齿轮材料选择

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（1）轻载、低速或中速、冲击力小、精度较低的一般齿轮，选用中碳钢，如 Q235、Q275、40、45、50、50Mn等钢制造,常用正火或调质等热处理制成软齿 面齿

轮，正火硬度HBS160〜200; —般调质硬度HBS200〜280。因硬度适屮，精切 齿廓可在热处理后进行，工艺简单,成本低。齿面硬度不高则易于磨合，但承载 能力也不高。这种齿轮主要用于标准系列减速箱齿轮、冶金机械、屮载机械和 机床中的一些次要齿轮。

（2）中载、中速、承受一定

冲击载荷、运动较为平 稳的齿轮，选用中碳钢或合金调质钢，如45、50Mn、

40Cr、42SiMn等钢，也可采用55Tid、60Tid等低淬透性钢。其最终热处理采 用高

频或屮频淬火及低温回火，制成硬齿面齿轮,可达齿面硬度HRC50〜55,齿 轮心部保持正火或调质状态，具有较好的韧性。由于感应加热表面淬火的齿 轮变形小，若精度要求不高（如7级以下），可不必再磨齿。机床中绝大多数齿轮 就是这种类型的齿轮。对表面硬化的齿轮,应注意控制硬化层深度及硬化层沿 齿廓的合理分布。 （3）重载、高速或屮速，且受较大冲击载荷的齿轮,选用低碳合金渗碳钢或碳氮 共渗钢，如 20Cr、20CrMnTi> 20CrNi3> 18Cr2Ni4WA> 40Cr> 30CrMnTi 等 钢。 其热处理采用渗碳、淬火、低温回火,齿轮表面获得HRC58〜63的高硬度，因淬 透性较高，齿轮心部有较高的强度和韧性。这种齿轮的表面耐磨性、抗疲劳强 度和齿根的抗弯强度及心部抗冲击能力都比表面淬火的齿轮高,，精度要求较高 时，最后一般要安排磨削。它适用于工作条件较为恶劣的汽车、拖拉机的变速 箱和后桥齿轮。碳氮共渗与渗碳相比，热处理变形小，生产周期短，力学性能高, 而且还应用于中碳钢或屮碳合金钢，所以许多齿轮可用碳氮共渗来代替渗碳工 艺。内燃机坦克、飞机上的变速齿轮的负载和工作条件比汽车的更重、更恶 劣,要求材料的性能更高，应选用含合金元素高的合金渗碳钢，以获得更高的强 度和耐磨性。

（4）精密传动齿轮或磨齿有困难的硬齿面齿轮（如内齿轮），主要要求精度高，热 处理变形小，宜采 用氮化钢，如35CrMo. 38CrMoAlA等钢。热处理采用调质及 氮化处理,氮化后齿面硬度高达HV850〜1200（相当于HRC65〜70）,热稳定性好 （在500〜550°C仍能保持高硬度），并有一定的抗蚀性。其缺点是硬化层薄，不 耐冲击，故不适用于载荷频繁变动的重载齿轮,而多用于载荷平稳、润滑良好的 精密传动齿轮或磨齿困难的内齿轮。近年来，由于软氮化和离子氮化工艺的发 展，使工艺周期缩短,选用钢种变宽，选用氮化处理的齿轮逐渐广泛。

课本表11-1 （齿轮常用材料及其力学性能） 总数 材料牌号 热处理 正火 调质 硬度 强度 极屈服 限 极限 应用范围 低速轻载 低速中载 1 45 169-217HBS 217-255HBS 580 650 290 360 表面淬火 45-55HRC 180-220HBS 240-260HBS 48-55HRC 750 620 700 900 750 650 1100 570 650 700 200 300 600 500 高速中载 低速450 重载 冲击很小 2 3 50 40Cr 正火 调质 表面淬火 320 低速轻载 4 5 6 7 调质 217-269HBS 42SiMn 表面淬火 45-55HRC 渗碳淬火 20Cr 56-62HRC 20CrMnTi 渗碳淬火 56-62HRC 550 中速中载 高速中载 无剧烈冲650 击 高速中载 无剧450 烈冲击 400 高速重载 承受冲击 850 320 屮速轻载 大直径 350 ZG310-570 8 ZG340-640 9 10 11 12 正火 表面淬火 正火 调质 人工时效 低温退火 正火 正火 160-210HBS 40-50HRC 170-230HBS 240-270HBS 170-230HBS 187-235HBS 220-280HBS 147-241HBS 380 HT200 HT300 QT600-2 QT500-2 低速低载 冲击很小 低屮速轻载 有小的冲击