1、11.10 齿轮的常用材料及许用应力 11.10.1 齿轮材料的基本要求 齿面要硬，齿芯要韧，并易于加工和热处理 11.10.2 齿轮常用材料及其热处理 齿轮材料选用的基本原则 ： * 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠 性、经济性等 * 应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和制造工艺 * 小齿轮齿面硬度要高于大齿轮2050HBS 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 3) 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 1 常用材料 1、锻钢 具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等优
2、点， 大多数齿轮都用其制造 A、软齿面齿轮 齿面硬度350HBS，常用中碳钢和中碳合金钢，进行 调质或正火处理。 适用于强度、精度要求不高的场合 先热处理后加工 B、硬齿面齿轮 齿面硬度大于350HBS，常用的材料为中碳钢或中碳合 金钢经表面淬火处理，若用低碳钢或低碳合金钢，需渗碳 淬火 先加工后热处理再磨齿加工 2 2、铸钢 当齿轮的尺寸较大（大于400mm600mm）而不便于 锻造时，可用铸造的方法制成铸钢齿坯，再进行正火处理 以细化晶粒 3、铸铁 低速、轻载场合的齿轮可以制成铸铁齿坯 加工性能、抗点蚀、抗胶合性能均较好，但强度低、耐磨 性能、抗冲击性能差，为避免局部折断，其齿宽应取的小些
3、 4、非金属材料 弹性模量小，传动中轮齿的变形可减轻动载荷和噪声，适 用于高速轻载、精度要求不高的场合 常用的有夹布胶木、工程塑料等 选择材料时，首先考虑工作条件，其次是从结构上满足传 动的要求 轮齿常用材料的力学性能及应用范围见表11.8 3 11.10.3 许用应力 齿轮的许用应力是以试验齿轮在特定条件下经疲 劳试验测得的试验齿轮的疲劳极限应力，并对其进行修正得 出的。修正时主要考虑应力循环次数的影响和可靠度 1.齿面接触疲劳许用应力为： 2.齿根弯曲疲劳许用应力为： F 式中带下标的应力为试验齿轮在持久寿命期内失效概 率为的疲劳极限应力。4 接触疲劳极限m查图11.23， 弯曲疲劳极限m查图11.24，其值已计人应力集中的 影响。 受对称循环弯曲应力的齿轮，应将图11.24中的值乘0.7。 、分别为齿面接触疲劳强度安全系数和齿根弯曲疲 劳强度安全系数，可查表11.9。 YN、ZN分别为弯曲疲劳寿命系数和接触疲劳寿命系数， 弯曲疲劳寿命系数YN查图11.25； 接触疲劳寿命系数ZN查图11.26。 图中N为应力循环次数， N60Lh， 其中n为齿轮转速，单位为r，为齿轮转一转时 同侧齿面的啮合次数，Lh为齿轮工作寿命，单位为。 5
