粉末冶金止轮.doc

粉末冶金齿轮设计简介 作者：宁上中 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，目前齿轮使用较广泛的材料是Fe-Cu-C-Ni的材料，(其符合JIS SMF5030，SMF5040标准 ；符合MPIF FN-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 JIS SMF5030。 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/cm3 min OR 6.80 g/cm3 min。 2．温压压制成形齿轮密度通常控制在7.00g/cm3 min。 ★在图纸密度一栏中注明密度等级：如 6.6g/cm3 min。 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/cm3 min 时： 1)．烧结态硬度控制在 HRB 40 min； （FN-0205-20 烧结态硬度典型值为 HRB 44） 2)．水蒸汽处理硬度控制在 HRB 50 min； 3)．渗碳处理硬度控制在HRC 20 min； （FN-0205-80HT 渗碳处理硬度典型值为 HRC 23） 2．密度6.8g/cm3 min 时： 1)．烧结态硬度控制在 HRB55 min； （FN-0205-25 烧结态硬度典型值为 59HRB） 2)．水蒸汽处理硬度控制在 HRB70 min； 3)．渗碳处理硬度控制在HRC25 min； （FN-0205-105HT 渗碳处理硬度典型值为 HRC 29） 3．密度7.0g/cm3 min 时： 1)．烧结态硬度控制在 HRB 65 min； （FN-0205-30 烧结态硬度典型值为 HRB 69） 2)．渗碳处理硬度控制在HRC 30 min； （FN-0205-130HT 渗碳处理硬度典型值为 HRC 33） ★在图纸硬度一栏中注明硬度范围：如 HRB 40 min。（当材料为FN-0205-20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(设计面取的目的主要是防止毛边(批锋)高于产品端面，影响客户使用)： 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A 2．内径面取设计： 3．Boss齿轮形状设计： ★在图纸备注栏中注明：毛边高度0.2 max。 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?20以内，公差建议为±0.1； 2)．齿顶径在?40以内，公差建议为±0.13； 3)．齿顶径在?60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