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来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/18 17:22:20
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首先,要知道齿轮工作时的基本要求是：应使齿面具有较高的抗点蚀、抗胶合和抗磨损的能力,而轮齿根部应有较高的抗折断能力,因此,齿轮材料,毛坯及热处理方法都应能保证这些要求.
锻钢时制造齿轮的主要材料,依据齿面硬度不同,可分两类：
1软齿面齿轮（HB≤350）常用材料有40、45、35SiMn等经正火或调质处理.一般HB=180-280,小尺寸齿轮可提高到HB=320-350.
2硬齿面齿轮（HB>350）这类齿轮的齿面硬度较高,切齿在最终热处理之前进行,热处理后只进行磨齿或研齿,精度可达5级或4级.这类齿轮强度、硬度和精度都比较高,耐磨性和抗点蚀性也较好,故常用于高速重载,中速重载且受较大冲击及要求尺寸小的齿轮.常选用40、45、50Mn2B表面渗碳淬火,HRC=58-63,或38CrMoAlA氮化处理.
铸钢也是齿轮制造材料之一,当齿轮分度圆直径D>400-600mm,不宜锻造时,可采用铸造齿轮.铸钢的强度及耐磨性较好,但铸造内应力较大,一般要求机加工前进行退火或正火处理,常选ZG270-500,ZG310-570.
有时齿轮材料也采用铸铁,铸铁齿轮抗冲击及抗磨能力都较差,但抗胶合和抗点蚀性能较好,故适用于工作平稳低速（V≤5m/s）和轻载的开式传动中.常选用HT250、HT350等.
同时,要知道,在选用材料和热处理方法时应注意,使小齿轮齿面硬度高于大齿轮的,一般应保证HB1-HB2=20-50,这样可保证大小齿轮合理的配合寿命.
Q195是碳素结构钢,其含碳量0.06-0.12%,属于低碳钢,因其含碳量低,加工成零件后进行热处理,对硬度、强度的影响很小,可以说无法通过热处理来提高它的硬度、强度.其屈服点195MPa,抗拉强度315MPa,延展性较好.
45钢,是优质碳素结构钢,这类钢中有害杂质磷、硫的含量较低,常用来制作各种重要的机械零件,它的平均含碳量为0.45%,正火状态时屈服点355MPa,抗拉强度600MPa,延伸率15-20%,硬度163-220HBS.
由以上叙述可知,制造齿轮这样的重要零件采用45钢,经过合理的热处理完全可以满足齿轮的工作条件,而如改用Q195,因其无法通过热处理达到所需性能会产生无法正常使用的后果.
根据热处理原理,低碳钢无法进行热处理,也可以说低碳钢进行热处理对其内部组织改变很小,对其机械性能的影响可以不以考虑,因此Q195的屈服点只能在195MPa左右,抗拉强度只能在315MPa左右,硬度也没有提高,只适合制作铆钉、地脚螺栓等要求不高的零件.
而45钢含碳量在0.45%左右,应该属于中碳钢,这种钢材是可以进行热处理达到所需的机械力学性能的.45钢经调质处理后,其抗拉强度到达750-850MPa,延伸率达到20-25%,硬度可达210-250HBS.经调质处理后,可获得良好的综合性能,用来制造齿轮等重要零件完全满足要求.
综上所说,如果用Q195钢代替45钢制作齿轮,该齿轮使用寿命会很小,使用时间不长就会发生齿面磨损,齿面胶合,齿面塑性变形等失效现象,直至无法传动运动和力矩诱发其他事故.