齿轮材料及热处理

    为防止齿轮传动失效，选择齿轮材料的基本要求：齿面具有足够的硬度，使其具有较高的抗磨损、抗点蚀、抗胶合及抗塑性变形的能力；齿根具有足够的弯曲强度，使其具有抗折断的能力；齿轮材料要具有良好的加工和热处理工艺性；价格低廉。    常用的材料是锻钢（优质碳素钢、合金钢等），其次是铸钢、铸铁。    不同的材料经不同的热处理方法可获得不同的机械性能。常用的热处理方法有：调质、正火（常化）、表面淬火、渗碳淬火、渗氮。    最常用的材料是优质碳素钢和合金结构钢。中碳钢（如35、45、35SiMn、40Cr）经调质或正火处理后获得软齿面（齿面硬度HBS≤350）。中碳钢经表面淬火、低碳钢（如20Cr、20CrMnTi）经渗碳淬火，以及渗氮（如38CrMoAlA）后可获得硬齿面（齿面硬度可达52～62HRC）。    载荷平稳或轻度冲击用正火碳钢；中等冲击载荷用调质碳钢或调质合金钢；高速、重载及在冲击载荷下用淬火合金钢。    对于大尺寸的齿轮采用铸钢（如ZG270-500）并经正火处理以消除铸造应力，低速开式传动还可用铸铁（灰铸铁iHT250、球墨铸铁如 QT500-5）代替铸钢。这样的齿轮均为软齿面。    当配对两齿轮均为软齿面时，因小齿轮齿根强度较弱，且小齿轮的应力循环次数较多，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。所以要求小齿轮的齿面硬度比大齿轮高30～50HBS。当配对两齿轮均为硬齿面时，小齿轮的硬度应略高，或与大齿轮相当。