齒輪材料及許用應(yīng)力

一、齒輪材料及熱處理齒面硬、齒芯韌(1)齒面應(yīng)有足夠的硬度，以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合以及塑性變形等；(2)齒芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性，以抵抗齒根折斷和沖擊載荷：(3)應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能．使之便于加工且便于鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵、非金屬材料中碳合金鋼：40Cr、40MnB特點(diǎn)：齒面硬度不高，限制了承載能力，但易于制造，成本低，常用于對尺寸和重量無嚴(yán)格要求的場合。加工工藝：鍛坯——加工毛坯——熱處理（正火、調(diào)質(zhì)低碳、中碳鋼：20、45等低碳、中碳合金鋼：20Cr、20CrMnTi、20MnB等特點(diǎn)：齒面硬度高、承載能力高、適用于對尺寸、重量有較高要求的場合（如高速、重載及精密機(jī)械傳動(dòng)）。加工工藝：鍛坯——加工毛坯——切齒——熱處理（表面淬火、滲碳、氮化、氰化）——磨齒（表面淬火、滲碳）。若氮化、氰化：變形小，不磨齒。ZG310-570、ZG340-640…用于d＞400~600mm的大尺寸齒輪；不重要的，批量生產(chǎn)的齒低速輕載、尺寸要求不嚴(yán)的開式齒輪夾布膠木、塑料…用于高速、小功率、精度不高或要求低噪聲的齒輪2）中低速、中低載齒輪傳動(dòng)：大、小齒輪齒面有一定硬度差，☆使大、小齒輪壽命接近；☆減摩性、耐磨性好；舉例：起重機(jī)減速器：小齒輪45鋼，調(diào)質(zhì)，HBS230~260大齒輪45鋼，正火，HBS180~21040Cr40MnB鑄鋼ZG270-500二、許用應(yīng)力許用應(yīng)力與材料、齒面硬度、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等因素有關(guān)式中：бFlim——試驗(yàn)齒輪齒根的彎曲疲勞極限，查圖11-12；SFmin——彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)。YN——彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N查бFlim取值說明：2．對雙向傳動(dòng)齒輪，即在對稱循環(huán)變應(yīng)力下工作的齒輪（如行星齒輪、中間齒輪等），其值應(yīng)將圖示值乘以系0.7。3．對于開式齒輪傳動(dòng)，用降低20%左右的許用彎曲應(yīng)力來考慮彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)YN1--碳鋼經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)，球墨鑄鐵；2--碳鋼經(jīng)表面淬火、滲碳淬火；3--氮化鋼氣體氮化，灰鑄鐵；4--碳鋼調(diào)質(zhì)后液體氮化三種硬度單位之比較：當(dāng)要求按有限壽命計(jì)算時(shí)，齒輪的循環(huán)次數(shù)N計(jì)算式為：a——齒輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒同側(cè)齒面嚙合次數(shù)，單向傳動(dòng)a=1，2.齒面許用接觸應(yīng)力бHP式中：бHlim——試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限，查圖11-13；重要傳動(dòng)取SHmin=1.3～1.6；ZN——接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，查圖11-15；ZW——工作硬化系數(shù)，小齒輪的ZW略去，大齒輪的ZW查圖11-接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)ZN1--碳鋼經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)、表面淬火及滲碳淬火，球墨鑄鐵（允