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1、WORD格式
汽車(chē)后橋齒輪熱處理
學(xué)院：化工裝備學(xué)院
專(zhuān)業(yè)/班級(jí)：材料成型及控制工程1301班
學(xué)號(hào)：1201312XX
學(xué)生姓名：XXX
指導(dǎo)教師：王紅梅
時(shí)間：2015年12月
專(zhuān)業(yè)資料整理
前言
金屬材料是人類(lèi)文明發(fā)展的產(chǎn)物,石器時(shí)代之后的銅器時(shí)代、鐵
器時(shí)代都是具有非常明顯的金屬材料使用的時(shí)代。近年來(lái)我國(guó)的基礎(chǔ)
設(shè)施，汽車(chē)行業(yè)發(fā)展迅速。通常汽車(chē)零部件的受力情況復(fù)雜，那么汽
車(chē)零件就需要更高的工藝。
汽車(chē)后橋齒輪一般是指后驅(qū)汽車(chē)齒輪差速器。在差速器中，通過(guò)
齒輪來(lái)增加扭轉(zhuǎn)力矩，調(diào)節(jié)左右兩車(chē)輪的轉(zhuǎn)速，并通過(guò)齒輪將發(fā)動(dòng)機(jī)
的動(dòng)力傳遞到主動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行。因此
2、對(duì)齒輪耐磨性、疲勞強(qiáng)度、
心部強(qiáng)度和沖擊韌性等方面要求比一般齒輪高。
熱處理是一項(xiàng)廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工藝之一。金屬材料在
嚴(yán)格控制的加熱和冷卻條件下進(jìn)行處理，通過(guò)改變材料的內(nèi)部組織來(lái)
達(dá)到人們所要求的的使用性能或使用壽命。在充分發(fā)揮材料潛能，節(jié)
約能源，進(jìn)行清潔生產(chǎn)和人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展上，熱處理技術(shù)的拓展
是不可忽視的。
目錄
前言
題目.........................................................................................................1....
1.汽車(chē)
3、后橋從動(dòng)圓柱斜齒輪的工作條件和性能要求............................2.
1.1汽車(chē)后橋從動(dòng)圓柱斜齒輪的工作條件.......................................2.
1.2性能要求....................................................................................2...
2.選擇材料....................................................................................
4、..........2...
2.1材料使用性能............................................................................2...
2.2材料的工藝性能........................................................................2...
2.3材料的經(jīng)濟(jì)性............................................................................2...
3.汽車(chē)后橋齒輪的工藝路線.
5、..................................................................3..
3.1備料.............................................................................................3...
3.2下料.............................................................................................3...
3.3鍛造................
6、.............................................................................3...
3.4正火.............................................................................................5...
3.5機(jī)械加工....................................................................................5...
3.6滲碳、淬火及低溫回火...
7、...........................................................5..
3.7噴丸..............................................................................................6...
3.8精加工..........................................................................................6...
3.9校直、檢驗(yàn).....................
8、............................................................6...
參考文獻(xiàn)..................................................................................................6...
題目
一汽車(chē)后橋從動(dòng)圓柱斜齒輪，其形狀尺寸如下圖所示。要求齒輪表面
耐磨，硬度為58-62HRC,輪齒中心的硬度為35-40HRC，變形量要求
盡可能小，齒中心的
A沖擊吸收功不應(yīng)小于55J，屈服強(qiáng)度
k
s不小于
840。齒
9、輪節(jié)圓直徑為125mm，模數(shù)m=5。試選擇合適的材料，
M
pa
制定加工工藝路線，說(shuō)明每步熱處理的目的，工藝規(guī)范及組織，并作
出熱處理工藝卡。
1
1.汽車(chē)后橋從動(dòng)圓柱斜齒輪的工作條件和性能要求
1.1汽車(chē)后橋從動(dòng)圓柱斜齒輪的工作條件
后橋齒輪屬于后橋驅(qū)動(dòng)的兩輪間的齒輪機(jī)構(gòu)，它是汽車(chē)減速器的一部
分。當(dāng)機(jī)車(chē)在不同的速度運(yùn)行時(shí)齒輪經(jīng)常處在高速?zèng)_擊負(fù)荷、高速低
扭矩、低速高扭矩狀況下工作，而且工況變化頻繁，工作溫度較高。
因此要求后橋齒輪具有高抗彎曲扭矩和抗疲勞性能，齒面有高的硬度
和耐磨性，齒輪心部有足夠高的強(qiáng)度和韌性。
1.2性能要求
齒輪表面硬度58-62HRC
10、，輪齒中心的硬度為35-40HRC，齒中心的
沖擊吸收功AK55J，屈服強(qiáng)度s840Mpa。
2.選擇材料
2.1材料使用性能
后橋齒輪通過(guò)齒面接觸傳遞動(dòng)力，兩齒面相互嚙合時(shí)既有滾動(dòng)，
又有滑動(dòng)，齒部承受很大的交變彎曲應(yīng)力及接觸壓應(yīng)力。換擋、啟動(dòng)
或嚙合不均勻時(shí)齒部承受沖擊力。所以，齒輪的損壞形式主要是齒的
折斷和齒面的剝落及過(guò)度磨損。并且齒輪工作時(shí)載荷較大，轉(zhuǎn)速高，
且承受較大沖擊載荷。大多采用20Cr、
20CrMT等滲碳鋼制造，經(jīng)滲
ni
碳、淬火處理后使用。
2.2材料的工藝性能
后橋齒輪需要進(jìn)行車(chē)、銑、鉆、磨等機(jī)械加工，因此后橋齒輪材料的
選擇要滿(mǎn)足機(jī)
11、械加工工藝性能。
2.3材料的經(jīng)濟(jì)性
2
工廠的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效益。通常在滿(mǎn)足性能要求的前提
下應(yīng)盡可能的使用便宜的材料。雖然20Cr的價(jià)格低于20CrMnTi，但
性能沒(méi)有20CrMnTi好。20CrMnTi是低碳合金鋼，該鋼具有較高的機(jī)
械性能，在滲碳淬火低溫回火后，表面硬度為58-62HRC，芯部硬度
為30-45HRC。20CrMnTi的工藝性能較好，鍛造后以正火來(lái)改善其切
削加工性。此外，20CrMnTi還具有較好的淬透性，由于合金元素鈦
的影響，對(duì)過(guò)熱不敏感，故在滲碳后可直接降溫淬火。且滲碳速度較
快，過(guò)渡層較均勻，滲碳淬火后變形小。適合于制造承受高速
12、中載及
沖擊、摩擦的重要零件，因此根據(jù)齒輪的工作條件選用20CrMnTi鋼
是比較合適的。
3.汽車(chē)后橋齒輪的工藝路線
備料→下料→鍛造→正火→機(jī)械加工→滲碳、淬火及低溫回火→噴丸
→磨內(nèi)孔及換擋槽等的機(jī)械加工→后工藝
3.1備料
準(zhǔn)備供應(yīng)生產(chǎn)所需材料，準(zhǔn)備原料。
3.2下料
根據(jù)汽車(chē)后橋齒輪尺寸，對(duì)原材料下料，綜合考慮熱處理，加工余量。
3.3鍛造
鍛造加工，將原材料狀態(tài)的工件鍛成近成品形狀。
基本原則：
⑴鋼料在鍛造溫度范圍內(nèi)應(yīng)具有良好的塑性和較低的變形抗力;
⑵能鍛出優(yōu)質(zhì)鍛件;
3
⑶為減少加熱火次,提高鍛造生產(chǎn)率,鍛造溫度范圍應(yīng)盡可能寬。
始鍛溫度的確
13、定：
⑴必須保證鋼無(wú)過(guò)燒現(xiàn)象;
⑵對(duì)于碳鋼：始鍛溫度應(yīng)比鐵-碳平衡圖的固相線低150～250℃。
終鍛溫度的確定：
⑴保證鋼料在終鍛前具有足夠的塑性;
⑵使鍛件獲得良好的組織性能。
對(duì)于亞共析鋼，終鍛溫度應(yīng)在A3線以上15~50℃，位于單相奧氏體
區(qū)，塑性良好。
各類(lèi)鋼的鍛造溫度范圍：
1.普通碳素鋼始鍛溫度1280°C，終鍛溫度700°C，鍛造溫度范
圍580°C；
2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼始鍛溫度1200°C，終鍛溫度800°C，鍛造溫
度范圍400°C；
3.碳素工具鋼始鍛溫度1100°C，終鍛溫度770°C，鍛造溫度范
圍330°C；
4.合金結(jié)構(gòu)鋼始鍛溫度11
14、50~1200°C，終鍛溫度800~850°C，鍛
造溫度范圍350°C；
5.合金工具鋼始鍛溫度1050~1150°C，終鍛溫度800~850°C，鍛
造溫度范圍250~300°C；
6.高速工具鋼始鍛溫度1100~1150°C，終鍛溫度900°C，鍛造溫
4
度范圍200~250°C；
7.耐熱鋼始鍛溫度1100~1150°C，終鍛溫度850°C，鍛造溫度范
圍250~300°C；
8.彈簧鋼始鍛溫度1100~1150°C，終鍛溫度800~850°C，鍛造溫
度范圍300°C；
9.軸承鋼始鍛溫度1080°C，終鍛溫度800°C，鍛造溫度范圍
280°C；
由于2
15、0CrMnTi屬于合金結(jié)構(gòu)鋼、亞共析鋼。所以初鍛溫度1150℃，
終鍛溫度800℃。
3.4正火
正火處理，改善材料組織，細(xì)化晶粒；合金鋼，淬火前消除魏氏組（羽
毛狀的上貝氏體）為下步的加工及滲碳做準(zhǔn)備，并且改變硬度。
由于20CrMnTi是亞共析鋼，應(yīng)該加熱到
Ac以上30~50℃，保溫一段
3
時(shí)間，然后在空氣中冷卻到室溫。正火處理后硬度正常來(lái)說(shuō)在
150HB-240HB左右，金相組織為粒狀貝氏體、白色斷續(xù)網(wǎng)狀分布的鐵
素體以及黑色塊狀的珠光體。改善材料硬度，便于機(jī)械加工。
3.5機(jī)械加工
正火提高了低碳鋼的硬度，可以對(duì)工件進(jìn)行粗加工，銑出斜齒，
磨內(nèi)孔及換擋
16、槽等的粗加工。
3.6滲碳、淬火及低溫回火
滲碳可以使?jié)B過(guò)碳的工件表面獲得很高的硬度，滲碳溫度
920~940℃，滲碳溫度為5h，滲碳后預(yù)冷至840~860℃，直接淬火（為
5
避免產(chǎn)生第二類(lèi)回火脆性，采用油冷），獲到細(xì)小的馬氏體組織。可
以滿(mǎn)足汽車(chē)后橋齒輪硬度達(dá)到58-62HRC。淬火后鋼必須要回火，消
除工件的內(nèi)應(yīng)力，減小變形和開(kāi)裂的傾向，使不穩(wěn)定的淬火馬氏體和
殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的鐵素體和滲碳體或碳化物的兩相混合物。
工件在滿(mǎn)足高硬度的同時(shí)內(nèi)部還需要有足夠的韌性。選擇低溫回
火，溫度150~250℃。
低溫回火在保持高硬度（58~64HRC）、高強(qiáng)度和耐磨性的情
17、況
下，適當(dāng)提高淬火鋼的韌性，同時(shí)顯著降低鋼的淬火應(yīng)力和脆性。
3.7噴丸
噴丸使用丸粒轟擊工件表面并植入殘余壓應(yīng)力，提升工件疲勞強(qiáng)
度。使用鑄鋼丸進(jìn)行處理。其硬度一般為40~50HRC，加工硬金屬時(shí)，
可把工件硬度提高到57~62HRC。
3.8精加工
磨內(nèi)孔及換擋槽等精加工。
3.9校直、檢驗(yàn)
齒形齒向，公法線及變動(dòng)量，徑向跳動(dòng)，基節(jié)偏差，周節(jié)累積誤差。
參考文獻(xiàn)
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汽車(chē)后橋齒輪熱處理
