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平面二次包絡環面蝸桿蝸輪常用材質要求

蝸桿副常用材料

    在設計平面包絡環面蝸桿傳動副時,應考慮以下工況及條件:原動機類型、蝸桿副轉向、工作方式、受載狀況、精度要求及材料選擇等。前面幾項一般由主機、工況并參照相關標準選定,材料及熱處理則應因地制宜地選擇設計。

3.1.1 蝸桿材料

    平面包絡環面蝸桿因其承載能力大,并且齒面允許磨削,一般采用:

    ① 滲碳淬火鋼  滲碳的目的在于保持工件心部高韌性的條件下,得到具有高硬度的表層。滲碳后必須進行淬火和低溫回火處理,工件才能達到所要求的力學性能。滲碳淬火后材料的表面硬度約為 HRC56~62。常用牌號有:12Cr2Ni4、16CrMn、16MnCr5(德國)、18Cr2Ni4W 、20Cr、20CrMn、20CrV、20CrMnTi、12CrNi3A、20Cr2Ni4A等。

    ② 氮化鋼  氮化可以提高材料的硬度、耐磨性和疲勞強度。在氮化前應進行調質處理以保證工件芯部的機械性能,在氮化后不需要再進行其他方式的熱處理。含Al、Cr、Mo、Ti、V等合金元素的氮化鋼,氮化后的表面硬度可達HV1000(約HRC70)~1200[18]。目前最好的氮化鋼是38CrMoAl,大量的生產實踐證明,根據需要,也可以選用40Cr、40CrNi、35CrMo、34CrMo4等。

蝸輪齒圈

    蝸輪齒圈的常用材料是鑄造青銅,通常還要添加一些合金元素,以改良其性能,根據所加入的合金元素的種類和含量的不同,可將鑄造青銅細分為錫青銅、錫鋅青銅、錫鎳青銅、鋁鐵青銅及鋁鐵鎳青銅等;有些場合,也選用鑄鐵來制作蝸輪齒圈,主要有灰鑄鐵和球墨鑄鐵。國內常用蝸輪材料列于表3.2。

    下面列舉幾種國際上知名的蝸輪傳動的常用蝸輪材料。ANSI/AGMA6135-A02規定了直廓環面蝸桿傳動蝸輪材料一般選用冷?;螂x心鑄的銅合金:含10-12%的錫,0-2%鎳。CONE DRIVE 系列直廓環面蝸輪就采用這種特殊錫青銅(冷?;螂x心鑄),?b達310MPa;德國FLENDER公司“CAVEX”系列圓環面包絡圓柱蝸桿傳動,采用GZ-CuSn12(離心鑄)做蝸輪,?b?280MPa(加入鎳后,GZ-CuSn12Ni的抗拉強度達到300MPa);日本植田公司生產的“PLANA WORM”系列平面一次包絡環面蝸桿傳動采用鋁青銅ABB2和ALBC3做蝸輪等。

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