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1、11.10 齿轮的常用材料及许用应力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常用材料1、锻钢具有强度高、韧性好、便
2、于制造、便于热处理等优点，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、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4、非金属材料
3、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11.811.10.3 11.10.3 许用应力许用应力 齿轮的许用应力齿轮的许用应力是以试验齿轮在是以试验齿轮在特定条件特定条件下经疲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。修正时主要考虑出的。修正时主要考虑应力循环次数应力循环次数的影响和的影响和可靠度可靠度1.1.齿面接触疲劳许用应力为：齿面接触疲劳许用应力为：2
4、.2.齿根弯曲疲劳许用应力为：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。率为的疲劳极限应力。接触疲劳极限接触疲劳极限m m查图查图11.2311.23，弯曲疲劳极限弯曲疲劳极限m m查图查图11.2411.24，其值已计人应力集中的，其值已计人应力集中的影响。影响。受对称循环弯曲应力的齿轮，应将图受对称循环弯曲应力的齿轮，应将图11.2411.24中的值乘中的值乘0.70.7。、分别为分别为齿面接触疲劳强度安全系数齿面接触疲劳强度安全系数和和齿根弯曲疲齿根弯曲疲劳强度安全系数劳强度安全系数，可查表，可查表11.911.9。Y YN N、Z ZN N分别为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和接触疲劳寿命系数，弯曲疲劳寿命系数弯曲疲劳寿命系数Y YN N查图查图11.2511.25；接触疲劳寿命系数接触疲劳寿命系数ZNZN查图查图11.2611.26。图中图中N N为为应力循环次数应力循环次数，N N6060L Lh h，其中其中n n为为齿轮转速齿轮转速，单位为，单位为r r，为齿轮转一转时，为齿轮转一转时同侧齿面的同侧齿面的啮合次数啮合次数，LhLh为为齿轮工作寿命齿轮工作寿命，单位为。，单位为。