1樓：夢heart兒
製造齒輪常用的鋼有調質鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強度比鍛鋼稍低，常用於尺寸較大的齒輪；灰鑄鐵的機械效能較差，可用於輕載的開式齒輪傳動中；球墨鑄鐵可部分地代替鋼製造齒輪 ；塑料齒輪多用於輕載和要求噪聲低的地方，與其配對的齒輪一般用導熱性好的鋼齒輪。
擴充套件資料
齒輪型號
按規格或尺寸大小分類，齒輪型號分為標準和非標準兩種；按國內外計量單位不同，齒輪型號分為公制和英制兩種。
1、公制齒輪型號
國內主要採用公制/模數（m/m），齒輪模數=分度圓直徑÷齒數=齒輪外徑÷（齒數+2）。
公制齒輪主要型號有：m0.4 m0.5 m0.6 m0.7
m0.75 m0.8 m0.
9 m1 m1.25 m1.5 m1.
75 m2 m2.25 m2.5 m2.
75 m3 m3.5 m4 m4.5。
2、英制齒輪型號
dp齒輪是歐美等國採用的英制齒輪（徑節齒輪），是指每一英寸分度圓直徑上的齒數，該值越大齒越小。徑節
dp=z/d (z —齒數，d—分度圓直徑，英寸)，以徑節dp單位為 (1/in)。它與公制的換算關係為
m=25.4/dp，也就是說它和我們常用的模數是一樣的。
英制齒輪主要型號有：dp1 dp1.25 dp1.
5 dp1.75 dp2 dp2.25 dp2.
5 dp2.75 dp3 dp4 dp4.5 dp5 dp6 dp7 dp8 dp9 dp10 dp12 dp14 dp16。
2樓：匿名使用者
齒輪的材料及其選擇原則
由齒輪的失效形式可知，設計齒輪傳動時，應使齒面具有較高的耐磨損、抗點蝕、抗膠合及抗塑性變形的能力，而齒根要有較高的抗折斷的能力。因此，對輪齒材料效能的基本要求為：齒面要硬、齒芯要韌。
（一） 常用的齒輪材料
1． 鋼
鋼材的韌性好，耐衝擊，還可以通過熱處理或化學熱處理改善其力學效能及提高齒面硬度，故最適應於用來製造齒輪。
（1）鍛鋼
除尺寸過大或者是結構形狀複雜只宜鑄造者外，一般都用鍛鋼製造齒輪，常用的是含碳量在(0.15～ 0.6)%的碳鋼或合金鋼。製造齒輪的鍛鋼可分為：
軟齒面（硬度≤350hbs）：經熱處理後切齒的齒輪所用的鍛鋼 對於強度、速度及精度都要求不高的齒輪，應採用以便於切齒，並使刀具不致迅速磨損變鈍。因此，應將齒輪毛坯經過正火（正火）或調質處理後切齒。
切制後即為成品。其精度一般為8級，精切時可達7級。這類齒輪製造簡便、經濟、生產效率高。
硬齒面（硬度＞350hbs）：需進行精加工的齒輪所用的鍛鋼 高速、過載及精密機器（如精密機床、航空發動機）所用的主要齒輪傳動，除要求材料效能優良，輪齒具有高強度及齒面具有高硬度（如58～65hrc）外，還應進行磨齒等精加工。需精加工的齒輪目前多是先切齒，再做表面硬化處理，最後進行精加工，精度可達5級或4級。
這類齒輪精度高，**較貴，所以熱處理方法有表面淬火、滲碳、氮化、軟氮化及氰化等。所以材料視具體要求及熱處理方法而定。
合金鋼根據所含金屬的成分及效能，可分別使材料的韌性、耐衝擊、耐磨及抗膠合的效能等獲得提高，也可通過熱處理或化學熱處理改善材料的力學效能及提高齒面的硬度。所以對於既是高速、過載又要求尺寸小、質量小的航空用齒輪，就都用效能優良的合金鋼（如20crmnti，20cr2ni4a等）來製造。
（2）鑄鋼
鑄鋼的耐磨性及強度均較好，但應經退火及正火處理，必要時也可進行調質。鑄鋼常用於尺寸較大的齒輪。
2．鑄鐵
灰鑄鐵性質較脆，抗衝擊及耐磨性都較差，但抗膠合及抗點蝕的能力較好。灰鑄鐵齒輪常用於工作平穩、速度較低、功率不大的場合。
3．非金屬材料
對高速輕載及精度不高的齒輪傳動，為了降低噪聲，常用非金屬材料（如夾布膠木、尼龍等）做小齒輪，大齒輪仍用鋼或鑄鐵製造。為使大齒輪具有足夠的抗磨損及抗點蝕的能力，齒面的硬度應為250～350hbs。
常用的齒輪材料及其力學效能列於表《常用齒輪材料及其力學特性》。
（二）齒輪材料的選擇原則
齒輪材料的種類很多，在選擇時應考慮的因素也很多，下述幾點可供選擇材料時參考：
（1） 齒輪材料必須滿足工作條件的要求。例如，用於飛行器上的齒輪，要滿足質量小、傳遞功率大和可靠性高的要求，因此必須選擇機械效能高的合金鋼；礦山機械中的齒輪傳動，一般功率很大、工作速度較低、周圍環境中粉塵含量極高，因此往往選擇鑄鋼或鑄鐵等材料；家用及辦公用機械的功率很小，但要求傳動平穩、低噪聲或無噪聲、以及能在少潤滑狀態下正常工作，因此常選用工程塑料作為齒輪材料。總之，工作條件的要求是選擇齒輪材料時首先應考慮的因素。
（2）應考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成型方法及熱處理和製造工藝。大尺寸的齒輪一般採用鑄造毛坯，可選用鑄鋼或鑄鐵作為齒輪材料。中等或中等以下尺寸要求較高的齒輪常選用鍛造毛坯。
可選擇鍛鋼製作。尺寸較小而又要求不高時，可選用圓鋼作毛坯。齒輪表面硬化的方法有：
滲碳、氮化和表面淬火。採用滲碳工藝時，應選用低碳鋼或低碳合金鋼作齒輪材料；氮化鋼和調質鋼能採用氮化工藝；採用表面淬火時，對材料沒有特別的要求。
（3）正火碳鋼，不論毛坯的製作方法如何，只能用於製作在載荷平穩和輕度衝擊下工作的齒輪，不能承受大的衝擊載荷；調質碳鋼可用於製作在中等衝擊載荷下工作的齒輪。
（4）合金鋼常用於製作高速、過載並在衝擊載荷下工作的齒輪。
（5）飛行器中的齒輪傳動，要求齒輪尺寸儘可能小，應採用表面硬化處理的高強度合金鋼。
（6）金屬製的軟齒面齒輪，配對兩輪齒面的硬度差應保持為30～50hbs或更多。當小齒輪與大齒輪的齒面具有較大的硬度差（如小齒輪齒面為淬火併磨製，大齒輪齒面為正火或調質），且速度又較高時，較硬的小齒輪齒面對較軟的大齒輪齒面會起較顯著的冷作硬化效應，從而提高了大齒輪齒面的疲勞極限。因此，當配對的兩齒輪齒面具有較大的硬度差時，大齒輪的接觸疲勞許用應力可提高約20％，但應注意硬度高的齒面，粗糙度值也要相應地減小。
3樓：閃亮登場
齒輪是現代機械中應用最廣泛的一種機械傳動零件。齒輪傳動通過輪齒互相齧合來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，並可以改變運動的形式和速度。齒輪傳動使用範圍廣，傳動比恆定，效率較高，使用壽命長。
在機械零件產品的設計與製造過程中，不僅要考慮材料的效能能夠適應零件的工作條件，使零件經久耐用，而且要求材料有較好的加工工藝效能和經濟性，以便提高零件的生產率，降低成本，減少消耗。如果齒輪材料選擇不當，則會出現零件的過早損傷，甚至失效。因此如何合理地選擇和使用金屬材料是一項十分重要的工作。
滿足材料的機械效能 。材料的機械效能包括強度、硬度、塑性及韌性等，反映材料在使用過程中所表現出來的特性。齒輪在齧合時齒面接觸處有接觸應力，齒根部有最大彎曲應力，可能產生齒面或齒體強度失效。
齒面各點都有相對滑動，會產生磨損。齒輪主要的失效形式有齒麵點蝕、齒面膠合、齒麵塑性變形和輪齒折斷等。因此要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強度和韌性。
例如，在確定大、小齒輪硬度時應注意使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高30-50hbs，這是因為小齒輪受載荷次數比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄，強度低於大齒輪。為使兩齒輪的輪齒接近等強度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。
另一方面，根據材料的使用效能確定了材料牌號後。要明確材料的機械效能或材料硬度，然後我們可以通過不同的熱處理工藝達到所要求的硬度範圍，從而賦予材料不同的機械效能。如材料為40cr合金鋼的齒輪，當840-860℃油淬，540-620℃回火時，調質硬度可達28-32hrc，可改善組織、提高綜合機械效能；當860-880℃油淬，240— 280℃回火時，硬度可達46-51hrc，則鋼的表面耐磨效能好，芯部韌性好，變形小；當500-560℃氮化處理，氮化層0.
15-0.6mm時，硬度可達52-54hrc，則鋼具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲勞強度，較高的抗蝕性和抗膠合效能且變形極小；當通過電鍍或表面合金化處裡後，則可改善齒輪工作表面摩擦效能，提高抗腐蝕效能。
滿足材料的工藝效能
材料的工藝效能是指材料本身能夠適應各種加工工藝要求的能力。齒輪的製造要經過鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工，因此選材時要對材料的工藝效能加以注意。一般來說，碳鋼的鍛造、切削加工等工藝效能較好，其機械效能可以滿足一般工作條件的要求。
但強度不夠高，淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強度高，但鍛造、切削加工效能較差。我們可以通過改變工藝規程、熱處理方法等途經來改善材料的工藝效能。
例如汽車變速箱中的齒輪選擇20crmnti鋼，該鋼具有較高的機械效能，在滲碳淬火低溫回火後，表面硬度為58-62hrc，芯部硬度為30-45hrc。20crmnti的工藝效能較好，鍛造後以正火來改善其切削加工性。此外，20 crmnti還具有較好的淬透性，由於合金元素鈦的影響，對過熱不敏感，故在滲碳後可直接降溫淬火。
且滲碳速度較快，過渡層較均勻，滲碳淬火後變形小。適合於製造承受高速中載及衝擊、摩擦的重要零件，因此根據齒輪的工作條件選用20crmnti鋼是比較合適的。
材料的經濟性要求
所謂經濟性是指最小的耗費取得最大的經濟效益。在滿足使用效能的前提下，選用齒輪材料還應注意儘量降低零件的總成本。我們可以從以下幾方面考慮：
從材料本身**來考慮。碳鋼和鑄鐵的**是比較低廉的，因此在滿足零件機械效能的前提下選用碳鋼和鑄鐵，不僅具有較好的加工工藝效能，而且可降低成本。從金屬資源和**情況來看，應儘可能減少材料的進口量及**昂貴材料的使用量。
從齒輪生產過程的耗費來考慮。首先，採用不同的熱處理方法相對加工費用也不一樣，如12crni3a鋼滲碳表面淬火的費用要比氮化處理的費用少得多，而碳氮共滲又具有生產週期短和成本低的特點。其次，通過改進熱處理工藝也可以降低成本。
如某齒輪工作時在高速、中載且承受中等衝擊條件下，原選用中合金高階滲碳鋼18cr2ni4wa材料，其經過910-940℃滲碳，850℃淬火，180-200℃ 回火後機械效能的抗拉強度≥1177mpa、屈服強度≥834mpa、延伸率≥10％、斷面收縮率≥45％，衝擊韌性≥980kj／m2，硬度為58- 62hrc。雖能滿足齒輪的使用效能和工藝效能，但零件的**高。現選用**相對便宜的低碳中合金、中淬透性滲碳鋼20crmnti。
經過910-940℃滲碳，870℃淬火，180-200℃回火後機械效能的抗拉強度≥1100mpa、屈服強度≥850mpa、延伸率≥10％、斷面收縮率≥45％，衝擊韌性≥680，硬度為58-62hrc。僅此一項改進，材料費用不僅大大降低，而且滿足了其使用效能和工藝效能。第三，所選鋼種應儘量少而集中，以便採購和管理。
隨著齒輪形狀、尺寸和材料向著多品種、多系列和個性化的方向發展，尤其是在型號多、產量小時，在齒輪鍛造、機加工和熱處理等生產工藝方面，存在著設計量大，生產週期長、效率低、成本高、能耗大、管理難和質量不易保證等不利狀況，因此在齒輪選材時精選、優選和壓縮材料牌號和規格有利於提高選材通用化、系列化和標準化程度，提高材料的利用率，提高材料採購的計劃性，以減少庫存積壓、加快資金流動，方便儲存和保管以及降低材料的成本消耗。最後，我們還可以通過改進工藝來提高經濟效益。如模鍛件生產的模鍛工藝已突破傳統工藝的要求，在提供成型毛坯時，可利用少無切削工藝，模鍛與機械精加工相結合，部分或全部取代切削加工直接生產零件，或在生產中採用成組技術與工藝，也可提高產品質量、生產效率和降低成本。
結束語 綜上所述，在選擇齒輪材料時。必須瞭解我國工業發展形式，結合我國資源和生產條件，從實際出發，全面考慮機械效能、工藝效能和經濟性等方面的問題，只有合理選材才能保證齒輪質量、降低產品成本，從而提高市場競爭力。
圓柱齒輪設計中，齒輪和模數的選擇原則是什麼
1 齒數選擇原則 1 閉式齒輪傳動一般轉速較高，為了提高傳動的平穩性，減小衝擊振動，以齒數多一些為好，小齒輪的齒數可取為z1 20 40。開式 半開式 齒輪傳動，由於輪齒主要為磨損失效，為使齒輪不致過小，故小齒輪不宜選用過多的齒數，一般可取z1 17 20。2 兩齒輪齧合時，總是一個齒輪的齒頂進入另...
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