铸铁 ——含碳量>2% 有色金属合金
铁碳合金
非金属材料
橡胶 塑料等
机械设计—带传动
1、钢： 按化学成分：碳素钢 合金钢
按含碳量：低碳钢<0.25% 中碳钢0.25%~0.5% 高碳钢>0.5%
按质量：普通钢 优质钢
按用途：结构钢 特殊钢
按冶炼时脱氧程度和钢锭中气孔存在情况：镇静钢 沸腾钢
机械设计—带传动二、齿轮传动分类按齿轮类型分：直齿圆柱齿轮传动 锥齿轮传动
斜齿圆柱齿轮传动
按装置形式分：开式传动、半开式传动、闭式传动。
按使用情况分：动力齿轮─以动力传输为主，常为高速重载 或低速重载传动。
传动齿轮─以运动准确为主，一般为轻载高精度传动。
按齿面硬度分：软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS或38HRS） 硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS或38HRS）
2．铸钢 当齿轮的尺寸较大(大于400一600mm)而不便于锻造时，可
用铸造方法制成铸钢齿坯，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。当尺寸大于 500mmm时可制成轮辐式齿轮。
机械设计—带传动 补充：机械制造常用材料
一、常用材料 常用金属材料
钢 ——含碳量≤ 2%
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3.齿面磨损
主要措施：采用闭式传动；提高齿面硬度；降低齿面 粗糙度；采用清洁的润滑油。
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4.齿面胶合
防止胶合的措施：提高齿面硬度；降低齿面 粗糙度；增大润滑油粘度；限制油温。
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5.塑性变形
措施：提高齿面硬度；增大润滑油粘度。
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二.齿轮传动设计准则
优选碳素钢，其次是硅、锰、硼、钒类合金钢。
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2、铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。 特点：良好的液态流动性，可铸造成形状复杂的零件。 较好的减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）、成本低廉 应用：应用范围广。其中灰铸铁最广、球墨铸铁次之
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二、钢的热处理简介
钢的热处理是指将钢在固态下进行不同温度的加热、 保温和冷却的方法，是其内部组织结构发生变化， 从而达到提高零件的力学性能和改善其工艺性能的 目的。
（1）普通碳素结构钢
Q235-A、F， s 235 MPa
（2）优质碳素结构钢 25、35、45、60--平均含碳量
（3）合金结构钢
25Cr2MoV
（4）铸钢
ZG235-450、ZG35SiMn
特点：钢具有高的强度、韧性和塑性。可用热处理方法改 善其力学性能和加工性能。
零件毛坯获取方法：锻造、冲压、焊接、铸造等。 应用：应用范围极其广泛。 选用原则：
常用的热处理方法有：退火、正火、淬火、回火、调 质及表面热处理等。
温
保温
度
退火
加 热
临界温度
淬
火
回
火
正火 调质
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1 退火 是将钢加热到临界温度（约723℃）以上（3050℃），保温一段时间，然后工件随炉温缓慢冷却。 消除锻造、焊接的内应力，降低硬度，改善切削加工 性能。
2 正火 与退火相似，只是在保温后，在空气中冷却，冷 却速度比退火快。作用于退火类似，但比退火经济， 可作为零件的最终热处理。
1、对于闭式齿轮传动：
1）软齿面（≤350HBS）齿轮主要失效形式是齿面点蚀，故 可按齿面接触疲劳强度设计计算，按齿根弯曲疲劳强度校核.
2）硬齿面（>350HBS）或铸铁齿轮，由于抗点蚀能力 较高，轮齿折断的可能性较大，故可按齿根弯曲疲劳强度设 计计算，按齿面接触疲劳强度校核。
对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面抗胶 合能力的准则进行设计。
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二、齿轮的常用材料
1．锻钢 锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处
理等优点，大多数齿轮都用锻钢制造。
(1)软齿面齿轮：齿面硬度<350HBS，常用中碳钢和中 碳合金钢，如45钢．40Cr，35SiMn等材料，进行调质或 正火处理。这种齿轮适用于强度、精度要求不高的场合， 轮坯经过热处理后加工，生产便利、成本较低。
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第二节 齿轮传动的失效形式及设计准则 一、齿轮的失效形式
1.轮齿折断
提高轮齿抗折断能力的措施：增大齿根圆角半径，消除加工刀痕以降 低齿根应力集中；增大轴及支承物的刚度以减轻局部过载的程度；对 轮齿进行表面处理以提高齿面硬度
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2.齿面点蚀
主要措施：提高齿面硬 度；降低齿面粗糙度； 增大润滑油粘度；采用 合理变位。
3 淬火 是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，而 后在水、盐水或油中快速冷却。获得高强度和高硬度， 提高耐磨性和耐蚀性。但产生很大内应力，降低塑性 和韧性，故应回火已得到较好的综合性能。
2、对于开式齿轮传动，齿面磨损为其主要失效形式， 故通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的 模数，考虑磨损因素，再将模数增大10%——20%。
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第三节 齿轮的材料及其选用原则
一、齿轮材料的基本要求
齿面要硬、齿芯要韧，即: (1)齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、 胶合以及塑性变形等； (2)齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿 根折断和冲击载荷； (3)应有良好的加工工艺性能及热处理性能，使之 便于加工且便于提高其力学性能。
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第一节 概述
一、齿轮传动的特点
1、优点： （1）适用的圆周速度和功率范围广； （2）传动效率高； （3）传动比稳定； （4）工作可靠,寿命较长； （5）可实现任意轴之间的传动。
2、缺点：（1）要求较高的制造和安装精度，成本高； （2）不适宜于远距离两轴之间的传动。
机械设计—带传动
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第7章 齿轮传动
教学目标：了解齿轮传动的失效形式及设计准则； 了解齿轮材料及选用原则； 能够计算齿轮传动的计算载荷； 能够进行标准直齿圆柱齿轮的受力分析。
教学重点: 1.齿轮传动的失效形式及设计准则； 2.标准直齿圆柱齿轮的受力分析。
教学难点：标准直齿圆柱齿轮的受力分析。
(2)硬齿面齿轮: 硬齿面齿轮的齿面硬度大于350HBS， 常用的材料为中碳钢或中碳合金钢经表面淬火或渗碳淬火 处理。加工后进行热处理,若变形过大,则需精加工。
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在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大 齿轮的齿面硬度高20一50HBS，这是因为小齿轮轮齿啮合次 数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄．为使两齿轮的轮齿接近等 强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。