粉末冶金齿轮设计简介

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1、4DSMOTORMANUFACTORY粉末冶金齿轮设计简介作者:REVER为帮助客户理解粉末冶金齿轮的特点,加深双方之间理解,便于双方沟通,特作如下介绍:齿轮种类很多,目前广泛使用的是渐开线齿轮,所以以渐开线齿轮为例作简单介绍。一.粉末冶金齿轮材料:1.粉末冶金齿轮的材料适合于粉末冶金材料标准,粉末冶金材料有多种材料标准,多数国家和部分大公司都有自己的标准,由于日本和美国在粉末冶金的研究方面走在世界前列,所以目前广泛采用的材料标准是JIS(日本),MPIF(美国)两种标准。2.齿轮通常对强度都有一定的要求,故其选用材料的性能要好,目前齿轮使用较广

2、泛的材料是Fe-Cu-C-Ni的材料,(其符合JISSMF5030,SMF5040标准;符合MPIFFN-0205,FN-0205-80HT标准);也有厂家选择Cu,Fe-Cu-C材料。★在图纸材料一栏中要注明材料等级:如JISSMF5030。注:在材料标准中包含了推荐的相应密度和硬度范围。二.粉末冶金齿轮密度确定:由于齿轮用于传动,对齿轮的强度要求较高,故要求产品的密度也较高(通常是齿轮密度越高则齿抗越高,强度越好):1.常温压制成形齿轮密度通常控制在6.60g/cm3minOR6.80g/cm3min。2.温压压制成形齿轮密度通常控制在7.0

3、0g/cm3min。★在图纸密度一栏中注明密度等级:如6.6g/cm3min。三.粉末冶金齿轮硬度确定:齿轮硬度与产品的材料、密度等级及后处理密切相关。以材料Fe-Cu-C-Ni为例,其相应的硬度建议为:1.密度6.6g/cm3min时:1).烧结态硬度控制在HRB40min;(FN-0205-20烧结态硬度典型值为HRB44)2).水蒸汽处理硬度控制在HRB50min;3).渗碳处理硬度控制在HRC20min;(FN-0205-80HT渗碳处理硬度典型值为HRC23)2.密度6.8g/cm3min时:1).烧结态硬度控制在HRB55min;(F

4、N-0205-25烧结态硬度典型值为59HRB)2).水蒸汽处理硬度控制在HRB70min;3).渗碳处理硬度控制在HRC25min;(FN-0205-105HT渗碳处理硬度典型值为HRC29)3.密度7.0g/cm3min时:1).烧结态硬度控制在HRB65min;(FN-0205-30烧结态硬度典型值为HRB69)2).渗碳处理硬度控制在HRC30min;(FN-0205-130HT渗碳处理硬度典型值为HRC33)第4页共4页4DSMOTORMANUFACTORY★在图纸硬度一栏中注明硬度范围:如HRB40min。(当材料为FN-0205-2

5、0时)四.粉末冶金齿轮后处理:为提高齿轮的强度和赖磨性,齿轮有时需要在烧结后,追加后处理工程,以便提高其使用性能。齿轮的后处理工程通常有两种方式:1).表面水蒸汽处理:其定义:在高温环境下,使水蒸汽在齿轮的表面与Fe反应形成一种致密物质Fe3O4。Fe3O4硬度较高,可以增加产品的耐磨性和表面硬度。2).渗碳处理:同普通机加工齿轮渗碳处理一样;扬保目前采用的是:碳氮共渗,淬火一体化处理。硬度范围同上。★在图纸后处理一栏中注明后处理方式:如渗碳处理。五.粉末冶金齿轮形状设计:由于粉末冶金齿轮是依靠模具压制成形,对齿轮的面取形状有一定的要求(设计面取

6、的目的主要是防止毛边(批锋)高于产品端面,影响客户使用):1.齿面面取设计:齿面面取目前有两种常用方式,详细如下:★推荐选用形状A2.内径面取设计:3.Boss齿轮形状设计:第4页共4页4DSMOTORMANUFACTORY★在图纸备注栏中注明:毛边高度0.2max。六.粉末冶金齿轮齿形条件:制造齿轮通常需要有:模数(径节)、齿数、压力角,跨齿厚、齿顶径、齿根径、齿轮精度等齿形参数。粉末冶金齿轮齿形条件与机加工齿轮齿形参数一致,主要是在公差带与机加工齿轮有差异。1.齿顶径公差确定:烧结态齿顶径公差可以控制的范围:1).齿顶径在ø20以内,公差建议

7、为±0.1;2).齿顶径在ø40以内,公差建议为±0.13;3).齿顶径在ø60以内,公差建议为±0.15;注:齿顶径,齿根径因为对齿轮传动的影响较小,公差没有必要要求很严,较严则会提高成本。2.齿根径公差确定:烧结态齿根径公差控制的范围同齿顶径公差范围一致。3.跨齿厚公差确定:烧结态齿轮的跨齿厚控制范围:A.跨齿厚(跨n齿)5以内,公差建议为(0/-0.04);B.跨齿厚(跨n齿)10以内,公差建议为(0/-0.05);C.跨齿厚(跨n齿)15以内,公差建议为(0/-0.06);注:如对跨齿厚(影响齿轮啮合的间隙)公差范围要求较窄,则要追加精整

8、工程(利用加工模具精整)。4.齿轮孔内径公差确定:A.当内径公差小时烧结态齿轮会用加工的方式确保尺寸在公差范围内。B.当内径公差小时热处

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