汽车后桥锥齿轮热处理工艺设计文档 - 图文(2)

1.2.2 工艺性原则

零件毛坯主要有铸件、锻件、焊接件和型材四种，熟悉材料的 加工工艺过程和材料的工艺性能，使所选材料比较容易加工成工件，在选材时必须考虑材料的加工工艺性能。从原材料到成品件，不同的工作经过了不同的冷、热加工工艺，从工艺性出发，选材可按下列技术路线进行：

1.2.3 经济性原则

选材要讲经济效益，即应计算所得与所费、投入与产出、有用效果与、劳动消耗，要对它们进行评价和比较，从中选择最合适的不一定是最好的或单价最贵的材料，以最好的消耗量得到最大的效益，这就是经济性原则。

1.2.4 选材时应注意的几个问题

零件选材原则的实质是所选材料要耐用，易加工且费用低。同时，应注意以下几点：

a. 在大多数情况下优先考虑使用性能，工艺性能和经济性原则次之;

b. 有些力学性能指标（如σb、σ0.2、σ-1、K1c）可直接用于设计计算; δ、Ψ、Ak等不能直接用于计算，而是用于提高零件的抗过载能力，以保证零件工作安全性;

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c. 在对零件的力学性能要求转化为材料力学性能指标时，要注意手册上给出的组织状态。如果零件的最终状态与手册上给出的相同，可直接使用，否则，还得查阅其它手册、文献资料或进行针对性的力学性能试验；

d. 手册或标准给出的力学性能数据是在试验室条件下对小试样的试验结果，引用这些数据时要注意尺寸效应；

e. 由于材料成分是一个范围，试样毛坯的供应状态可以有多种，因此，即使是同一牌号的材料，性能也不完全相同。国际标准或原冶金部标准给出的热轧或退火状态的力学性能范围或最低值，其数据可靠；而技术资料、论文中给出的数据一般是特定条件下的平均值，使用时要加以注意；

f. 同一材料的不同供应状态（如铸造、锻造、冷变形等）对数据影响很大；

g. 选材时要注意同时考虑所选材料的成型加工方法。 1.3 热处理工艺设计

热处理工艺设计包括热处理工艺在整个工件加工制造过程中的位置，热处理工艺选择和热处理工艺规程拟定。

1.3.1 热处理在加工工艺路线中的位置

材料的加工工艺路线是比较复杂的，根据对工件性能要求的不同，热处理在加工工艺路线中的位置通常有以下三种情况：

a．毛坯→正火（退火）→机械加工→工件成品（一般工件） b．毛坯→预先热处理（正火、退火或调质）→粗加工→最终热

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处理（淬火、回火、化学热处理等）→精加工（要求较高的工件）

c．毛坯→预先热处理→粗加工→淬火、回火或化学热处理→半精加工→稳定化处理或化学热处理→精加工→稳定化处理→工件成品（精密工件）

1.3.2 热处理工艺选择时应重点考虑的因素

a) 工件设计中热处理技术条件 如材料（包括规格、钢种、晶粒度等）、金相组织、硬化层及渗层厚度、强度、冲击韧性及硬度要求；

b) 热处理的工艺性 确定热处理工艺时，应根据每种工件的技术,尽量做到工艺上的先进性，技术上的可靠性和经济上的合理性;

c) 工厂生产条件及批量 确定热处理工艺时还应考虑工厂的现场特点、现有设备、生产批量等因素。在保证技术要求和质量稳定的前提下，可选用周期作业炉、连续作业炉或设计新标准设备。 1.3.3

热处理工艺规程的拟定

a. 分析所有可能的热处理工艺方案，比较后选择其中保证工件高质量而有最经济的方案；

b. 需要热处理的工件应按材料、形状、尺寸、重量和性能要求等选择合适的热处理工艺；

c. 根据现场加热和冷却设备选择工件的加热和冷却方法；

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d. 热处理工艺过程各工序顺序应力求优化，避免在工艺传递过程中的重复。

1.4 本课程设计任务

1. 根据所给零件，分析服役条件和可能的失效形式； 2. 根据失效形式，确定零件的性能特点；

3. 根据性能特点，选择材料，分析含碳量及合金元素的作用； 4. 根据零件的材料，确定该零件的加工工艺路线以及热处理在加工工艺路线中的位置；

5. 拟定热处理工艺规程，画出热处理工艺曲线示意图；说明各热处理工艺曲线中加热温度、保温时间、冷却介质的选择理由，分析各热处理工艺后的力学性能；

6. 画出各热处理工艺后的金相组织示意图，分析显微组织特点，说明相组成物、组织组成物的名称; 7. 编写热处理工艺过程中的质量检测项目。

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2．汽车后桥螺旋锥齿轮的热处理工艺设计 2.1 汽车后桥螺旋锥齿轮的服役条件

齿轮是机械工业中应用最广泛的重要零件之一。其主要作用是传递动力，改变运动速度和方向。是主要零件。其服役条件如下：

1) 齿轮工作时，通过齿面的接触来传递动力。两齿轮在相对运动过程中，既有滚动，又有滑动。因此，齿轮表面受到很大的接触疲劳应力和摩擦力的作用。在齿根部位受到很大的弯曲应力作用；

2) 在运转过程中的过载产生振动，承受一定的冲击力或过载； 3) 变速齿轮在换档时，端部受冲击，承受一定冲击力； 4) 在一些特殊环境下，受介质环境的影响而承受其它特殊的力的作用。

2.2 汽车后桥锥齿轮常见的失效形式 根据其服役条件，常见的失效形式为：

1) 疲劳断裂

齿轮在交变应力和摩擦力的长期作用下，导致齿轮点面接疲劳 断裂。其产生是由于当齿轮受到弯曲应力超过其持久极限就出现疲劳破坏而超过材料抗弯强度时，就造成断裂失效； 2) 表面损伤

a) 点蚀：是闭式齿轮传动中最常见的损坏形式，点蚀进一步发展，表现为蚀坑至断裂;

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