(fā)生膠合常發(fā)生點(diǎn)蝕易發(fā)生疲勞折斷偶爾發(fā)生下面是一個(gè)蝸桿的磨損很情況 由于蝸桿傳動(dòng)類似于螺旋傳動(dòng)，嚙合效率較低、相對(duì)滑動(dòng)速度較大，磨損和膠合最易發(fā)生，點(diǎn)蝕也會(huì)出現(xiàn)。尤其當(dāng)潤(rùn)滑不良，散熱不好時(shí)出現(xiàn)的可能性更大。實(shí)踐證明：在潤(rùn)滑良好的閉式傳動(dòng)中，若不能及時(shí)散熱，膠合是其主要的失效形式。在開(kāi)式和潤(rùn)滑密封不良的閉式傳動(dòng)中，蝸輪輪齒的磨損尤其顯著。1.2 蝸輪蝸桿的材料選擇由于蝸桿傳動(dòng)嚙合摩擦較大，且由于蝸輪滾刀的輪齒尺寸不可能做得和蝸桿絕對(duì)相同，被加工出來(lái)的蝸輪齒形難以和

2、蝸桿齒精確共軛，必須跑合才能逐漸理想；因此，材料副的組合必須具有良好的減磨和跑合性能以及抗膠合性能。所以蝸輪常采用青銅或者鑄鐵做齒圈，并且可能與淬硬并經(jīng)磨削的鋼制蝸桿相匹配。1.2.1 蝸桿材料一般用合金鋼或碳鋼制成，大部分蝸桿的齒面經(jīng)滲碳淬火等熱處理獲得較高的硬度，按熱處理的性質(zhì)可以分為一下幾種： （1）滲碳鋼 表面淬硬在5662HRC（硬度再高易出現(xiàn)裂紋），牌號(hào)有16CrMn、16CrMn5（德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)），20Cr、20CrMn、20CrMnTi、20CrNi3A等。含鎳滲碳鋼還具有高的低溫韌性，能適合寒帶地區(qū)使用。 （2）表面或者整體淬火鋼經(jīng)火焰或感應(yīng)淬火4550HRC，如45、40Cr、

3、40CrNi、35CrMo、34CrMo4及42Cr、Mo4（德國(guó)）。 （3）調(diào)質(zhì)鋼表面硬度3035HRC，如40Cr、 40CrNi、 42CrMo、 35CrMo、40CrMnMo等。對(duì)于一般的傳動(dòng)，也可以用45調(diào)質(zhì)鋼，255270HBS（滲碳鋼表面受短時(shí)沖擊過(guò)載時(shí)易出現(xiàn)裂紋，韌性稍差，此時(shí)常改用調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)處理。 （4）氮化鋼表面硬度HV850,如38CrMoAI、31CrMoV9,氣體氮化。 1.2.2 蝸輪材料 蝸輪輪齒一般用銅合金或者鑄鐵制成，其強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如鋼制蝸桿，且蝸桿螺牙成螺旋狀強(qiáng)度較大。因此蝸輪輪齒是蝸桿傳動(dòng)中的薄弱環(huán)節(jié)。 材料典型牌號(hào)主要元素含量銅錫鐵鋁鎳鑄造錫青銅ZCuS

4、n10Pb189%11%鑄錫鋅青銅ZCuSn10Zn2鑄造錫鎳青銅GZ-Sn12Ni87%12%1%鑄造鋁鐵青銅GCuAI10Fe86%1%10%鑄鋁鐵鎳青銅GZ-CuAI10Ni83%4%10%2%灰鑄鐵與球墨鑄鐵HT-250、HT-300、QT400-15 下面詳細(xì)介紹一下蝸輪的材料： （1）鑄造錫青銅，又名磷錫青銅或磷青銅，牌號(hào)為ZCuSn10P1，是較理想的蝸輪材料，它是由銅和錫為主的軟硬二相組成的合金材料。軟組織易于磨合，硬組織用以承載。與鋼蝸桿齒運(yùn)轉(zhuǎn)磨合后使接觸表面相互適配，增加了支承面積。鑄造青銅分砂模鑄、金屬模鑄和離心鑄三種。以離心鑄的力學(xué)性能最好，晶粒細(xì)，致密均勻。 以砂模鑄

5、的性能最差。 （2）鑄錫鋅青銅 我國(guó)牌號(hào)為ZCuSn10Zn2，德國(guó)牌號(hào)也為ZCuSn10Zn2，ISO標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)為CuSn10Zn2。 （3）鑄造錫鎳青銅 德國(guó)牌號(hào)為G-CuSn12Ni（砂型）、GZ-Sn12Ni（離心鑄）為最常用。 （4）鑄造鋁鐵青銅 牌號(hào)為ZCuAl10Fe3，這類含鋁青銅鑄成后有較高的強(qiáng)度，但是抗膠合性能差，當(dāng)溫度超過(guò)75C時(shí)，點(diǎn)蝕強(qiáng)度和磨損強(qiáng)度將顯著下降，表面硬度也較高，跑合困難，接觸適配性能差，影響效率的提高。因此僅適用于滑動(dòng)速度Vs45HRC.（5）鑄鋁鐵鎳青銅 德國(guó)牌號(hào)有G-CuAI10Ni（砂型），GZ-CuAI10Ni（離心鑄）。常用于低滑動(dòng)速度，重載場(chǎng)合，為齒輪加工機(jī)床分度蝸輪等。我國(guó)暫無(wú)相應(yīng)的牌號(hào)，（6）灰鑄鐵與球墨鑄鐵 灰鑄鐵用于不重要或手動(dòng)操作的場(chǎng)合，用于滑動(dòng)速度Vs2m/s;球墨鑄鐵蝸輪常與淬硬鋼蝸桿配對(duì),用于低速重載設(shè)備而不常開(kāi)動(dòng)的