齿轮材料及热处理

 一、常用的齿轮材料
1、钢——最常用，可通过热处理改善机械性能
（1）锻钢：
软齿面齿轮（HBS≤350）
如45、40Cr 热处理，正火调质，加工方法，热处理后精切齿形—8、7级，适合于对精度、强度和速度要求不高的齿轮传动
硬齿面齿轮（HBS>350）（是发展趋势）
20Cr，20CrMnTi，40Cr，30CrMoAlA，表面淬火，渗碳淬火，氮化和氰化，先切齿→表面硬化→磨齿精切齿形→5、6级
适合于高速、重载及精密机械（如精密机床、航空发动机等）
（2）铸钢——用于尺寸较大齿轮，需正火和退火以消除铸造应力。强度稍低
2、铸铁——脆、机械强度，抗冲击和耐磨性较差，但抗胶合和点蚀能力较强，用于工作平稳、低速和小功率场合。
铸铁：灰铸铁；球墨铸铁——有较好的机械性能和耐磨性
3、非金属材料——工程塑料（ABS、尼龙、取胜酰铵）、夹布胶木
适于高速、轻载和精度不高的传动中，特点是噪音较低，无需润滑
在某些低速和仪器仪表中还用铜合金和铝合金作齿轮（具有耐腐蚀、自润滑等特性，常用的齿轮材料及其机械性能列于表9-1。）
二、齿轮材料的选择原则
（1）齿轮材料须满足工作条件的要求：不同的工作条件选用不同的齿轮材料
（2）应考虑齿轮尺寸大小、毛坯成型方式及热处理和制造工艺
（3）正火碳钢用于载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮；调质钢用于中等冲击载荷下工作的齿轮
（4）合金钢用于高速、重载及在冲击载荷下工作的齿轮。
（5）钢制软齿面齿轮要求HBS1=HBS2+130~5D
原因：1）小齿轮齿根强度较弱；2）小齿轮的应力循环次数较多。
另：当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度
补充：配对齿轮的硬度配合：1、软<=>软；2、软齿面<=> 硬齿面；3、硬齿面<=>硬齿面