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专业课程设计任务书
姓名:吕永丹 班级:材科102
设计题目:汽车发动机齿轮材料的选择及工艺设计
设计内容:
1、根据零件工作原理,服役条件,提出机械性能要求和技术要求。
2、选材,并分析选材依据。
3、制订零件加工工艺路线,分析各热加工工序的作用。
4、制订热处理工艺卡,画出热处理工艺曲线,对各种热处理工艺进行分析,并分析所得到的组织,说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。
5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。
6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。
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目 录
TOC \o "1-3" \h \z \u 1 前言 3
2 汽车发动机齿轮工作条件及性能要求 4
2.1 汽车发动机齿轮工作条件 4
2.2 汽车发动机齿轮的机械性能要求及技术要求 4
2.3 汽车发动机齿轮材料的选择及分析 6
2.3.1 汽车发动机齿轮材料的选择 6
2.3.2 汽车发动机齿轮材料的分析 7
3 汽车发动机齿轮加工工艺 8
3.1 汽车发动机齿轮加工工艺流程及各工序作用 8
3.2 汽车发动机齿轮具体热处理工艺及分析 9
3.2.1 锻造 9
3.2.2 正火 10
3.2.3 渗碳+淬火 11
3.2.4 低温回火 12
3.2.5 各热处理工艺后的金相组织分析 13
3.2.6 热处理工艺过程中可能产生的缺陷及处理措施 15
4 汽车发动机齿轮使用过程中可能出现的失效方式及预防措施 17
5 心得体会 19
6 参考文献 20
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1前言
本课程设计了20CrMnTi适用于汽车发动机齿轮的可靠性。汽车发动机齿轮作为汽车发动机中的重要零部件,其材料是保证其本身工作性能和可靠性的基础。对发动机齿轮的失效形式分析,其主要承受交变载荷,冲击载荷,剪切应力和接触应力大等,因此对齿轮在材料、精度、强度、耐久性和可靠性等方面提出了更高要求。20CrMnTi合金钢是一种优良的渗碳钢,有高的淬透性,经渗碳淬火加低温回火后,表面硬度很高,心部强度和塑性,韧性配合很好。
关键词:发动机齿轮,20CrMnTi,锻造,淬火+低温回火
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2 汽车发动机齿轮工作条件及性能要求
2.1 汽车发动机齿轮工作条件
发动机和汽车的起动系统、燃油系统、滑油系统、液压系统等主要附件都是由发动机转子通过齿轮传动装置带动的。在整个行驶过程中,齿轮传动都必须可靠地工作,以保证发动机和汽车所有附件的转速、转向和所需功率符合设计要求。随着汽车发动机性能和可靠性要求的不断提高,齿轮承受的交变载荷和剧烈冲击载荷在不断增加,所受应力复杂,工况恶劣。因此,要使齿轮在工作时,从它的失效形式方面的考虑,就必须保证它能在一定的高温环境中工作。齿轮是机械工业中应用最广泛的重要零件之一。其主要作用是传递动力,改变运动速度和方向。是主要零件。其服役条件如下:
齿轮工作时,通过齿面的接触来传递动力。两齿轮在相对运动过程中,既有滚动,又有滑动。因此,齿轮表面受到很大的接触疲劳应力和摩擦力的作用。在齿根部位受到很大的弯曲应力作用;在运转过程中的过载产生振动,承受一定的冲击力或过载;变速齿轮在换档时,端部受冲击,承受一定冲击力;在一些特殊环境下,受介质环境的影响而承受其它特殊的力的作用。
2.2 汽车发动机齿轮的机械性能要求及技术要求
根据齿轮的受力情况和失效分析可知 ,齿轮一般都需经过适当的热处理 ,以提高承载能力和延长使用寿命 ,齿轮在热处理后应满足下列性能要求 :
①高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度 ( 抗疲劳点蚀 ) 。
②齿面具有较高的硬度和耐磨性 。
③齿轮心部具有足够的强度和韧性。
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= 4 \* GB3 ④高的淬透性。
20CrMnTi钢属于合金渗碳钢,有高的淬透性,经渗碳淬火加低温回火后,表面硬度很高,心部强度和韧、塑性配合很好,切削加工性能良好,当硬度为HB260~320时,相对切削加工性为60%~70
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