ギアギアは、外部荷重に耐えるために独自の構造寸法と材料強度に依存しており、材料には高い強度、靭性、耐摩耗性が求められます。ギアの複雑な形状のため、ギア高い精度が求められ、材料にも優れた製造性が求められます。一般的に使用される材料は、鍛鋼、鋳鋼、鋳鉄です。
1. 鍛造鋼 歯面の硬さによって2つのカテゴリーに分けられます。
HB<350の場合、軟歯面と呼ばれます
HB>350の場合、硬い歯面と呼ばれます
1.1. 歯面硬度 HB<350
工程:鍛造ブランク→焼ならし・荒削り→焼入れ・焼戻し、仕上げ
一般的に使用される材料: 45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB
特徴:全体的な性能が良好で、歯面は高い強度と硬度を持ち、歯心は良好な靭性を有しています。熱処理後、歯の精度はギア切削は8段階まで可能です。製造が容易で、経済的で、生産性も高いです。精度はそれほど高くありません。
1.2 歯面硬度 HB >350
1.2.1 中炭素鋼を使用する場合:
プロセス:鍛造ブランク→焼き入れ→荒削り→焼入れ焼戻し→精削り→高周波・中周波焼入れ→低温焼戻し→ホーニングまたは研磨慣らし、電気火花慣らし。
よく使われる材料:45、40Cr、40CrNi
特徴:歯面硬度はHRC=48-55と高く、接触強度が高く、耐摩耗性に優れています。歯心部は焼入れ・焼戻し後も靭性を維持し、耐衝撃性に優れ、高い耐荷重性を備えています。精度は半減し、7級精度まで対応可能です。自動車、工作機械などの中速・中荷重伝動歯車などの量産に適しています。
1.2.2 低炭素鋼の場合:鍛造ブランク→焼ならし→荒削り→焼入れ焼戻し→精削り→浸炭焼入れ→低温焼戻し→歯研削。最大6段階および7段階。
一般的に使用される材料:20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo 特徴:歯面硬度が高く、高い支持力を備えています。コアは優れた靭性と耐衝撃性を備えています。高速、重荷重、過負荷の伝動や、コンパクトな構造が求められる用途に適しており、機関車や航空機の主伝動装置として最適です。
2.鋳鋼:
いつギヤ直径d>400mmの場合、構造が複雑で鍛造が困難なため、鋳鋼材ZG45.ZG55は焼準に使用できます。焼準、焼入れ、焼戻しが可能です。
3. 鋳鉄:
耐凝着性および耐孔食性は良好ですが、耐衝撃性および耐摩耗性は劣ります。安定した作業、低出力、低速、または大型で複雑な形状に適しています。オイル切れの条件下でも作動し、オープントランスミッションにも適しています。
4. 金属材料:
布、木材、プラスチック、ナイロン、高速、軽荷重に適しています。
材料を選択する際には、ギアの使用条件が異なり、ギアの歯の破損形式が異なるという事実を考慮する必要があります。これは、ギアの強度計算基準と材料およびホットスポットの選択を決定する基礎となります。
1. 衝撃荷重によって歯車の歯が破損しやすい場合は、靭性に優れた材料を選択する必要があり、浸炭焼入れには低炭素鋼を選択できます。
2.高速密閉伝動の場合、歯面がピッチングしやすいため、歯面硬度がより良い材料を選択する必要があり、中炭素鋼の表面硬化を使用できます。
3. 低速・中負荷の場合、歯車の歯の破損、孔食、摩耗が発生する可能性があるので、機械的強度、歯面硬度などの総合的な機械的性質に優れた材料を選択する必要があり、焼入れ焼戻し処理された中炭素鋼を選択できます。
4. 材料の種類を少なくし、管理しやすく、資源と供給に配慮するよう努める。5. 構造サイズがコンパクトで耐摩耗性が高い場合は、合金鋼を使用する。6. 製造ユニットの設備と技術。
投稿日時: 2022年3月11日