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20CrMnTi齿轮渗碳淬火

常州机电职业技术学院毕业设计(论文)作者:王慧学号:20921209系部:模具技术系专业:材料成型与控制技术(热处理)题目:20CrMnTi减速机齿轮的渗碳淬火指导者:陈宁评阅者:2013年 3 月毕业设计(论文)中文摘要热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。

现代工业的飞速发展对机械零部件的要求愈来愈高,因此通过热处理可以改变材料的加工艺性能,充分发挥材料的潜力,提高工件的使用寿命。

为获得理想组织性能,保证零件在生产过程中的质量,稳定性和使用寿命,就必须从工件的特点、要求和技术条件,正确选择材料;再根据生产规模、现场条件、热处理设备提出几种可行的热处理方案,最后确定出一种最佳方案。

20CrMnTi钢具有晶粒细、渗碳淬火性能良好、工艺性能成熟可靠且成本低廉等优点,目前生产量大致占渗碳齿轮钢的70% ,齿轮在使用过程中,担负着传递动力的任务,在冲击、交变应力等作用下以齿根断裂和齿面接触疲劳为主要失效形式,因此齿轮钢应有良好的强韧性、耐磨性以承受冲击、弯曲和接触应力;此外,还要求变形小、精度高,噪声低。

本设计便是对20CrMnTi减速机齿轮热处理工艺进行详细的说明,从选材下料到热处理工艺路线,以及最后的质量检验、可能产生的缺陷及预防措施等,都进行逐一分析,尽可能的将整个过程详尽的展现出来,从而对大家有所帮助。

关键词:20CrMnTi;减速机齿轮;渗碳淬火;缺陷毕业设计(论文)外文摘要Title: 20CrMnTi Reducer Gear Carburizing and QuenchingAbstract:Heat treatment technology of metallic materials is an important part of the project. The rapid development of modern industry of machinery parts and components of the increasingly high demand, so the heat treatment can change the material and process performance, give full play to the potential, improve the service life of the workpiece. In order to obtain the ideal organizational performance, guarantee the components in the production process quality, stability and service life, must from the characteristics of the workpiece, requirements and technical conditions, proper selection of materials; then according to the scale of production, site conditions, heat treatment equipment and puts forward several feasible heat treatment scheme, finally determine a kind of optimum scheme.20CrMnTi steel has fine grain size, good performance, carburizing and quenching process is mature and reliable performance and low cost, the current production capacity accounted for roughly70% of carburized gear steel, gear during use, charged with the transmission of dynamic task, in shock, alternating stress under the action of taking root fracture and tooth surface contact fatigue as the main the failure forms of gear steel, therefore, should have good strength and toughness, abrasion resistance to withstand impact, bending and contact stress; in addition, also called little deformation, high precision, low noise.This is designed for20CrMnTi reducer gear heat treatment process in detail, from material selection under the expected heat treatment technology route, as well as the final quality inspection, the possible defects and preventive measures and so on, are analyzed and explained, as far as possible the whole process detailed show hill, thus all of you to help.Keywords:20CrMnTi; Reducer gear;carburizing and quenching; defect目录毕业设计(论文)中文摘要 (I)毕业设计(论文)外文摘要 ................................................................... I I 目录 (IV)第一章绪论 (1)1.1 减速机齿轮的应用 (1)1.2 减速机齿轮的作用 (4)1.3 齿轮用钢的分类与生产 (5)1.4 国内外汽车齿轮发展现状 (6)1.5 减速机齿轮的性能要求 (9)1.6 加工工艺性能要求 (9)1.7 材料的选择 (10)第2章热处理工艺选择 (11)2.1 预备热处理的工序位置 (11)2.2 最终热处理的工序位置 (11)2.3 最终热处理工艺方法选择 (11)第三章热处理工艺特性对齿轮质量和寿命的影响 (12)3.1 淬透性 (12)3.2 变形开裂倾向 (12)3.3 淬硬性 (12)第四章20CrMnTi钢的基本性质 (13)4.1 钢的化学成分和力学性能 (13)4.2 含碳量及合金元素作用 (14)4.3汽车变速箱变速齿轮的热处理工艺设计 (16)4.3.1 服役条件 (16)4.3.2 失效形式 (16)4.3.3 性能要求 (17)第五章20CrMnTi变速齿轮加工工艺 (18)5.1 减速机齿轮常用的加工工艺路线 (18)5.2 各种工艺路线的分析 (18)5.2.1 等温正火 (18)5.2.2 渗碳+淬火+回火 (18)5.2.3 喷丸处理 (20)5.2.4 检验 (20)第六章热处理后的金相组织 (21)6.1 20CrMnTi等温正火后金相组织 (21)6.2 20CrMnTi经渗碳后淬火、回火处理金相组织 (21)第七章质量控制与检验方法 (23)7.1 随炉试样检验 (23)7.1.1 表面硬度 (23)7.1.2 心部硬度 (23)7.1.3 有效硬化层深度 (23)7.1.4 表层组织 (24)7.2 齿轮热处理质量检验 (25)7.2.1 外观 (25)7.2.2 齿面硬度 (25)7.2.3 有效硬化层深度 (25)7.2.4 畸变 (26)第八章热处理工艺过程中的质量检验 (27)8.1 渗碳淬火后齿轮的检验项目、内容和要求 (27)8.2 渗碳齿轮的常见缺陷及防止措施 (28)8.3 渗碳淬火后畸变原因分析及解决措施 (29)8.3.1 渗碳淬火后畸变原因分析 (29)8.3.2 减小渗碳淬火齿轮畸变的措施 (32)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)第一章绪论随着科学技术和工业生产的飞速发展,经济各个部门迫切需要各种各样质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的机械产品。

其中产品设计师决定产品性能、质量水平、市场竞争力和经济效益的重要环节。

因此我们应该注重产品的设计,通过有效的热处理方式提高减速机齿轮质量,使减速机产品更具有市场竞争力。

1.1 减速机齿轮的应用齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着,是一种不可缺少的机械传动装置。

当前减速器普遍存在着体积大、重量大,或者传动比大而机械效率过低的问题。

国外的减速器,以德国、丹麦和日本处于领先地位,特别在材料和制造工艺方面占据优势,减速器工作可靠性好,使用寿命长。

但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主,体积和重量问题,也未解决好。

最近报导,日本住友重工研制的FA 型高精度减速器,美国Alan-Newton公司研制的X-Y式减速器,在传动原理和结构上与本项目类似或相近,都为目前先进的齿轮减速器。

当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。

因此,除了不断改进材料品质、提高工艺水平外,还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新,平动齿轮传动原理的出现就是一例。

减速器与电动机的连体结构,也是大力开拓的形式,并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。

目前,超小型的减速器的研究成果尚不明显。

在医疗、生物工程、机器人等领域中,微型发动机已基本研制成功,美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围,如能辅以纳米级的减速器,则应用前景远大。

国内减速器现状国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主,但普遍存在着功率与重量比小,或者传动比大而机械效率过低的问题。

另外,材料品质和工艺水平上还有许多弱点,特别是大型的减速器问题更突出,使用寿命不长。

国内使用的大型减速器(500kw以上),多从国外(如丹麦、德国等)进口,花去不少的外汇。

60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大,体积小、机械效率高等优点?。

但受其传动的理论的限制,不能传递过大的功率,功率一般都要小于40kw。

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