1、硬齒面焊接齒輪的結(jié)構(gòu)

硬齒面焊接齒輪由輪緣，輻板，筋板，輪轂組焊而成。

輪緣是焊接齒輪的主要受力構(gòu)件，承受齒面接觸應力，齒根彎曲應力及短時的過載和沖擊力，一般選用優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼滲碳淬火，或中碳合金鋼進行調(diào)質(zhì)處理，表面進行熱處理，提高齒面硬度。

輪轂用中碳鋼鑄，鍛件或軋制板材制成，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理提高其硬度，細化晶粒和穩(wěn)定組織。

輻板和筋板用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通低合金鋼板材，連接輻板間的鋼管選用熱軋無縫鋼管。

2、材料選用

（1）表淬輪緣采用42CrMo，輻板選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通低合金鋼板；輪轂選用中碳鋼鑄件，鍛鋼或軋鋼板材制；連接輻板間的鋼管選用熱軋無縫鋼管。

（2）滲碳淬火輪緣采用優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼20CrNi2MoA，20CrMnMo，17CrNiMo6；輻板選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通低合金鋼板；輪轂選用中碳鋼35CrMo，34CrNiMo鍛鋼或軋鋼板材制；連接輻板間的鋼管選用熱軋無縫鋼管。

3、齒輪的焊接及熱處理工藝

（1）低碳合金鋼輪緣焊前進行調(diào)質(zhì)處理，硬度達到HB177-225，并進行超聲波探傷，焊后進行整體滲碳淬火處理，齒部滲層2.8-3.2mm，淬火硬度HRC58-62，芯部硬度HCR33-42；輪轂組焊前調(diào)質(zhì)硬度達到HB256-286；中碳合金鋼輪緣焊前進行調(diào)質(zhì)處理，硬度達到HB269-302，并進行超聲波探傷。

（2）焊接齒輪主要經(jīng)過兩次焊接。首先是輪轂與輻板，加強筋及4個鋼管組焊，焊后進行退火處理，消除焊接應力，并對焊縫進行UT檢測；其次是環(huán)輪緣焊接，再次進行退火處理與UT檢測。這樣可以有效控制在后來的滲碳與淬火過程中的變形。

（3）如何保證焊接質(zhì)量，防止焊接裂紋也是相當重要的一環(huán)。我們采取了以下措施：①預熱溫度控制在200℃左右；②焊接方法采用埋弧自動焊或二氧化碳氣體保護焊，熔深大，效率高，且焊縫美觀；③焊接材料根據(jù)對不同的母材合理選用焊條；④輪緣材料含碳量較高時，在輪緣上堆焊過渡層；⑤及時進行250-300℃/（1-2h）消氫處理，后緩冷至室溫。

（4）采取以下工藝措施減小焊接變形與熱處理變形：①對輪緣，輻板，輪轂三大零件組焊前機加工的尺寸進行控制，選用合理的間隙配合公差；②裝配，焊接，熱處理胎具化。熱處理時，采用經(jīng)過正火處理的壓板，裝焊于齒輪兩端面，可在熱處理過程中起到隔熱的作用；滲碳，淬火時，在齒輪端面，焊縫，內(nèi)孔處涂防滲涂料，焊縫處添加保溫隔熱材料。有效阻止齒面以外部分的硬化。

（5）為確保產(chǎn)品每一道工序的準確無誤，在滲碳，淬火后分別增加對焊縫進行UT檢測的工序。

4、機加工過程中的關(guān)鍵技術(shù)

（1）工藝路線：焊接齒輪由輪緣，輪轂，輻板，筋板等子件組成。

中碳鋼表淬硬齒面齒輪的工藝流程。

輪緣：鍛壓―――車―――探傷―――熱處理―――車―――焊接―――車―――焊接；輪轂：鍛壓―――車―――探傷―――熱處理―――車―――焊接；大齒輪：焊接―――熱處理―――車―――收尾；滲碳淬火硬齒面齒輪的工藝流程如下：輪緣：車―――探傷―――粗開齒―――鉗工倒角―――調(diào)質(zhì)―――噴砂―――車―――預埋焊肉―――車焊接倒角―――磁探―――組焊；輪轂：車―――探傷―――調(diào)質(zhì)―――噴砂―――車預埋焊肉―――車焊接倒角―――磁探―――組焊；大齒輪：組焊―――退火―――車―――精滾齒―――鉗工―――滲碳淬火―――精車―――磨齒―――收尾。

（2）加工要領(lǐng)：以一個外圓直徑2700mm，厚度230mm的齒輪為例進行分析，在機加工過程中的主要加工要領(lǐng)如下：①車齒外圓至要求，齒根以下端面單邊留余量10mm，內(nèi)孔與輪轂端面留余量15mm，考慮熱處理變形，合理留精加工余量；②設(shè)計制造磨前滾刀及滾齒胎具，在ZWF30滾齒機上進行粗滾齒。

（3）在成型磨齒機P2000G上磨齒，并進行齒形修緣，齒頂?shù)菇恰?

5、結(jié)語

硬齒面焊接齒輪既具有硬齒面齒輪精度高，硬齒面，重載荷等方面的優(yōu)點，又具有焊接齒輪重量輕，外形美觀，成本低，材料利用合理，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)工期短等優(yōu)點。