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蜗轮蜗杆减速机的材质选择

2016-09-28 08:37:17 点击数:

   蜗轮蜗杆减速机基本结构主要由传动零件蜗轮蜗杆、轴、轴承、箱体及其附件所构成。可分为有三大基本结构部:箱体、蜗轮蜗杆、轴承与轴组合。

    其中蜗轮蜗杆起着传递两交错轴之间的运动和动力的作用,是蜗轮蜗杆减速机的核心部件。因此蜗轮蜗杆生产加工选用的材质极为重要。

    由于蜗轮蜗杆减速机传动啮合齿摩擦较大,且由于蜗轮滚刀的轮齿尺寸不可能做得和蜗杆绝对相同,被加工出来的蜗轮齿难以和蜗杆齿绝对相同,被加工出来的蜗轮齿形难以和蜗杆齿精确共轭,必须跑合才能逐渐理想。因此蜗轮蜗杆材料的组合必须具有良好的减磨和跑合性能以及抗胶合性能。所以蜗轮通常采用青铜或者铸铁等硬度相对较低的金属做齿圈,而蜗杆一般采用经过淬硬等热处理并经磨削的合金钢或碳钢。

 

蜗杆通常使用的合金钢或碳钢包括:

(1)       渗碳钢 牌号:16CrMn、20Cr、20CrMn、20CrMnTi、20CrNi3A.等,表面淬硬致56~62HRC。

(2)       淬火钢 牌号:40Cr、42Cr、45Cr、40CrNi、35CrMo、34CrMo4等,经火焰或感应淬火致45~50HRC。

(3)       调质钢 牌号:40Cr、40CrNi、35CrMo、42CrMo、40CrMnMo等,表面硬度30~35HRC。

(4)       氮化钢 牌号:38CrMoAl、35CrAl等,经离子渗氮表面硬度可达58~64HRC,有抗腐蚀效果。

其中,氮化钢是目前最好的蜗杆材料。

 

蜗杆通常使用的铜合金或铸铁包括:

(1)       造锡青铜 又叫磷锡青铜或者磷青铜,牌号为ZCuSu10P1,是较理想的蜗轮材料。其由铜和锡为主的软硬二相组成的合金材料。软组织易于磨合,硬组织用以承载。与钢蜗杆运转磨合后是接触表面相互适配,增加了支承面积。铸造青铜分沙模铸、金属模铸和离心铸三种。其离心铸造的力学性能最佳且晶粒细、致密均匀。

(2)       锡锌青铜 牌号:ZCuSu10Zn2。

(3)       锡镍青铜 牌号:GZ-SN12Ni(德国)

(4)       铝铁青铜 牌号:ZcuAl10Fe3,这类含铝青铜铸成后有较高的强度,但是抗胶合性能差,当温度超过75℃时,点蚀强度和磨损强度将显著下降,表面硬度也较高,跑合困难,接触适配性能差,影响效率的提升。适合用于滑动速度小于4M/S的场合,相配蜗杆硬度必须大于45HRC。

(5)       铝铁镍青铜 牌号:GZ-CuAl10Ni(德国),通常用于低滑动速度,重载场合,高精密分度蜗轮等。

(6)       灰铸铁与球黑铸铁 灰铸铁用于不重要或手动操作的场合,用于滑动速度小于2M/S;球墨铸铁蜗轮常与淬硬钢蜗杆配对,用于低速重载设备而不常开动的场合。

 

    为节约相对贵重的有色金属,蜗轮通常采用组合式结构,一般蜗轮齿圈用有色金属,而轮芯用钢或铸铁制成

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