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从动齿轮渗碳淬火锥度变形的---

随着国内铁路的大发展，机车齿轮的产品也越来越多。在硬齿面齿轮的制造中，渗碳淬火作为重要的一种齿面硬化工艺方式，从强度的观点，渗碳具有较好的综合力学性能，因此机车齿轮目前仍普遍采用渗碳淬火作为齿面硬化方式。但由于渗碳淬火齿轮硬化工序复杂，齿轮容易产生变形，不仅会使后续磨削量增加，生产成本提高，且影响齿轮的制造精度，降低承载能力，终影响齿轮的使用寿命。因此，在齿轮行业，减少齿轮渗碳淬火畸变一直是一项摆在热处理---面前的重要课题。

本文针对某型号机车从动齿轮在实际生产过程中热处理变形大的问题，进行了分析，提出了---措施，并进行了试验验证。

1.齿轮相关参数和热处理工艺

某型机车从动齿轮结构如图1所示，齿轮重量350kg，材料为18crnimo7-6。采用爱协林井式渗碳炉生产线进行渗碳淬火，淬火介质采用快速淬火油。

热处理技术要求：有效硬化层---1.6~2.2mm，磨齿时单边留磨量0.35~0.45mm。金相组织符合iso 6336-5 mq级以上要求。

齿轮的制造工艺流程：齿坯锻造***预备热处理***半精车***滚齿***渗碳淬火***喷丸***精车***磨齿***磁粉探伤。

试制时，齿轮的热处理工艺路线：经920℃渗碳，降温至860℃出炉缓冷，640℃高温回火，重新加热淬火，两次低温回火。渗碳、淬火时装夹状态如图2所示。

2.热处理变形及分析

渗碳淬火后齿轮变形量如表1所示。由表1可看出，齿轮发生了较大的锥度变形，如图3所示。热处理后公法线沿齿高方向相差较大。磨齿后，造成齿面有效硬化层---不均匀。

渗碳后的锥度变形是由齿轮长时间在高温下保温因自重产生的蠕变所致。所谓蠕变就是在高温及数值不变的应力作用下，随着时间而不断增加着材料的变形过程。钢在高温状态下强度很低。该齿轮属于薄腹板从动齿轮，腹板厚小处仅25mm。由于轮齿部位缺乏足够的支撑，在高温下，齿轮腹板处强度大幅度下降，不能抵御自重力作用，在长时间渗碳过程中，齿轮蠕变引起---的锥度变形。

零件淬火时，齿宽部位受到不均匀冷却，先冷却的那半边收缩，在热边的受制下冷边受拉应力，而热边受压应力。由于热边在高温下的塑性较好而被压缩。在冷却到一定程度后，热边开始冷却，也要发生收缩现象，此时应力状态发生变化，先冷边为压应力，后冷边为拉应力。冷却后期，由于处于较低的温度，不能产生明显的塑性拉长，不能抵消原先被压缩的数量值，先冷边都不能发生明显的塑性增长和缩短，因此工件冷却的终结果是先冷边缩小，后冷边胀大。

3.---措施

渗碳时，解决该问题的方案就是在轮齿部位增加楔形垫块支撑。

淬火装夹时，将齿轮朝上方向与渗碳方向反向，使得淬火保温时，能反向校正部分渗碳时由于自重引起的锥度变形。---后，齿轮的装夹示意如图4、图5所示。

淬火加热时，将两个齿轮轮齿部位的间隔由原来的50mm增加到100mm，以---入油淬火时淬火油流动情况，使齿轮各处冷却均匀，各处涨量趋于一致。

---后，热处理变形情况如表2所示。由表2可以看出，渗碳后，齿轮上下锥度变形变化不大。但淬火后，齿轮上下锥度变形量平均值减小0.296mm，变形量减小64%。

4.结语

1齿轮装夹时，在齿部位使用平整的楔形垫块支撑，可---薄腹板整体式从动齿轮轮辋部位在渗碳过程中的强度，减小因自重而产生的变形。

2淬火时，齿轮装夹与渗碳时反向，可有效---渗碳时的锥度变形。

3淬火时，齿轮的上下间距应符合工艺要求，---淬火时齿轮冷却均匀。

4渗碳、淬火后要及时测量变形情况，并根据测量结果，及时调整热处理工艺和装炉方式。

 减速机窜轴除了断齿和过盈量不合理两种原因之外，齿轮加工偏斜；两半从动齿轮实践的螺旋角差错、齿厚差错；齿面不均匀磨损和过早磨损、齿背发生变形等也会导致减速机窜轴。本文分享减速机窜轴的5种常见原因及调整办法。

减速机窜轴除了断齿和过盈量不合理两种原因之外，齿轮加工偏斜；两半从动齿轮实践的螺旋角差错、齿厚差错；齿面不均匀磨损和过早磨损、齿背发生变形等也会导致减速机窜轴。本文分享减速机窜轴的5种常见原因及调整办法。

  1.断齿导致的窜轴

  由于断齿使输入轴失去轴向约束而发生窜轴。

  2.过盈量不合理窜轴

  减速机中心轴上从动齿轮与轴合作的过盈量不合理造成窜轴的工况条件是：

  两半从动齿轮其中有一个过盈量不合理时，在正负扭矩效果下才发生窜轴；

  当有两个过盈量不合理时，两半从动齿轮一起向外和一起向内移动的速度和移动间隔均不等时，在正负扭矩效果下才发生窜轴。

  1当两半从动齿轮中有一个过盈量不合理时，在正扭矩发生的轴向分力效果下向外移动，在负扭矩效果下向内移动。假如只要正扭矩效果，没有负扭矩效果也不会发生窜轴。

  当齿轮向外移动时，人字齿轮对中线也向外移动；当齿轮向内移动时，人字齿轮对中线也向内移动，然后造成窜轴。

  2当两半从动齿轮中有两个过盈量不合理时，在正扭矩发生的持平轴向分力效果下，会使两半从动齿轮一起向外移动；在负扭矩效果下，会使两半从动齿轮向内移动。

  只有在两半从动齿轮向外和向内的移动速度和移动间隔不等时，才会使人字齿轮对中线发生变化，发生窜轴。

  假如两半从动齿轮移动速度和移动间隔持平时，或只要正扭矩效果而没有负扭矩效果时也不会发生窜轴现象。

  3.齿轮加工偏斜造成窜轴

  中心轴上的从动齿轮加工偏斜可造成窜轴。齿轮加工是以外圆和端面进行定位的，而齿轮装配是以内孔定位的，有时内孔与外圆不同心，或许内孔与端面不笔直，就会使加工的齿轮与内孔中心线出现偏斜。

  这种偏斜的人字齿轮，其对中线所在的平面与轴线不笔直，当齿轮旋转一周时，对中线上的某一点将会发生轴向往复窜动一次，迫使输入轴也轴向往复窜动一次。

  在实际传动中，因为两半从动齿轮的偏斜程度不同，对于输入轴来讲，发生轴向窜动是中心轴上两半从动齿轮不同偏斜程度归纳效果的成果。此外，输出轴上的从动齿轮，因为齿轮加工偏斜也同样造成窜动，但是因为输出轴在轴向是固定的，就迫使中心轴移动，进而迫使输入轴窜动。

  4.齿轮螺旋角差错造成窜轴

  中心轴和输出轴上两半从动人字齿轮，因为实际螺旋角的差错，会使人字齿轮对中线发生变化，造成窜轴。

  5.齿厚差错、齿面不均匀磨损和过早磨损、齿背变形造成窜轴

  当减速机接受正扭矩效果时，轮齿的正面受力；在负扭矩效果时，齿背受力。当两半从动齿轮的齿厚不持平时，在由正扭矩转为负扭矩效果时，人字齿轮对中线将轴向移动，迫使输入轴发生窜轴。

  齿轮材质不符合要求，使轮齿正面发生快速和过早磨损、不均匀磨损，加大了齿侧间隙，当由正扭矩转成负扭矩效果时，加大了对齿背的冲击效果，在齿面硬度不合理的情况下，使轮齿反面发生变形，增加了轮齿正、反面啮合时的对中线窜动程度，造成窜轴。

  要提高齿轮的强度和制造精度，以及从动齿轮与轴的安装精度及紧固性，主要是达到合理的过盈配合，才能有效防止减速机窜轴现象。

  以上的内容由纳硕机械从网上为大家做出的整理介绍，如果您需要的话，请与我们公司联系。

四大斜齿轮减速机分解图

r系列斜齿轮减速机分解图1 小齿轮2 齿轮3齿轮轴4 齿轮5 齿轮轴6 齿轮7 输出轴8 键9 油封11 轴承 12 卡环17 轴套19 键20 透气阀22 减速机箱体24 吊环螺栓25 轴承30 轴承31 键32 轴套34 轴承37 轴承39 卡环41 卡环42 轴承43 键45 轴承47 卡环59 螺纹塞88 卡环100 减速机盖板101 六角螺栓102 密封垫131 密封盖181 密封盖506 垫片507 垫片508 垫片515 垫片516 垫片517 垫片521 垫片522 垫片523 垫片

 f系列平行轴斜齿轮减速机分解图1 小齿轮2 齿轮3齿轮轴4 齿轮5 齿轮轴6 齿轮7 空心轴9 油封11 轴承 14 六角螺丝16 法兰17 轴套19 键20 透气阀22 减速机箱体25 轴承30 轴承31 键32 轴套37 轴套39 卡环41 卡环42 轴承43 键45 轴承59 螺丝塞81 o型密封圈88 卡环91 卡环92 垫片93 弹簧垫圈94 六角螺栓100 减速机盖板101 六角螺栓102 密封垫131 密封盖160 密封盖161 密封盖165 密封盖181 密封盖183 油封506 垫片507 垫片508 垫片 515 垫片516 垫片517 垫片521 垫片522 垫片523 垫片

k系列斜齿轮伞齿轮减速机

1 小齿轮2 齿轮3 齿轮轴4 齿轮5 齿轮轴6 齿轮7 输出轴8 键9 油封11 轴承 12 卡环17 轴套19 键20 透气阀22 减速机箱体25 轴承30 轴承31 键37 轴承39 卡环42 轴承43 键45 轴承59 螺丝塞83 nilos环av挡盖84 nilos环av挡盖88 卡环89 密封盖100 减速机盖板101 六角螺栓102 密封垫113 锁紧螺母114 锥形锁紧垫圈116螺纹保护119 轴套131 密封盖132 卡环133 垫片135 nilos环av挡盖161 密封盖506 垫片507 垫片508 垫片 521 垫片522 垫片523 垫片533 垫片534 垫片535 垫片536 垫片537 垫片538 垫片542 垫片543 垫片544 垫片

s系列斜齿轮蜗轮蜗杆减速机分解图

1 小齿轮2 齿轮5 齿轮轴6 齿轮7 输出轴9 油封11 轴承12 卡环19 键20 透气阀22 减速机箱体25 轴承30 轴承37 轴承39 卡环43 键59 螺纹塞61 卡环88 卡环89 密封盖100 减速机盖板101 六角螺栓102 密封垫131 密封盖137 垫片506 垫片507 垫片518 垫片519 垫片520 垫片521 垫片522 垫片

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