GetriebeSie verlassen sich auf ihre eigenen strukturellen Abmessungen und Materialfestigkeit, um äußeren Belastungen standzuhalten, was Materialien mit hoher Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit erfordert; aufgrund der komplexen Form der ZahnräderGetriebeSie erfordern hohe Präzision und die Werkstoffe müssen zudem gut verarbeitbar sein. Gängige Werkstoffe sind Schmiedestahl, Gussstahl und Gusseisen.
1. Geschmiedeter Stahl. Je nach Härte der Zahnoberfläche wird er in zwei Kategorien unterteilt:
Bei einem HB-Wert < 350 spricht man von einer weichen Zahnoberfläche.
Bei einem HB-Wert > 350 spricht man von einer harten Zahnoberfläche.
1.1. Zahnoberflächenhärte HB < 350
Prozess: Schmiederohling → Normalisieren - Vordrehen → Härten und Anlassen, Endbearbeitung
Häufig verwendete Werkstoffe: 45#, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB
Eigenschaften: Es bietet eine gute Gesamtleistung, die Zahnoberfläche weist eine hohe Festigkeit und Härte auf, und der Zahnkern besitzt eine gute Zähigkeit. Nach der Wärmebehandlung ist die PräzisionGetriebeDie Schnittqualität ist in 8 Stufen erreichbar. Die Fertigung ist einfach, wirtschaftlich und mit hoher Produktivität verbunden. Die Präzision ist jedoch nicht hoch.
1.2 Zahnoberflächenhärte HB > 350
1.2.1 Bei Verwendung von mittelgekohltem Stahl:
Prozess: Schmiederohling → Normalisieren → Schruppen → Härten und Anlassen → Feinen → Hoch- und Mittelfrequenzhärten → Niedertemperaturanlassen → Honen oder Einlaufen durch Schleifen, Einlaufen durch Funkenerosion.
Häufig verwendete Materialien:45, 40Cr, 40CrNi
Eigenschaften: Die Zahnoberflächenhärte ist mit HRC = 48–55 hoch, die Kontaktfestigkeit ist hoch und die Verschleißfestigkeit gut. Der Zahnkern behält nach dem Härten und Anlassen seine Zähigkeit, weist eine gute Schlagfestigkeit und hohe Belastbarkeit auf. Die Genauigkeit wird halbiert und erreicht bis zu Güteklasse 7. Geeignet für die Serienfertigung, z. B. für mittelschnelllaufende und mittelbelastete Getriebe in Automobilen, Werkzeugmaschinen usw.
1.2.2 Bei Verwendung von kohlenstoffarmem Stahl: Schmiederohling → Normalisieren → Schruppen → Härten und Anlassen → Feinen → Aufkohlen und Härten → Anlassen bei niedriger Temperatur → Zahnschleifen. Bis zu 6 bzw. 7 Stufen.
Gängige Werkstoffe: 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo. Eigenschaften: Hohe Oberflächenhärte und Belastbarkeit der Zähne. Der Kern zeichnet sich durch gute Zähigkeit und Schlagfestigkeit aus. Geeignet für Hochgeschwindigkeits-, Schwerlast- und Überlastgetriebe sowie Anwendungen mit Anforderungen an eine kompakte Bauweise, z. B. als Hauptgetriebe in Lokomotiven und Flugzeugen.
2. Stahlguss:
Wenn dieGangBei einem Durchmesser d > 400 mm ist die Struktur komplex und das Schmieden schwierig. Zum Normalisieren eignet sich der Gussstahl ZG45/ZG55. Normalisieren, Abschrecken und Anlassen.
3. Gusseisen:
Hohe Beständigkeit gegen Adhäsions- und Lochfraßkorrosion, jedoch geringe Beständigkeit gegen Stöße und Abrieb. Geeignet für Dauerbetrieb, geringe Leistung, niedrige Drehzahl oder große und komplexe Abmessungen. Betrieb auch bei Ölmangel möglich und für offene Getriebe geeignet.
4. Metallisches Material:
Stoff, Holz, Kunststoff, Nylon, geeignet für hohe Geschwindigkeiten und leichte Belastungen.
Bei der Materialauswahl ist zu berücksichtigen, dass die Betriebsbedingungen von Zahnrädern unterschiedlich sind und die Ausfallformen der Zahnradzähne unterschiedlich sind. Dies ist die Grundlage für die Festlegung der Festigkeitsberechnungskriterien des Zahnrads sowie für die Auswahl der Werkstoffe und der Hotspots.
1. Wenn die Zahnradzähne unter Stoßbelastung leicht brechen, sollten Werkstoffe mit besserer Zähigkeit ausgewählt werden. Hierfür eignet sich kohlenstoffarmer Stahl zum Aufkohlen und Abschrecken.
2. Bei geschlossenen Hochgeschwindigkeitsgetrieben neigt die Zahnoberfläche zur Lochfraßkorrosion. Daher sollten Werkstoffe mit besserer Zahnoberflächenhärte ausgewählt werden. Hierfür kann eine Oberflächenhärtung von mittelgekohltem Stahl verwendet werden.
3. Bei niedrigen Drehzahlen und mittleren Belastungen, bei denen Zahnradbruch, Lochfraß und Abrieb auftreten können, sollten Werkstoffe mit guter mechanischer Festigkeit, Zahnoberflächenhärte und anderen umfassenden mechanischen Eigenschaften ausgewählt werden. Hierfür eignet sich vergüteter Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt.
4. Bemühen Sie sich um eine kleine, leicht zu handhabende Materialauswahl und berücksichtigen Sie dabei Ressourcen und Liefermöglichkeiten.
5. Bei kompakten Bauformen und hoher Verschleißfestigkeit sollte legierter Stahl verwendet werden.
6. Die Ausrüstung und Technologie der Fertigungseinheit.
Veröffentlichungsdatum: 11. März 2022