与大家分享齿轮常用材料

转角的回眸

齿轮是依靠本身的结构尺寸和材料强度来承受外载荷的，这就要求材料具有较高强度韧性和耐磨性；由于齿轮形状复杂，齿轮精度要求高，还要求材料工艺性好。
常用材料为锻钢、铸钢、铸铁。
一、锻钢
根据齿面硬度分为两大类
HB＜350时，称为软齿面
H8＞350时，称为硬齿面
l．齿面硬度 HB＜350
工艺过程：锻造毛坯→正火--粗车→调质、精加工
常用材料；45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB
特点：
具有较好的综合性能，齿面具有较高强度和硬度，齿芯具有较好韧性。
热处理后切齿精度可达8级 。
制造简单、经济、生产率高，对精度要求不高 。
2．齿面硬度 HB＞350
采用中碳钢时：
工艺过程：锻造毛坯→常化→粗切→调质→精切→高、中频淬火→低温回火→珩齿或研磨剂跑合、电火花跑合。
常用材料：45、40Cr、40CrNi 。
特点：
齿面硬度高 HRC＝48-55，接触强度高，耐磨性好。
齿芯保持调质后的韧性，耐冲击能力好，承载能力较高。
精度下降半数，可达7级精度。
适用于大量生产，如：汽车、机床等中速中载变速箱齿轮。
采用低碳钢时：
锻造毛坯→常化→粗切→调质→精切→渗碳淬火→低温回火→磨齿。达6级、7级。
常用材料；20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo 。
特点：
齿面硬度，承载能力强。
芯部韧性好，耐冲击 。
适合于高速、重载、过载传动或结构要求紧凑的场合，机车主传动齿轮、航空齿轮。
二、铸钢
当齿轮直径d〉400mm，结构复杂，锻造有困难时，可采用铸钢 。
材料ZG45.ZG55，正火处理。
常化，調质。
三、铸铁
抗胶合及抗点蚀能力强，但抗冲击耐磨性差。
适合工作平稳，功率不大低速或尺寸较大形状复杂时用。能在缺油条件下工作，适于开式传动。
四、非金属材料
布质、木质、塑料、尼龙、适于高速轻载。
选取材料时应考虑：
齿轮的工作条件不同，轮齿的破坏形式不同，是确定齿轮强度计算准则和选择材料和热处理的根据。
1．对于受冲击载荷时，轮齿容易折断应选用韧性较好的材料，可选用低碳钢渗碳淬火。
2．对于高速闭式传动，齿面易点蚀，应选用齿面硬度较好的材料，可选用中碳钢表面淬火。
3．对于低速中载，轮齿折断，点蚀，磨损均可发生时，应选取机械强度，齿面硬度等综合机械性能好的材料，可选中碳钢调质精切。
4．力求材料品种少，便于管理，考虑资源和供应情况。
5．当结构尺寸要求紧凑，耐磨性高时，要采用合金钢。
6．制造单位的设备及技术情况。

玻纤不能直接做齿轮，一般是按一定的比例加在塑料里作为增强材料用的，也就是玻纤增强齿轮。
非金属材料做齿轮是不可能完全代替金属齿轮的，其强度和硬度都差的太大，非金属材料做齿轮只能用在受力不大的场合。


名词解释：
齿轮的齿面应具有较高的耐磨损、抗点蚀、抗胶合及抗塑性变形的能力，而齿根要有较高的抗折断的能力。因此，对轮齿材料性能的基本要求为：齿面要硬、齿芯要韧。
常用的齿轮材料是钢、铸铁和非金属材料。
1、锻钢
钢材的韧性好，耐冲击，还可以齿轮的齿面应具有较高的耐磨损、抗点蚀、抗胶合及抗塑性变形的能力，而齿根要有较高的抗折断的能力。因此，对轮齿材料性能的基本要求为：齿面要硬、齿芯要韧。
常用的齿轮材料是钢、铸铁和非金属材料。
1、锻钢
钢材的韧性好，耐冲击，还可以通过热处理或化学热处理改善其力学性能及提高齿面硬度，故最适应于用来制造齿轮。除尺寸过大（da＞400~600mm）或者是结构形状复杂只宜铸造者外，一般都用锻钢制造齿轮，常用的是含碳量在(0.15～ 0.6)%的碳钢或合金钢。制造齿轮的锻钢可分为：
软齿面（硬度≤350HBS）：经热处理后切齿的齿轮所用的锻钢　对于强度、速度及精度都要求不高的齿轮，应采用以便于切齿，并使刀具不致迅速磨损变钝。因此，应将齿轮毛坯经过正火（正火）或调质处理后切齿。切制后即为成品。其精度一般为8级，精切时可达7级。这类齿轮制造简便、经济、生产效率高。
硬齿面（硬度＞350HBS）：需进行精加工的齿轮所用的锻钢　高速、重载及精密机器（如精密机床、航空发动机）所用的主要齿轮传动，除要求材料性能优良，轮齿具有高强度及齿面具有高硬度（如58～65HRC）外，还应进行磨齿等精加工。需精加工的齿轮目前多是先切齿，再做表面硬化处理，最后进行精加工，精度可达5级或4级。这类齿轮精度高，价格较贵，所以热处理方法有表面淬火、滲碳、氮化、软氮化及氰化等。所以材料视具体要求及热处理方法而定。
合金钢根据所含金属的成分及性能，可分别使材料的韧性、耐冲击、耐磨及抗胶合的性能等获得提高，也可通过热处理或化学热处理改善材料的力学性能及提高齿面的硬度。所以对于既是高速、重载又要求尺寸小、质量小的航空用齿轮，就都用性能优良的合金钢（如20CrMnTi，20Cr2Ni4A等）来制造。
2、铸钢
铸钢的耐磨性及强度均较好，但应经退火及正火处理，必要时也可进行调质。铸钢常用于尺寸较大的齿轮。
3．铸铁
灰铸铁性质较脆，抗冲击及耐磨性都较差，但抗胶合及抗点蚀的能力较好。灰铸铁齿轮常用于工作平稳、速度较低、功率不大的场合。
4．非金属材料
对高速轻载及精度不高的齿轮传动，为了降低噪声，常用非金属材料（如夹布胶木、尼龙等）做小齿轮，大齿轮仍用钢或铸铁制造。为使大齿轮具有足够的抗磨损及抗点蚀的能力，齿面的硬度应为250～350HBS。

deathen

谢谢分享

Ericao

thanks

lvjiupeng

可以分享这些材料加工齿轮用的刀具吗   比如 ADI 1200-850-03 的齿轮做过吗?   这种材料做内齿圈  8级齿轮 模数1.4514  齿数119   应该用什么刀具

周四状

谢谢分享

hyfjy

采用低碳钢时：
锻造毛坯→正火→粗切→二次正火→精切→渗碳淬火→低温回火→磨齿。达6级、7级。
调质是淬火加高温回火的习惯叫法，一般不用于低碳钢。
中碳钢仅适用于受力不是太大的非重要齿轮，适用于齿轮轴，做轴类零件的首选。
工艺过程：锻造毛坯→正火或时效处理→粗切→调质→精切→高、中频淬火→低温回火→珩齿或研磨剂跑合、电火花跑合。

HBTIANZE

好资料，楼主介绍的很详细啊！