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齿轮知识

齿轮基础知识39问

1.什么是齿廓啮合基本定律，什么是定传动比的齿廓啮合基本定律？

齿廓啮合基本定律的作用是什么？

答：

一对齿轮啮合传动，齿廓在任意一点接触，传动比等于两轮连心线被接触点的公法线所分两线段的反比，这一规律称为齿廓啮合基本定律。

若所有齿廓接触点的公法线交连心线于固定点，则为定传动比齿廓啮合基本定律。

作用；用传动比是否恒定对齿廓曲线提出要求。

　　2.什么是节点、节线、节圆？

节点在齿轮上的轨迹是圆形的称为什么齿轮？

答：

齿廓接触点的公法线与连心线的交点称为节点，一对齿廓啮合过程中节点在齿轮上的轨迹称为节线，节线是圆形的称为节圆。

具有节圆的齿轮为圆形齿轮，否则为非圆形齿轮。

　　3.什么是共轭齿廊？

答：

满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓。

　　4.渐开线是如何形成的？

有什么性质？

答：

发生线在基圆上纯滚动，发生线上任一点的轨迹称为渐开线。

性质：

（1）发生线滚过的直线长度等于基圆上被滚过的弧长。

（2）渐开线上任一点的法线必切于基圆。

（3）渐开线上愈接近基圆的点曲率半径愈小，反之则大，渐开线愈平直。

（4）同一基圆上的两条渐开线的法线方向的距离相等。

（5）渐开线的形状取决于基圆的大小，在展角相同时基圆愈小，渐开线曲率愈大，基圆愈大，曲率愈小，基圆无穷大，渐开线变成直线。

（6）基圆内无渐开线。

　　5.请写出渐开线极坐标方程。

答：

rk=rb/cosαkθk=invαk=tgαk一αk6.渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律的原因是什么？

答；

（1）由渐开线性质中，渐开线任一点的法线必切于基圆

（2）两圆的同侧内公切线只有一条，并且两轮齿廓渐开线接触点公法线必切于两基圆，因此节点只有一个，即i12＝ω1/ω2＝O2P/O1P＝r2′/r1′=rb2/rb1=常数

　　7.什么是啮合线？

答：

两轮齿廓接触点的轨迹。

　　8.渐开线齿廓啮合有哪些特点，为什么？

答：

（1）传动比恒定，因为i12＝ω1/ω2＝r2′/r1′，因为两基圆的同侧内公切线只有一条，并且是两齿廓接触点的公法线和啮合线，因此与连心线交点只有一个。

故传动比恒定。

（2）中心距具有可分性，转动比不变，因为i12＝ω1/ω2＝rb2/rb1，所以一对齿轮加工完后传动比就已经确定，与中心距无关。

（3）齿廓间正压力方向不变，因为齿廓间正压力方向是沿接触点的公法线方向，这公法线又是两基圆同侧内公切线，并且只有一条所以齿廓间正压力方向不变。

（4）啮合角α随中心距而变化，因为aCOSα=a′COSα′。

（5）四线合一，1.啮合线是两基圆同侧内公切线，2.是齿廓接触点的公法线，3.接触点的轨迹是啮合线，4.是齿廓间正压力作用线又是接触点曲率半径之和。

　　9.什么是模数和分度圆？

答：

m=p/π为模数，m和α为标准值的那个圆称为分度圆。

　　10.什么是周节，齿厚和齿槽宽？

答：

在一个圆周上相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为周节。

齿厚所占的弧长称为齿厚，齿槽占据的弧长称为齿槽宽。

　　11.什么是标准齿轮？

答：

m、α、h*a、c*为标准值，并且s=e=p/2的齿轮。

　　12.齿条的特点是什么？

答：

（1）与齿顶线平行的各直线周节相等，其模数，压力角均为标准值。

（2）平行齿顶线齿槽宽等于齿厚的直线称中线，是确定齿条尺寸的基准线。

　　13.什么是理论啮合线、实际啮合线和齿廓工作段？

答：

理论啮合线：

两基圆同侧内公切线，在理论上是齿廓啮合点的轨迹，两个切点为啮合极限点。

实际啮合线：

两齿顶圆与理论啮合线交点之间的线段。

齿廓工作段：

在齿轮传动中齿廓参与啮合的部分。

　　14.什么是渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件和连续啮合传动条件？

答：

正确啮合条件：

m1=m2=mα1=α2=α连续啮台条件：

εα=B1B2/Pb≥1

　　15.重合度的实质意义是什么？

重合度与什么有关？

答：

重合度的大小表示一对齿轮传动过程中同时在啮合线上啮合的对数。

重合度的大小是齿轮承载能力高低和平稳性好坏的一个重要指标，重合度的大小与m无关，随Z1，Z2增加而增加，α′愈大，εα愈小，α′随中心距变化，a愈大，α′愈大，εα愈小。

　　16.什么是标准齿轮的标准安装中心距。

标准安装有什么特点？

答：

标准齿轮按无齿侧间隙安装的中心距称为标准齿轮的标准安装中心距，标准齿轮按标准顶隙安装的中心距也称标准安装中心距。

标准安装时，a＝a′，r=r′，a=r1＋r2

　　17.什么是非标准安装中心距？

非标准安装有什么特点？

答：

一对啮合传动的齿轮，节圆与分度圆不重合的安装称为非标准安装，其中心距称为非标准安装中心距。

特点r≠r′，a≠a′，a′=r1′＋r′2=（r1+r2）cosα/cosα′即a′≠aα′≠αr1′≠r1r2′≠r2c′≠c有齿侧间隙，产生冲击，重合度下降，平稳性差。

　　18.齿轮与齿条啮合传动的特点是什么？

答：

（1）啮合线位置不因齿轮和齿条间的相对位置变化而变化，永远是切于基圆又垂直于齿条直线齿廓的一条固定直线。

（2）r=r′α′=α=齿条齿形角

　　19.标准齿条刀具加工标准齿轮的特点是什么？

答：

轮坯的分度圆与齿条刀具中线相切纯滚动，被加工齿轮的齿数是由刀具的移动速度与轮坯转动的角速度来保证V刀＝rω坯。

　　20.什么是渐开线齿廓的根切现象？

其原因是什么？

答：

用范成法加工齿轮，当加工好的渐开线齿廓又被切掉的现象时称为根切现象。

原因：

刀具的齿顶线与啮合线的交点超过了被切齿轮的啮合极限点，刀具齿顶线超过啮合极限点的原因是被加工齿轮的齿数过少，压力角过小，齿顶高系数过大。

　　21.标准外啮合齿轮不发生根切的最少齿数如何确定？

答：

由Zmin=2h*a/sin2α确定。

　　22.什么是变位齿轮？

答：

分度圆齿厚不等于齿槽宽的齿轮及齿顶高不为标准值的齿轮称为变位齿轮。

加工中齿条刀具中线不与被加工齿轮的分度圆相切这样的齿轮称为变位齿轮。

　　23.什么是变位量和变位系数和最小变位系数？

答：

变位量：

刀具的中线由加工标准齿轮的位置平移的垂直距离。

变位系数：

用标准模数表达变位量所需的系数。

最小变位系数：

加工渐开线齿轮不产生根切所需变位系数的最小值。

xmin=h*a（Zmin-Z）/Zmin

　　24.同齿数的变位齿轮与标准齿轮相比，哪些尺寸变了，哪些尺寸不变，为什么？

答：

齿数、模数、压力角、分度圆、基圆、分度圆周节、全齿高不变，齿顶圆、齿根圆、分度圆齿厚、齿槽宽发生变了。

原因：

用标准齿轮刀具加工变位齿轮，加工方法不变，即正确啮合条件不变，所以分度圆模数、压力角不变。

因而由公式可知分度圆、基圆不变，再有齿根高、齿顶高、齿根圆、齿项圆的计算，基准是分度圆，在加工变位齿轮时，标准刀具中线若从分度圆外移齿根高变小，齿根圆变大，而若要保证全齿高不变则齿顶高变大齿顶圆变大，因刀具外移在齿轮分度圆处的刀具齿厚变小，即被加工出的齿槽变小，又因为分度圆周节不变，齿厚变厚。

　　25.斜齿轮渐开线螺旋曲面齿廓是如何形成的？

答：

渐开线发生面在基圆柱上纯滚动时，发生面上一条与基圆母线成βb角的线，它的轨迹形成了斜齿轮轮齿渐开线螺旋曲面。

　　26.斜齿轮齿廓所在的各个同轴圆柱面螺旋线的螺旋角是否相同，为什么？

答：

螺旋角不同，因螺旋角βi是导程L和圆柱的直径di决定，导程相同，而各圆直径不同，故螺旋角不同，关系式为：

tgβi=L/πdi

　　27.斜齿轮啮合特点是什么？

答：

（l）两轮齿廓由点开始接触，接触线由短变长，再变短，直到点接触，再脱离啮合，不象直齿圆柱齿轮传动那样沿整个齿宽突然接触又突然脱离啮合，而是逐渐进入啮合逐渐脱离啮合，这样冲击小噪音小，传动平稳。

（2）重合度大ε=εα+εβ

　　28.斜齿轮的标准参数面为哪个面，哪个面是标准渐开线？

说明原因。

答：

法面是标准参数面。

从理论上端面是标准渐开线，因为渐开线的形成是发生面在基圆柱面上纯滚动，发生面上的斜直线的轨迹是渐开线。

从加工上，法面是标准渐开线，因为加工斜齿轮齿廓是用加工直齿圆柱齿轮的标准刀具，其切削运动方向沿螺旋线切线，刀具面在其法面，因此，法面是标准浙开线。

　　29.斜齿轮端面与法面几何参数有什么关系，为什么要端面参数？

答：

mn=mtcosβ，tgαn=tgαtcosβb，h*at=h*ancosβ，c*t=c*ancosβ因为几何尺寸是端面dt、dbt、dat、dft、pt、pbt。

　　30.一对斜齿轮的正确啮合条件和连续传动条件是什么？

答：

正确啮合条件：

mn1=mn2=mαn1=αn2=α外啮合β1=-β2内啮合β1=β2连续传动条件：

ε=εα+εβ≥1

　　31.什么是斜齿轮的当量齿轮和当量齿数？

当量齿数的用途是什么？

答：

相当于斜齿轮法面齿形的直齿圆柱齿轮称为斜齿轮的当量齿轮。

当量齿轮的齿数称为当量齿数。

当量齿数是仿型法加工齿轮选择刀具齿形的重要依据，当量齿数又是齿轮强度设计的主要依据。

　　32.蜗轮蜗杆机构的特点有哪些？

答：

（1）传递空间交错轴之间的运动和动力，即空间机构。

（2）蜗轮蜗杆啮合时，在理论上齿廓接触是点接触，但是蜗轮是用与蜗轮相啮合的蜗杆的滚刀加出来的，实际为空间曲线接触。

（3）蜗杆蜗轮的传动比，用蜗杆的头数（线数）参与计算。

（4）蜗杆的分度圆直径不是头数乘模数而是特性系数乘模数，即d1=qm（5）蜗轮蜗杆的中心距也是用特性系数参与计算。

a＝m（q＋Z2）/2（6）可获得大传动比，蜗轮主动时自锁。

　　33.蜗轮蜗杆的标准参数面是哪个面；可实现正确啮合条件是什么？

答：

（1）是主截面，即平行于蜗轮的端面过蜗杆的轴线的剖面称之为主截面。

（2）正确啮合条件：

ma1=mt2=mαa1=αt2=αβ1+β2=900旋向相同。

　　34.为什么确定蜗杆的特性系数q为标准值？

答：

（1）有利于蜗杆标准化，减少了蜗杆的数目。

（2）减少了加工蜗轮的蜗杆滚刀的数目。

　　35.蜗轮蜗杆啮合传动时的转向如何判定？

答：

首先判定蜗杆或蜗轮的旋向：

将蜗轮或蜗杆的轴线竖起，螺旋线右面高为右旋，左面高为左旋。

然后判定转向：

右旋用右手法则，主动蜗杆为右旋用右手四个手指顺着蜗杆的转向握住蜗杆，大拇指的指向与蜗轮的节点速度方向相反，来判定蜗轮的转向。

　　36.直齿圆锥齿轮机构的特点有哪些？

答：

（1）传递两相交轴之间的运动和动力。

（2）齿轮分布在锥体上由大端到小端收缩变小。

（3）大端面为标准参数面。

（4）齿廓曲线为球面渐开线。

　　37.直齿圆锥齿轮的正确啮合条件是什么？

答：

大端面的m1=m2=m，α1=α2=αR1=R2（R为锥距）

　　38.什么是圆锥齿轮的背锥、当量齿轮、当量齿数？

答：

与圆锥齿轮大端球面上分度圆相切的圆锥称为圆锥齿轮的背锥，圆锥齿轮大端面齿形平行圆锥母线向背锥上投影展开所形成的扇形称之为扇形齿轮。

相当于圆锥齿轮大端面齿形的直齿圆柱齿轮称之为圆锥齿轮的当量齿轮，其齿数称为当量齿数。

　　39.当量齿轮和当量齿数的用途是什么？

答：

一对圆锥齿轮的当量齿轮用来研究圆锥齿轮的啮合原理，如重合度和正确啮合条件等，单个当量齿轮用来计算不根切的最小齿数和用仿形法加工圆锥齿轮时用它来选择刀具号及计算圆锥齿轮的弯曲强度。

渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称和参数

图1直齿圆柱齿轮各部分的名称及代号

名称

符号

描述

齿顶圆直径

da

通过齿顶的圆柱面直径

齿根圆直径

df

通过齿根的圆柱面直径

分度圆直径

d

在垂直于齿向的截面内，用一个假想圆柱面切割轮齿，使得齿隙弧长e和齿厚弧长s相等，这个假想的圆柱面称为分度圆，其直径称为分度圆直径

齿高

h

齿顶圆和齿根圆之间的径向距离

齿顶高

ha

齿顶圆和分度圆之间的径向距离

齿根高

hf

齿根圆和分度圆之间的径向距离

齿距

p

分度圆上相邻两齿廓对应点之间的弧长称为齿距

齿厚

s

分度圆上轮齿的弧长

齿数

Z

齿轮上轮齿的个数

模数

m

由于分度圆周长pz=πd，所以，d=（p/π）z，定义（p/π）为模数，模数的单位是毫米，根据d=mz可知，当齿数一定时，模数越大，分度圆直径越大，承载能力越大。

模数的值已经标准化

压力角

α

一对齿轮啮合时，在分度圆上啮合点的法线方向，与该点的瞬时速度方向所夹的锐角，称为压力角。

标准齿轮的压力角为20°

中心距

a

两齿轮轴线之间的距离

渐开线圆柱齿轮接触斑点及调整方法

接触斑点一般用涂色法检查，在大齿轮啮合面上均匀涂以0.003~0.003mm的加少量L-AN油的红丹粉或普鲁上油，在轻微的制动下转动齿轮副，再观察转后齿面上接触亮痕迹的分布位置，在齿面展开图上计算百分数，齿轮副常见的接触斑点分布及调整方法见表59-6）

表59-6 渐开线圆柱齿轮接触斑点及调整方法

接触斑点

接触状况及原因

调整方法

接触斑点

接触状况及原因

调整方法

正常接触

偏齿根接触，两齿轮中心距过小

在中心距公差范围内，刮削轴瓦或调整轴承座

单向角接触，两齿轮轴线不平行

在中心距公差范围内，刮削轴瓦或调整轴承座

一面接触正常，一面接触不好。

两面齿向不统一

调换齿轮或对齿轮进行研齿

对角接触，两齿轮轴线歪斜

在中心距公差范围内，刮削轴武器或调整轴承座

分散接触齿面有波纹、毛刺

去毛刺、硬点，对齿轮进行研或电火花跑合

骗齿顶接触，两齿轮中心距过大

在中心距公差范围内，刮削轴瓦或调整轴承座

沿齿向游离接触，齿轮端面与回转轴线不垂直

检查、校正齿轮端面与回转轴线的垂直度

滚齿原理

滚齿原理:

滚齿加工是按照展成法的原理来加工齿轮的。

用滚刀来加工对轮相当于一对交错的螺旋轮啮合。

在这对啮合的齿轮传动副中，一个齿轮的齿数很少，只有一个或几个，螺旋角很大就演变成了一个蜗杆，再将蜗杆开槽并铲背，就成为齿轮滚刀。

在齿轮滚刀螺旋线法向剖面各刀齿面也有一根齿条，当滚刀连续转动时就相于一根无限长的齿条沿刀具轴向连续移动。

因此，在齿轮滚刀按给定的切削速度作旋转运动时，工件则按齿轮齿条啮合关系传动（即当滚刀转一圈，相当于齿条移动一个或几个齿距，齿轮坏也相应转过一个或几个齿距），在齿坏上切出齿槽，形成渐开线齿面，

如图所示。

因此，滚齿轮过程中，分布在螺旋线的滚刀各刀齿相继切出齿槽中一薄层金属，每个齿槽在滚刀旋转中由几个刀齿依次切出，渐开线是展成法，成形运动是由滚刀的旋转运动和工件的旋转运动组成的复合运动（B11+B12），,这个复合运动称为展成运动。

当滚刀与工件连续转动时，便在工件整个圆周上依次切出所有齿槽。

在这一过程中，齿面的形成与齿轮的分度是同时进行的。

因而展成运动也就是分度运动。

   由上所述，为了得到渐开线齿廓和齿数，滚齿时，滚刀和工件之间必须保持严格的相对运动关系，即当滚刀转过1时，工件相应地转过K/Z（K为滚刀头数，Z为工件齿数。

） 

   加工直齿圆柱齿轮的传动原理中国机械专家网

   用滚刀加工直齿圆柱齿轮必须具备以下两个运动：

形成渐开线齿廓的展成运动和形成直线齿面（导线）的运动。

如图是滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图。

（1）展成运动传动链 渐开线展开轮廓是由展成法形成的，靠滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动B12组复合运动，因此，滚刀主轴和工作台的传动链（刀具-4-5-UX-6-7-工作台）为展成运动传动链，由它保证工件和刀具之间的严格运动关系。

其中置换机构UX,适于工作齿数和滚刀头数的变化。

显然这是一条内联系传动链，不仅要求传动比准确，而且要求滚刀和工件两者旋转方向必须符合一对交错轴螺旋齿轮啮合时相对运动方向。

当滚刀旋转方向一定时，工件的旋转方向由滚刀螺旋方向确定。

（2）主运动传动链 因为每一个表面成表运动都必须有一个外联系传动与动车源相联系，在图中，展成运动的外联系传动链为电动机-1-2-UV-3-4-滚刀。

每条传动都产生切削运动，根据金属切削原理的定义，这个运动是运动。

其传动链中的换置机构UV用于调整渐开线齿廓的成形速度，应当根据工艺条件确定滚刀转速来调整其传动比。

（3）垂直进给运动传动链为了切出整个齿宽，滚刀在自身旋转的同时，必须沿工件轴线作上线进给运动A2.这种形成导线的方法是相切法。

在这里，滚刀垂直进给运动是滚刀刀架沿立柱导轨移动实现的。

为了使刀架得到运动，用垂直进给传动链“7-8-Uf-9-10”将工作台和刀架联系起来。

传动链中的置换机构Uf用于调整垂直进给量的大小和进给方向，以适应不同加工表面粗糙度的要求。

由于刀架的垂直进给运动是简单运动，所以，这条传动链是外联系传动链。

这里所采用工作台作为间接动力源，因为滚齿时的进给量通常是以工件每转一转，刀架的位移量来计量的，且刀架运动速度较低，以保证齿面加工表面粗糙度的要求。

采用这种传动方案，不令可满足工艺上的需要而且能简化机床的结构。

齿轮的结构设计

名称

结构形式

结构尺寸

锻造齿轮

齿轮轴

对于直径很小的钢制齿轮，当为圆柱齿轮时，若齿根键槽底部的距离e<2mt（mt为端面模数）；当为锥齿轮时，按齿轮小端尺寸计算而得的e<1.6m时，均应将齿轮和轴做成一体，叫做齿轮轴（图<齿轮轴>）。

若e值超过上述尺寸时，齿轮与轴以分开制造为合理。

实心式齿轮

da≤160mm

圆柱齿轮，e>（2～2.5）m;锥齿轮e>（1.6～2）m时，可以做成实心结构的齿轮。

但航空产品中的齿轮，虽da≤160mm，也有做成腹板式的。

锻造齿轮

腹板式齿轮

da<500mm

D1≈（D0+D3）/2；

D2≈（0.25～0.35）（D0-D3）；

D3≈1.6D4（钢材）；

D3≈1.7D4（铸铁）；

n1≈0.5mn；r≈5mm；　　

D0≈da-（10～14）mn；

C≈（0.2～0.3）B；

da<500mm

D1≈（D0+D3）/2；

D2≈（0.25～0.35）（D0-D3）；

D3≈1.6D4（钢材）；

D3≈1.7D4（铸铁）；

n1≈0.5mn；r≈5mm；　　

l≈（1～1.2）D4；

C≈（3～4）m；

尺寸J由结构设计而定；

△1=（0.1～0.2）B

常用齿轮的C值不应小于10mm，

航空用齿轮可取C≈（3～6）mm

铸造齿轮

轮辐式圆柱齿轮

400mm

带加强筋的腹板式铸造锥齿轮

da>300mm

加强肋的厚度C1≈0.8C，其他结构尺寸与腹板式相同。

  为了节约贵重金属，对于尺寸较大的圆柱齿轮，可做成组装齿圈式的结构（如下左图）。

齿圈用钢制成，而轮芯则用铸铁或铸钢。

　　用尼龙等工程塑料模压出来的齿轮，也可参照实心结构的齿轮或腹板式结构的齿轮所示的结构及尺寸进行结构设计。

用夹布塑胶等非金属板材制造的齿轮结构见下右图。

　　进行齿轮结构设计时，还要进行齿轮和轴的连接设计。

通常采用单键联接。

但当齿轮转速较高时，要考虑轮芯的平衡及对中性，这时齿轮和轴的连接采用花键或双键联接。

对于沿轴滑移的齿轮，为了操作灵活，也应采用花键或双导键联接。

关于键和花键联接参看有关章节。

1）组装齿圈的结构              2）非金属板材制造的齿轮的组装结构

齿轮参数的选择

史提芬邹电动工具  2009-11-1618:

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1、压力角α的选择  

   由机械原理可知，增大压力角α,轮齿的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加，有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。

我国对一般用途的齿轮传动规定的标准压力角为α=20°。

为增强航空用齿轮传动的弯曲强度及接触强度，我国航空齿轮传动标准还规定了α=25°的标准压力角。

但增大压力角并不一定都对传动有利。

对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为1～1.2，压力角为16°～18°的齿轮，这样做可增加轮齿的柔性，降低噪声和动载荷。

2、小齿轮齿数z1的选择 

   若保持齿轮传动的中心距a不变，增加齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外，还可减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。

另外，降低齿高还能减小滑动速度，减少磨损及减小胶合的可能性。

但模数小了，齿厚随之减薄，则要降低轮齿的弯曲强度。

不过在一定的齿数范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。

闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多一些为好。

小齿轮的齿数可取为z1=20～40。

开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使轮齿不至过小，故小齿轮不宜选用过多的齿数，一般可取z1=17～20。

为使轮齿免于根切，对于α=20°的标准直齿圆柱齿轮，应取z1≥17。

3、齿宽系数φd的选择 

   由齿轮的强度计算公式可知，轮齿愈宽，承载能力愈高；但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布趋不均匀，故齿宽系数应取得适当，可按表7选取。

圆柱齿轮的计算齿宽b=φdd1，实际齿宽B1、B2要加以圆整。

为了防止两齿轮因装配后轴向稍有错位而导致啮合齿宽减小，常使小齿轮的齿宽比大齿轮的齿宽大5～lOmm。

4、齿面硬度的选择  

   小齿轮啮合次数多于大齿轮，容易磨损。

固当配对两齿轮均属软齿面时，为使大小齿轮寿命接近，小齿轮的齿面硬度应高于大齿轮30-50HBS或更高。

当均属硬齿面时，两齿轮的材料、热处理方式即齿面硬度均可取成一样。

齿轮常用材料

史提芬邹电动工具  2009-11-1618:

04  阅读6   评论0 

字号：

大大 中中 小小

     齿轮的齿面应具有较高的耐磨损、抗点蚀、抗胶合及抗塑性变形的能力，而齿根要有较高的抗折断的能力。

因此，对轮齿材料性能的基本要求为：

齿面要硬、齿芯要韧。

    常用的齿轮材料是钢、铸铁和非金属材料。

    1、锻钢     

    钢材的韧性好，耐冲击，还可以通过热处理或化学热处理改善其力学性能及提高齿面硬度，故最适应于用来制造齿轮。

除尺寸过大（da＞400~600mm）或者是结构形状复杂只宜铸造者外，一般都用锻钢制造齿轮，常用的是含碳量在（0.15～ 0.6）%的碳钢或合金钢。

制造齿轮的锻钢可分为：

    软齿面（硬度≤350HBS）：

经热处理后切齿的齿轮所用的锻钢　对于强度、速度及精度都要求不高的齿轮，应采用以便于切齿，并使刀具不致迅速磨损变钝。

因此，应将齿轮毛坯经过正火（正火）或调质处理后切齿。

切制后即为成品。

其精度一般为8级，精切时可达7级。

这类齿轮制造简便、经济、生产效率高。

    硬齿面（硬度＞350HBS）：

需进行精加工的齿轮所用的锻钢　高速、重载及精密机器（如精密机床、航空发动机）所用的主要齿轮传动，除要求材料性能优良，轮齿具有高强度及齿面具有高硬度（如58～65HRC）外，还应进行磨齿等精加工。

需精加工的齿轮目前多是先切齿，再做表面硬化处理，最后进行精加工，精度可达5级或4级。

这类齿轮精度高，价格较贵，所以热处理方法有表面淬火、滲碳、氮化、软氮化及氰化等。

所以材料视具体要求及热处理方法而定。

    合金钢根据所含金属的成分及性能，可分别使材料的韧性、耐冲击、耐磨及抗胶合的性能等获得提高，也可通过热处理或化学热处理改善材料的力学性能及提高齿面的硬度。

所以对于既是高速、重载又要求尺寸小、质量小的航空用齿轮，就都用性能优良的合金钢（如20CrMnTi，20Cr2Ni4A等）来制造。

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