1 齒輪的作用

齒輪的主要作用是傳遞扭矩,、調(diào)節(jié)速度,、改變運動方向。

2 工作條件

（1）一對相互嚙合的齒輪,，是通過齒面的接觸,、滑動傳遞動力，所以齒根受很大交變彎曲應力作用,、齒面受較大接觸應力并有強烈的摩擦和磨損,。

（2）在換檔、啟動,、嚙合不良時,，承受一定的沖擊載荷。

3 失效形式

常見的失效形式有輪齒折斷,、齒面磨損,、齒面剝落、齒面點蝕,、過載斷裂等,。

4 力學性能要求

（1）高的彎曲疲勞強度,。

（2）齒面應具有高的接觸疲勞強度、高的硬度和耐磨性,。

（3）齒輪心部應具有良好的綜合力學性能或較好的強韌性,。

5 齒輪零件常用材料及熱處理

（1）中碳鋼和中碳合金鋼。一般承載不大的低,、中速傳動齒輪,，常選用40、45,、40Cr,、40MnB鋼等，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理或正火（要求不高時）達到性能要求（較好的綜合力學性能）,。經(jīng)表面淬火,、低溫回火，表面硬度可達52～58HRC,，具有較高的耐磨性,。這類齒輪不能承受較大的沖擊載荷。

（2）低碳鋼和低碳合金鋼,。承受較大沖擊載荷的重載高速齒輪一般選用20Cr,、20CrMnTi、20MnVB,、18Cr2Ni4WA鋼等,，個別要求不高的也可選用20鋼。經(jīng)滲碳,、淬火,、低溫回火，可使齒面獲得很高的硬度（58～62HRC）和耐磨性,，心部具有較高的強度和韌性,。

（3）對直徑較大（φ＞400～600mm）、形狀復雜的齒輪毛坯,，難以鍛造成形時,，可采用鑄鋼，如ZG270-500,、ZG310-570等,。

（4）對一些輕載、低速,、不受沖擊,、精度要求不高的不太重要的齒輪，可采用灰鑄鐵，如HT200,、HT250,、HT300等?；诣T鐵多用于開式傳動,；在閉式傳動中，可用球墨鑄鐵代替鑄鋼制造齒輪,，如QT600-3,、QT500-7等。

（5）對儀表中某些在腐蝕介質(zhì)中工作的輕載齒輪,，可采用黃銅、鋁青銅,、錫青銅,、硅青銅等有色金屬；對受力不大的儀器,、儀表齒輪,，在無潤滑條件下:作的小齒輪，可采用尼龍,、ABS,、聚甲醛等工程塑料制造。

6 齒輪零件選材舉例

（1）機床齒輪,。右圖是臥式車床主軸箱三聯(lián)滑移齒輪,，用于傳遞扭矩和調(diào)節(jié)速度。工作時,，撥動主軸箱的外手柄使該齒輪在軸上滑移,，利用與不同齒數(shù)的齒輪嚙合，獲得不同的轉速,。該齒輪承載不大,，工作比較平穩(wěn)，沖擊不大,，可選用中碳鋼制造,。由于該齒輪較厚，考慮到淬透性問題,，選用40Cr鋼較為合適,。其工藝路線為：

下料→鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→輪齒感應淬火+低溫回火→精磨。

正火是預先熱處理,，可消除鍛造產(chǎn)生的殘余應力,，調(diào)整硬度便于機械加工，細化晶粒、改善組織,；調(diào)質(zhì)可使齒輪獲得較高的w合力學性能,，改善心部的強度和韌性，使齒輪能承受較大的交變彎曲應力和一定的沖擊力,；感應淬火可提高齒面的硬度,、耐磨性和接觸疲勞強度；低溫回火可消除淬火應力,、防止產(chǎn)生磨削裂紋,、提高抗沖能力。

（2）汽車齒輪,。右圖是解放牌汽車的變速箱中的齒輪,，其任務是將發(fā)動機的動力傳遞到后輪，承受重載和大的沖擊力,，工作條件比機床齒輪復雜,，要求齒面具有高的硬度（60～62HRC）和耐磨性、齒心部具有高的強度和優(yōu)良的韌性,，考慮到滲碳工藝性的要求和淬透性的問題,，可選用20CrMnTi鋼。其工藝路線為：

下料→鍛造→正火→粗加工,、半精加工→滲碳→淬火+低溫回火→噴丸→校正花鍵孔→精磨齒,。

滲碳是為了提高表層的x含量。淬火是為了使表層獲得高碳馬氏體和碳化物,，具有高的硬度（58～62HRC）,、耐磨性和疲勞強度；心部獲得低碳馬氏體,，硬度可達到33～48HRC,，具有高的強韌性。低溫回火消除淬火應力,、提高抗沖能力,、防止產(chǎn)生磨削裂紋。噴丸可增大滲碳層的壓應力,，有利于提高疲勞強度,。