ギアギアは、外部荷重に耐えるために自身の構造寸法と材料強度に依存しており、そのためには材料に高い強度、靭性、耐摩耗性が必要となります。ギアの形状が複雑なため、ギア高い精度が求められるだけでなく、材料にも優れた加工性が求められる。一般的に使用される材料は、鍛造鋼、鋳鋼、鋳鉄である。

ミートミンサー用スパイラルベベルギア

1. 鍛造鋼 歯面硬度に応じて、2つのカテゴリーに分類されます。

HB<350の場合、歯の表面は軟らかくなります。

HB>350の場合、歯面は硬いと呼ばれます。

1.1. 歯面硬度HB<350

工程:鍛造ブランク → 焼きならし → 荒削り → 焼き入れ焼き戻し、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、歯面は高強度で硬度が高く、歯芯は靭性に優れています。熱処理後、精度はギア切断は8段階まで可能です。製造が容易で、経済的で、生産性が高いという利点があります。ただし、精度は高くありません。

平歯車

1.2 歯面硬度 HB >350

1.2.1 中炭素鋼を使用する場合:

工程:鍛造ブランク → 正規化 → 粗切削 → 焼入れ焼戻し → 精密切削 → 高周波および中周波焼入れ → 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。

一般的に使用される材料:45、40Cr、40CrNi

特長: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。焼入れ焼戻し後も歯芯の靭性は維持され、耐衝撃性と耐荷重性に優れています。精度は半分に低減され、レベル7の精度に達します。自動車、工作機械などの中速・中負荷伝動ギアなど、量産に適しています。

1.2.2 低炭素鋼を使用する場合:鍛造ブランク→正規化→粗切削→焼入れ焼戻し→精密切削→浸炭焼入れ→低温焼戻し→歯面研削。最大6~7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、耐荷重性に優れています。コアは靭性と耐衝撃性に優れています。高速、高負荷、過負荷の伝動、またはコンパクトな構造が求められる場面に適しており、機関車の主伝動ギアや航空機用ギアとして使用されます。

2. 鋳鋼:

その時ギヤ直径d>400mm、構造が複雑で鍛造が困難な場合、鋳鋼材ZG45、ZG55を使用して焼ならしを行うことができる。焼ならし、焼入れ、焼き戻しを行う。

3. 鋳鉄:

付着腐食や孔食に対する耐性は高いが、衝撃や摩耗に対する耐性は低い。安定した動作、低出力、低速、または大型で複雑な形状の用途に適している。油不足条件下でも動作可能で、開放型伝動装置にも適している。

4. 金属材料:

布地、木材、プラスチック、ナイロンなど、高速かつ軽荷重に適しています。

材料を選定する際には、歯車の動作条件が異なり、歯の破損形態も異なるという事実を考慮する必要がある。これらは、歯車の強度計算基準、材料の選定、およびホットスポットの特定における基礎となる。

1. 衝撃荷重によって歯車の歯が容易に破損する場合は、靭性の高い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することができます。

2. 高速密閉型伝動装置では、歯面がピッチングを起こしやすいため、歯面硬度の高い材料を選択する必要があり、中炭素鋼の表面硬化処理を用いることができる。

3. 低速・中負荷の場合、歯車の歯の破損、ピッチング、摩耗が発生する可能性があるため、機械的強度、歯面硬度、その他の総合的な機械的特性に優れた材料を選択する必要があり、焼入れ焼戻しされた中炭素鋼を選択できます。

4. 扱いやすい少数の材料を用意し、資源と供給を考慮する。

5. 構造サイズがコンパクトで耐摩耗性が高い場合は、合金鋼を使用する必要があります。

6. 製造ユニットの設備および技術。


投稿日時:2022年3月11日

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