變速箱是汽(qi)車(che)(che)的(de)主要構成(cheng)部分(fen)，并(bing)且(qie)是汽(qi)車(che)(che)的(de)重要受力單元。重型汽(qi)車(che)(che)因(yin)為(wei)載重大、路況(kuang)差，因(yin)此變速箱就(jiu)會受到頻繁(fan)沖擊，鑒于此，重型汽(qi)車(che)(che)變速箱齒輪應該具備高強度(du)、高耐磨性(xing)(xing)、高抗(kang)疲勞強度(du)、高沖擊韌性(xing)(xing)等機械(xie)性(xing)(xing)能，而這就(jiu)需要嚴格控制(zhi)熱處理(li)環節。

一，變速箱齒輪的材料(liao)選擇：

1、選(xuan)(xuan)材的原則：零(ling)件材料的選(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)應根(gen)據零(ling)件的使用性(xing)能(neng)要(yao)求及加(jia)工工藝性(xing)能(neng)、經濟成本要(yao)求進(jin)行選(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)：

1)、使(shi)用(yong)(yong)(yong)性能要(yao)求：使(shi)用(yong)(yong)(yong)性能是指零(ling)件在正(zheng)(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)(yong)(yong)狀態下，材料應具備的(de)(de)性能，是保證零(ling)件工(gong)作ān quán可靠(kao)、經久耐用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)必要(yao)條(tiao)件。零(ling)件在選(xuan)材時，首先要(yao)根據(ju)(ju)零(ling)件的(de)(de)工(gong)作條(tiao)件和(he)失(shi)效形式(shi)，正(zheng)(zheng)確(que)判斷所要(yao)求的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)性能，再(zai)根據(ju)(ju)主要(yao)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)性能指標來選(xuan)擇合適的(de)(de)材料。

通過對變速(su)箱齒輪的工作條件(jian)(jian)、失(shi)效形式的分(fen)析，并根據零件(jian)(jian)的幾何尺寸(cun)、使用壽命要求，就能(neng)確(que)定(ding)出零件(jian)(jian)應具(ju)有的主要力學性能(neng)指標。

2)、加工(gong)工(gong)藝性能要求：

變速箱齒輪常用的加工(gong)工(gong)藝路(lu)線為：

下(xia)料→鍛造→正火(huo)→粗、半精切削加工→滲碳→淬火(huo)、低溫回火(huo)→噴丸處理→加工花(hua)鍵→磨(mo)端(duan)面(mian)→磨(mo)齒(chi)→Z終檢驗

根據以上(shang)工藝要求，變(bian)速箱齒(chi)輪的工藝性能(neng)要求如(ru)下：

3)、選材時還應(ying)充分考(kao)慮經濟性：

在保證使用(yong)性能的前(qian)提下，應盡可能選用(yong)價格低、貨源(yuan)足、加工方便、總成(cheng)本低的材料。

2、材(cai)(cai)料的選(xuan)擇(ze)：根據以(yi)上使用性能(neng)和加(jia)工工藝(yi)、加(jia)工成本(ben)的綜合(he)要求(qiu)，可基本(ben)確定(ding)為低C%合(he)金(jin)(jin)結構(gou)鋼：即我(wo)們常用的合(he)金(jin)(jin)滲碳鋼。從目前(qian)我(wo)國汽(qi)車制(zhi)造廠常用的金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料來看，汽(qi)車變(bian)速箱齒輪多采用20CrMnTi。

二、熱處理(li)工序(xu)位置(zhi)及熱處理(li)工藝選擇：

熱處(chu)理(li)(li)是機械制造過程中的(de)(de)重要(yao)工(gong)序。變(bian)速箱齒輪的(de)(de)熱處(chu)理(li)(li)工(gong)序位(wei)置(zhi)及熱處(chu)理(li)(li)工(gong)藝選擇、安排是否(fou)得(de)當，對(dui)于零件的(de)(de)質量及切削加工(gong)性能起著至關重要(yao)的(de)(de)作用。根(gen)據(ju)熱處(chu)理(li)(li)的(de)(de)目的(de)(de)及工(gong)序位(wei)置(zhi)不同，熱處(chu)理(li)(li)分為(wei)預備熱處(chu)理(li)(li)和(he)Z終熱處(chu)理(li)(li)。

1.預備(bei)熱(re)處理的工序(xu)位置及熱(re)處理工藝選(xuan)擇(ze)：

為經(jing)過(guo)鍛造的(de)變速(su)(su)箱齒(chi)輪毛坯的(de)內應(ying)力、細化(hua)晶粒、均勻組織，并(bing)改善切(qie)(qie)削(xue)加(jia)工性能(neng)，為淬(cui)火作好(hao)組織準(zhun)備，一般在鍛造之后、切(qie)(qie)削(xue)加(jia)工之前，可采用退火或正(zheng)(zheng)(zheng)火作為預備熱處理。由于變速(su)(su)箱齒(chi)輪尺(chi)寸較小，且厚度較均勻，在正(zheng)(zheng)(zheng)火、退火均可使用的(de)前提(ti)下，為提(ti)高工作效(xiao)率，宜選用正(zheng)(zheng)(zheng)火作為預備熱處理。

2.Z終熱處理的工序位置：

Z終(zhong)熱處(chu)理(li)包括各種(zhong)淬(cui)火、回(hui)火、表面熱處(chu)理(li)等。零(ling)件Z終(zhong)熱處(chu)理(li)之后，即可獲得所需(xu)的力學性能：因零(ling)件硬度較高，除磨削(xue)(xue)加(jia)(jia)工之外不宜進(jin)行其他形式的切削(xue)(xue)加(jia)(jia)工，故Z終(zhong)熱處(chu)理(li)均安排在半精加(jia)(jia)工之后，磨削(xue)(xue)加(jia)(jia)工之前。

3.Z終熱處(chu)理工(gong)藝方法選擇：

根(gen)據變速箱齒輪的(de)工作條件及失(shi)效形式，對(dui)變速箱齒輪的(de)技術條件要求如下：

齒輪根部σb＞1000Mpa，ak＞60J/cm2；

齒(chi)面硬度58～64HRC，心部(bu)硬度30～42HRC。

根據以上技術(shu)條件，變速箱齒輪材(cai)料：20CrMnTi采(cai)用的(de)Z終熱處(chu)理工藝為：先(xian)滲(shen)碳(tan)，使(shi)(shi)表(biao)面(mian)碳(tan)含量(liang)增加，心部仍維持低(di)的(de)含碳(tan)量(liang)，保持心部較(jiao)(jiao)高的(de)強度(du)和沖擊韌(ren)性(xing)；滲(shen)碳(tan)之后進行淬火和低(di)溫回火，使(shi)(shi)輪齒表(biao)面(mian)硬度(du)達到高硬度(du)要求(qiu)，心部仍維持較(jiao)(jiao)低(di)的(de)硬度(du)。

三、熱處理工藝(yi)特(te)性對齒(chi)輪(lun)質量(liang)和壽命(ming)的影響：

正確分析和理(li)解熱(re)處理(li)性能(neng)指標，對保證零(ling)件的(de)質量(liang)，滿足使用(yong)性能(neng)的(de)要求，延長(chang)零(ling)件的(de)使用(yong)壽命，具有重大意義。主要的(de)熱(re)處理(li)工藝性能(neng)指標及要求如下：

1、淬透性：

淬(cui)透(tou)(tou)性的波動范(fan)圍直接影響到齒(chi)輪(lun)(lun)(lun)的產品質(zhi)量。淬(cui)透(tou)(tou)性過(guo)(guo)低(di)，則(ze)制成的齒(chi)輪(lun)(lun)(lun)滲碳(tan)淬(cui)火后，心部硬(ying)度低(di)于技(ji)術條件規定的數值(zhi)，疲勞(lao)試(shi)驗時(shi)，齒(chi)輪(lun)(lun)(lun)的疲勞(lao)壽命降低(di)；若淬(cui)透(tou)(tou)性過(guo)(guo)高，則(ze)齒(chi)輪(lun)(lun)(lun)滲碳(tan)淬(cui)火后，內孔收(shou)縮量過(guo)(guo)大而影響齒(chi)輪(lun)(lun)(lun)裝配。

由(you)于淬透(tou)性(xing)對輪(lun)齒(chi)心(xin)部的硬(ying)度和畸變(bian)有重大影響(xiang)，GB5216-85規定：用于制造齒(chi)輪(lun)的20CrMnTi的淬透(tou)性(xing)指標為：距水冷端9咖處的硬(ying)度為３０～42HRC。

2、變形開裂傾向(xiang)：

齒(chi)輪在淬(cui)(cui)火(huo)時(shi)因(yin)加(jia)熱或(huo)冷卻速(su)度太快，加(jia)熱或(huo)冷卻不均(jun)勻都可(ke)能造成(cheng)工(gong)件變(bian)(bian)形甚至開(kai)(kai)裂(lie)。因(yin)此，設計齒(chi)輪時(shi)，在結構上應(ying)盡(jin)量(liang)避免尖角或(huo)厚薄(bo)斷面的突然(ran)變(bian)(bian)化(hua)；淬(cui)(cui)火(huo)時(shi)，盡(jin)量(liang)選擇冷卻速(su)度較慢的專(zhuan)用淬(cui)(cui)火(huo)油進(jin)行淬(cui)(cui)火(huo)。通過以(yi)上手段來減少變(bian)(bian)形開(kai)(kai)裂(lie)傾向。

3、淬硬性：

淬(cui)(cui)硬性指(zhi)鋼(gang)在(zai)正常淬(cui)(cui)火條件下，以(yi)超過臨界冷卻速(su)度所形成的馬氏體組織能夠(gou)達(da)到的Z高硬度。淬(cui)(cui)硬性主要取決于(yu)鋼(gang)中的含(han)碳量(liang)。含(han)碳量(liang)越高，淬(cui)(cui)火后硬度越高。變(bian)速(su)箱(xiang)齒輪通過滲碳使齒輪表(biao)(biao)面達(da)到高含(han)碳量(liang)，淬(cui)(cui)火后使齒輪表(biao)(biao)面達(da)到：齒面硬度58～64HRC，才能滿足齒輪表(biao)(biao)面高硬度、高耐磨的特(te)性，保證(zheng)齒輪齒面有足夠(gou)的使用(yong)壽命，不發生齒面點蝕和磨損(sun)。

影響熱處理性能的因素還有鋼的回火穩定性、過熱敏感性、回火脆性和尺寸穩定性等，只有正確處理以上各種因素對熱處理的影響，才能保證變速箱齒輪的正常使用，進一步提高變速箱齒輪的質量和壽命。     //nii-tech.cn/