齒輪傳動的設(shè)計方案###一、概述

齒輪傳動是一種重要的機械傳動方式，廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備中，用于傳遞動力和運動。本方案旨在提供一套完整、高效的齒輪傳動設(shè)計方案，涵蓋選材、設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝及檢驗等方面。通過科學(xué)的分析和合理的設(shè)計，確保齒輪傳動系統(tǒng)具有高效率、高精度、長壽命和良好可靠性。

###二、設(shè)計原則與要求

在設(shè)計齒輪傳動系統(tǒng)時，需遵循以下原則和要求：

（一）設(shè)計原則

1.**匹配性原則**：根據(jù)傳動需求選擇合適的齒輪類型（如直齒輪、斜齒輪、錐齒輪等）。

2.**經(jīng)濟性原則**：在滿足性能要求的前提下，盡量降低制造成本和運行維護(hù)費用。

3.**可靠性原則**：確保齒輪傳動系統(tǒng)在預(yù)期壽命內(nèi)穩(wěn)定運行，避免因疲勞、磨損等問題導(dǎo)致失效。

（二）設(shè)計要求

1.**傳動比要求**：根據(jù)實際需求確定齒輪傳動比，確保輸出轉(zhuǎn)速和扭矩滿足使用要求。

2.**承載能力要求**：計算齒輪的許用載荷，避免因超載導(dǎo)致?lián)p壞。

3.**精度要求**：根據(jù)應(yīng)用場景選擇合適的齒輪精度等級（如ISO5-12級）。

4.**潤滑與冷卻要求**：設(shè)計合理的潤滑方式，確保齒輪表面得到充分潤滑，降低摩擦和溫升。

###三、設(shè)計步驟與計算

齒輪傳動的設(shè)計通常遵循以下步驟：

（一）確定設(shè)計參數(shù)

1.**輸入功率**：根據(jù)應(yīng)用需求確定輸入功率（如0.5kW-50kW）。

2.**轉(zhuǎn)速**：確定輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)速（如600rpm-3000rpm）。

3.**傳動比**：根據(jù)實際需求計算傳動比（如2:1-10:1）。

4.**工作壽命**：設(shè)定齒輪的工作壽命（如10000小時-50000小時）。

（二）齒輪類型選擇

1.**直齒輪**：適用于平行軸之間的傳動，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。

2.**斜齒輪**：適用于交錯軸之間的傳動，傳動平穩(wěn)，承載能力較高。

3.**錐齒輪**：適用于相交軸之間的傳動，常用于轉(zhuǎn)向機構(gòu)。

（三）齒輪幾何參數(shù)計算

1.**模數(shù)計算**：根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速計算齒輪模數(shù)（m），如m=2-10mm。

2.**齒數(shù)計算**：根據(jù)傳動比確定齒輪齒數(shù)（z1、z2），如z1=20，z2=40。

3.**中心距計算**：計算齒輪中心距（a），如a=(z1+z2)×m/2。

（四）強度校核

1.**彎曲強度校核**：計算齒根彎曲應(yīng)力（σF），確保σF≤許用彎曲應(yīng)力（如200MPa）。

2.**接觸強度校核**：計算齒面接觸應(yīng)力（σH），確保σH≤許用接觸應(yīng)力（如600MPa）。

###四、結(jié)構(gòu)設(shè)計

齒輪傳動的結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮以下方面：

（一）齒輪材料選擇

1.**碳素結(jié)構(gòu)鋼**：如45鋼，適用于低速、輕載齒輪。

2.**合金結(jié)構(gòu)鋼**：如20CrMnTi，適用于高速、重載齒輪。

3.**鑄鐵**：如HT250，適用于低速、輕載、成本敏感的場合。

（二）熱處理工藝

1.**淬火**：提高齒輪硬度和耐磨性，適用于高負(fù)載場合。

2.**調(diào)質(zhì)**：改善材料韌性，提高綜合性能。

（三）潤滑與密封設(shè)計

1.**潤滑方式**：采用油池潤滑、飛濺潤滑或強制潤滑。

2.**密封設(shè)計**：采用油封或墊片防止?jié)櫥托孤?/p>

###五、制造與檢驗

齒輪的制造與檢驗是確保傳動系統(tǒng)性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

（一）制造工藝

1.**加工方法**：采用滾齒、插齒或磨齒等工藝。

2.**齒面處理**：進(jìn)行噴丸或滾壓處理，提高疲勞強度。

（二）檢驗項目

1.**尺寸檢驗**：檢查齒輪模數(shù)、齒厚、中心距等參數(shù)。

2.**精度檢驗**：使用齒輪測量儀檢測齒形誤差、齒距誤差等。

3.**強度檢驗**：通過疲勞試驗或有限元分析驗證強度。

###六、總結(jié)

###三、設(shè)計步驟與計算（續(xù)）

（一）確定設(shè)計參數(shù)（續(xù)）

1.**輸入功率**：根據(jù)應(yīng)用需求確定輸入功率（如0.5kW-50kW）。需考慮設(shè)備的工作制（連續(xù)、斷續(xù)、間歇），并留有適當(dāng)余量（通常為1.1-1.3倍）。例如，若設(shè)備需長時間連續(xù)運行，選擇較大功率范圍上限，并考慮散熱條件。

2.**轉(zhuǎn)速**：確定輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)速（如600rpm-3000rpm）。需結(jié)合電機規(guī)格和工作機械的轉(zhuǎn)速要求，確保齒輪傳動后的輸出轉(zhuǎn)速在合理范圍內(nèi)。

3.**傳動比**：根據(jù)實際需求計算傳動比（如2:1-10:1）。若傳動鏈較長，建議采用多級傳動（如兩級或三級齒輪減速器），以降低單級齒輪的尺寸和應(yīng)力。

4.**工作壽命**：設(shè)定齒輪的工作壽命（如10000小時-50000小時）。需根據(jù)設(shè)備的使用頻率和維護(hù)周期確定，并考慮備用件的可及性。

（二）齒輪類型選擇（續(xù)）

1.**直齒輪**：適用于平行軸之間的傳動，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但傳動平穩(wěn)性較差，適用于低速、輕載場合。

（1）適用場景：工業(yè)風(fēng)扇、小型輸送帶驅(qū)動。

（2）優(yōu)缺點：

-優(yōu)點：加工簡單，成本較低。

-缺點：噪音較大，承載能力有限。

2.**斜齒輪**：適用于交錯軸之間的傳動，傳動平穩(wěn)，承載能力較高。但存在軸向力，需進(jìn)行軸承支撐設(shè)計。

（1）適用場景：汽車變速箱、機床主軸箱。

（2）優(yōu)缺點：

-優(yōu)點：傳動平穩(wěn)，承載能力高。

-缺點：存在軸向力，需額外支撐結(jié)構(gòu)。

3.**錐齒輪**：適用于相交軸之間的傳動，常用于轉(zhuǎn)向機構(gòu)。加工復(fù)雜，成本較高。

（1）適用場景：汽車差速器、起重機轉(zhuǎn)向。

（2）優(yōu)缺點：

-優(yōu)點：可實現(xiàn)任意角度相交軸傳動。

-缺點：加工復(fù)雜，成本較高。

（三）齒輪幾何參數(shù)計算（續(xù)）

1.**模數(shù)計算**：根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速計算齒輪模數(shù)（m），如m=2-10mm。需考慮齒輪直徑限制（直徑越大，模數(shù)越大，承載能力越高）。計算公式：

$$m=\sqrt[3]{\frac{P}{z\cdotn\cdotY_b\cdotK_v}}$$

其中：

-P：輸入功率（kW）

-z：齒數(shù)（取推薦值，如20-40）

-n：轉(zhuǎn)速（rpm）

-Yb：齒形系數(shù)（查表確定）

-Kv：動載系數(shù)（查表確定）

2.**齒數(shù)計算**：根據(jù)傳動比確定齒輪齒數(shù)（z1、z2），如z1=20，z2=40。需避免齒數(shù)過少（可能導(dǎo)致根切）或過多（增加加工難度）。推薦齒數(shù)范圍：

-直齒輪：17-100

-斜齒輪：20-200

3.**中心距計算**：計算齒輪中心距（a），如a=(z1+z2)×m/2。需圓整至標(biāo)準(zhǔn)中心距（如模數(shù)的整數(shù)倍）。計算公式：

$$a'=a\pm\Deltaa$$

其中：Δa為中心距調(diào)整量，用于補償制造誤差。

（四）強度校核（續(xù)）

1.**彎曲強度校核**：計算齒根彎曲應(yīng)力（σF），確保σF≤許用彎曲應(yīng)力（如200MPa）。計算公式：

$$\sigma_F=\frac{K_t\cdotF_t\cdotY_F\cdotY_S}{b\cdotm\cdotz}$$

其中：

-Kt：齒形系數(shù)（查表確定）

-Ft：切向力（N）

-YF：齒形系數(shù)（查表確定）

-YS：應(yīng)力修正系數(shù)（查表確定）

-b：齒寬（mm）

-m：模數(shù)（mm）

-z：齒數(shù)

許用彎曲應(yīng)力：σF_allow=σFu/S，其中σFu為抗彎強度極限（材料屬性），S為安全系數(shù)（1.5-3）。

2.**接觸強度校核**：計算齒面接觸應(yīng)力（σH），確保σH≤許用接觸應(yīng)力（如600MPa）。計算公式：

$$\sigma_H=\sqrt{\frac{F_t\cdotK_H\cdotu}{b\cdota}}\cdotZ_H$$

其中：

-KH：節(jié)點區(qū)域系數(shù)（查表確定）

-u：傳動比

-ZH：接觸系數(shù)（查表確定）

許用接觸應(yīng)力：σH_allow=σHlim/S，其中σHlim為接觸強度極限（材料屬性），S為安全系數(shù)（1.5-3）。

###四、結(jié)構(gòu)設(shè)計（續(xù)）

（一）齒輪材料選擇（續(xù)）

1.**碳素結(jié)構(gòu)鋼**：如45鋼，適用于低速、輕載齒輪。需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火），以獲得良好的綜合力學(xué)性能。

（1）適用場景：手動工具、農(nóng)業(yè)機械。

（2）性能參數(shù)：

-抗拉強度：≥600MPa

-屈服強度：≥360MPa

-硬度：HB190-230

2.**合金結(jié)構(gòu)鋼**：如20CrMnTi，適用于高速、重載齒輪。需進(jìn)行滲碳淬火處理，以提高齒面硬度和耐磨性。

（1）適用場景：汽車變速箱、機床主軸箱。

（2）性能參數(shù)：

-抗拉強度：≥1000MPa

-屈服強度：≥800MPa

-硬度：HRC58-62

3.**鑄鐵**：如HT250，適用于低速、輕載、成本敏感的場合。需進(jìn)行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。

（1）適用場景：家電、輕工機械。

（2）性能參數(shù)：

-抗拉強度：≥250MPa

-硬度：HB180-250

（二）熱處理工藝（續(xù)）

1.**淬火**：提高齒輪硬度和耐磨性，適用于高負(fù)載場合。工藝流程：

（1）預(yù)熱（300-500°C，防止開裂）。

（2）淬火（油淬或空冷，溫度800-860°C）。

（3）回火（200-300°C，消除應(yīng)力，提高韌性）。

2.**調(diào)質(zhì)**：改善材料韌性，提高綜合性能。工藝流程：

（1）正火（600-700°C，均勻組織）。

（2）淬火（同上）。

（3）高溫回火（500-600°C）。

（三）潤滑與密封設(shè)計（續(xù)）

1.**潤滑方式**：

（1）油池潤滑：齒輪浸入油池中，適用于低速、重載場合。需控制油池深度，避免攪油損失。

（2）飛濺潤滑：齒輪旋轉(zhuǎn)帶動油液飛濺，適用于中速、中載場合。需設(shè)計油池形狀，提高飛濺效率。

（3）強制潤滑：通過油泵輸油，適用于高速、重載場合。需設(shè)計油路和濾油器。

2.**密封設(shè)計**：

（1）油封：采用橡膠或聚四氟乙烯油封，防止?jié)櫥托孤?。需選擇合適型號，避免摩擦過大。

（2）墊片：采用金屬或非金屬墊片，適用于低速、輕載場合。需控制墊片厚度，避免過緊導(dǎo)致齒輪卡死。

###五、制造與檢驗（續(xù)）

（一）制造工藝（續(xù)）

1.**加工方法**：

（1）滾齒：適用于大批量生產(chǎn)，效率高。加工精度可達(dá)ISO5-7級。

（2）插齒：適用于內(nèi)齒輪或齒條加工，效率較高。加工精度可達(dá)ISO6-8級。

（3）磨齒：適用于高精度齒輪，可達(dá)ISO5-6級。需進(jìn)行齒面修形，提高接觸精度。

2.**齒面處理**：

（1）噴丸：通過高速鋼珠沖擊齒面，提高疲勞強度。適用于中高速齒輪。

（2）滾壓：通過滾壓工具壓印齒面，提高耐磨性和接觸強度。適用于大批量生產(chǎn)。

（二）檢驗項目（續(xù)）

1.**尺寸檢驗**：

（1）齒輪模數(shù)：使用齒輪卡尺或測微儀測量，誤差≤±0.02mm。

（2）齒厚：使用齒厚卡尺測量，誤差≤±0.03mm。

（3）中心距：使用千分尺測量，誤差≤±0.05mm。

2.**精度檢驗**：

（1）齒形誤差：使用齒輪測量儀檢測，≤0.01mm。

（2）齒距誤差：使用齒距儀檢測，≤0.02mm。

（3）齒向誤差：使用齒向檢測儀檢測，≤0.03mm。

3.**強度檢驗**：

（1）疲勞試驗：在試驗臺上模擬實際工況，測試齒輪壽命。需記錄斷裂前轉(zhuǎn)數(shù)或循環(huán)次數(shù)。

（2）有限元分析：通過軟件模擬齒輪受力，驗證強度和應(yīng)力分布。需設(shè)置合理的邊界條件和載荷工況。

###六、總結(jié)（續(xù)）

齒輪傳動的設(shè)計是一個系統(tǒng)性工程，需綜合考慮應(yīng)用需求、材料特性、制造工藝和檢驗標(biāo)準(zhǔn)。通過科學(xué)的計算和合理的設(shè)計，可確保齒輪傳動系統(tǒng)具有高效率、高精度、長壽命和良好可靠性。在具體設(shè)計時，需注意以下幾點：

1.**參數(shù)優(yōu)化**：在滿足性能要求的前提下，盡量減小齒輪尺寸，降低成本。

2.**結(jié)構(gòu)合理性**：齒輪、軸、軸承等部件需協(xié)調(diào)設(shè)計，避免應(yīng)力集中。

3.**維護(hù)保養(yǎng)**：制定合理的潤滑和檢查計劃，延長齒輪使用壽命。

通過以上步驟和方法，可設(shè)計出滿足實際需求的齒輪傳動系統(tǒng)。

###一、概述

齒輪傳動是一種重要的機械傳動方式，廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備中，用于傳遞動力和運動。本方案旨在提供一套完整、高效的齒輪傳動設(shè)計方案，涵蓋選材、設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝及檢驗等方面。通過科學(xué)的分析和合理的設(shè)計，確保齒輪傳動系統(tǒng)具有高效率、高精度、長壽命和良好可靠性。

###二、設(shè)計原則與要求

在設(shè)計齒輪傳動系統(tǒng)時，需遵循以下原則和要求：

（一）設(shè)計原則

1.**匹配性原則**：根據(jù)傳動需求選擇合適的齒輪類型（如直齒輪、斜齒輪、錐齒輪等）。

2.**經(jīng)濟性原則**：在滿足性能要求的前提下，盡量降低制造成本和運行維護(hù)費用。

3.**可靠性原則**：確保齒輪傳動系統(tǒng)在預(yù)期壽命內(nèi)穩(wěn)定運行，避免因疲勞、磨損等問題導(dǎo)致失效。

（二）設(shè)計要求

1.**傳動比要求**：根據(jù)實際需求確定齒輪傳動比，確保輸出轉(zhuǎn)速和扭矩滿足使用要求。

2.**承載能力要求**：計算齒輪的許用載荷，避免因超載導(dǎo)致?lián)p壞。

3.**精度要求**：根據(jù)應(yīng)用場景選擇合適的齒輪精度等級（如ISO5-12級）。

4.**潤滑與冷卻要求**：設(shè)計合理的潤滑方式，確保齒輪表面得到充分潤滑，降低摩擦和溫升。

###三、設(shè)計步驟與計算

齒輪傳動的設(shè)計通常遵循以下步驟：

（一）確定設(shè)計參數(shù)

1.**輸入功率**：根據(jù)應(yīng)用需求確定輸入功率（如0.5kW-50kW）。

2.**轉(zhuǎn)速**：確定輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)速（如600rpm-3000rpm）。

3.**傳動比**：根據(jù)實際需求計算傳動比（如2:1-10:1）。

4.**工作壽命**：設(shè)定齒輪的工作壽命（如10000小時-50000小時）。

（二）齒輪類型選擇

1.**直齒輪**：適用于平行軸之間的傳動，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。

2.**斜齒輪**：適用于交錯軸之間的傳動，傳動平穩(wěn)，承載能力較高。

3.**錐齒輪**：適用于相交軸之間的傳動，常用于轉(zhuǎn)向機構(gòu)。

（三）齒輪幾何參數(shù)計算

1.**模數(shù)計算**：根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速計算齒輪模數(shù)（m），如m=2-10mm。

2.**齒數(shù)計算**：根據(jù)傳動比確定齒輪齒數(shù)（z1、z2），如z1=20，z2=40。

3.**中心距計算**：計算齒輪中心距（a），如a=(z1+z2)×m/2。

（四）強度校核

1.**彎曲強度校核**：計算齒根彎曲應(yīng)力（σF），確保σF≤許用彎曲應(yīng)力（如200MPa）。

2.**接觸強度校核**：計算齒面接觸應(yīng)力（σH），確保σH≤許用接觸應(yīng)力（如600MPa）。

###四、結(jié)構(gòu)設(shè)計

齒輪傳動的結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮以下方面：

（一）齒輪材料選擇

1.**碳素結(jié)構(gòu)鋼**：如45鋼，適用于低速、輕載齒輪。

2.**合金結(jié)構(gòu)鋼**：如20CrMnTi，適用于高速、重載齒輪。

3.**鑄鐵**：如HT250，適用于低速、輕載、成本敏感的場合。

（二）熱處理工藝

1.**淬火**：提高齒輪硬度和耐磨性，適用于高負(fù)載場合。

2.**調(diào)質(zhì)**：改善材料韌性，提高綜合性能。

（三）潤滑與密封設(shè)計

1.**潤滑方式**：采用油池潤滑、飛濺潤滑或強制潤滑。

2.**密封設(shè)計**：采用油封或墊片防止?jié)櫥托孤?/p>

###五、制造與檢驗

齒輪的制造與檢驗是確保傳動系統(tǒng)性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

（一）制造工藝

1.**加工方法**：采用滾齒、插齒或磨齒等工藝。

2.**齒面處理**：進(jìn)行噴丸或滾壓處理，提高疲勞強度。

（二）檢驗項目

1.**尺寸檢驗**：檢查齒輪模數(shù)、齒厚、中心距等參數(shù)。

2.**精度檢驗**：使用齒輪測量儀檢測齒形誤差、齒距誤差等。

3.**強度檢驗**：通過疲勞試驗或有限元分析驗證強度。

###六、總結(jié)

###三、設(shè)計步驟與計算（續(xù)）

（一）確定設(shè)計參數(shù)（續(xù)）

1.**輸入功率**：根據(jù)應(yīng)用需求確定輸入功率（如0.5kW-50kW）。需考慮設(shè)備的工作制（連續(xù)、斷續(xù)、間歇），并留有適當(dāng)余量（通常為1.1-1.3倍）。例如，若設(shè)備需長時間連續(xù)運行，選擇較大功率范圍上限，并考慮散熱條件。

2.**轉(zhuǎn)速**：確定輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)速（如600rpm-3000rpm）。需結(jié)合電機規(guī)格和工作機械的轉(zhuǎn)速要求，確保齒輪傳動后的輸出轉(zhuǎn)速在合理范圍內(nèi)。

3.**傳動比**：根據(jù)實際需求計算傳動比（如2:1-10:1）。若傳動鏈較長，建議采用多級傳動（如兩級或三級齒輪減速器），以降低單級齒輪的尺寸和應(yīng)力。

4.**工作壽命**：設(shè)定齒輪的工作壽命（如10000小時-50000小時）。需根據(jù)設(shè)備的使用頻率和維護(hù)周期確定，并考慮備用件的可及性。

（二）齒輪類型選擇（續(xù)）

1.**直齒輪**：適用于平行軸之間的傳動，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但傳動平穩(wěn)性較差，適用于低速、輕載場合。

（1）適用場景：工業(yè)風(fēng)扇、小型輸送帶驅(qū)動。

（2）優(yōu)缺點：

-優(yōu)點：加工簡單，成本較低。

-缺點：噪音較大，承載能力有限。

2.**斜齒輪**：適用于交錯軸之間的傳動，傳動平穩(wěn)，承載能力較高。但存在軸向力，需進(jìn)行軸承支撐設(shè)計。

（1）適用場景：汽車變速箱、機床主軸箱。

（2）優(yōu)缺點：

-優(yōu)點：傳動平穩(wěn)，承載能力高。

-缺點：存在軸向力，需額外支撐結(jié)構(gòu)。

3.**錐齒輪**：適用于相交軸之間的傳動，常用于轉(zhuǎn)向機構(gòu)。加工復(fù)雜，成本較高。

（1）適用場景：汽車差速器、起重機轉(zhuǎn)向。

（2）優(yōu)缺點：

-優(yōu)點：可實現(xiàn)任意角度相交軸傳動。

-缺點：加工復(fù)雜，成本較高。

（三）齒輪幾何參數(shù)計算（續(xù)）

1.**模數(shù)計算**：根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速計算齒輪模數(shù)（m），如m=2-10mm。需考慮齒輪直徑限制（直徑越大，模數(shù)越大，承載能力越高）。計算公式：

$$m=\sqrt[3]{\frac{P}{z\cdotn\cdotY_b\cdotK_v}}$$

其中：

-P：輸入功率（kW）

-z：齒數(shù)（取推薦值，如20-40）

-n：轉(zhuǎn)速（rpm）

-Yb：齒形系數(shù)（查表確定）

-Kv：動載系數(shù)（查表確定）

2.**齒數(shù)計算**：根據(jù)傳動比確定齒輪齒數(shù)（z1、z2），如z1=20，z2=40。需避免齒數(shù)過少（可能導(dǎo)致根切）或過多（增加加工難度）。推薦齒數(shù)范圍：

-直齒輪：17-100

-斜齒輪：20-200

3.**中心距計算**：計算齒輪中心距（a），如a=(z1+z2)×m/2。需圓整至標(biāo)準(zhǔn)中心距（如模數(shù)的整數(shù)倍）。計算公式：

$$a'=a\pm\Deltaa$$

其中：Δa為中心距調(diào)整量，用于補償制造誤差。

（四）強度校核（續(xù)）

1.**彎曲強度校核**：計算齒根彎曲應(yīng)力（σF），確保σF≤許用彎曲應(yīng)力（如200MPa）。計算公式：

$$\sigma_F=\frac{K_t\cdotF_t\cdotY_F\cdotY_S}{b\cdotm\cdotz}$$

其中：

-Kt：齒形系數(shù)（查表確定）

-Ft：切向力（N）

-YF：齒形系數(shù)（查表確定）

-YS：應(yīng)力修正系數(shù)（查表確定）

-b：齒寬（mm）

-m：模數(shù)（mm）

-z：齒數(shù)

許用彎曲應(yīng)力：σF_allow=σFu/S，其中σFu為抗彎強度極限（材料屬性），S為安全系數(shù)（1.5-3）。

2.**接觸強度校核**：計算齒面接觸應(yīng)力（σH），確保σH≤許用接觸應(yīng)力（如600MPa）。計算公式：

$$\sigma_H=\sqrt{\frac{F_t\cdotK_H\cdotu}{b\cdota}}\cdotZ_H$$

其中：

-KH：節(jié)點區(qū)域系數(shù)（查表確定）

-u：傳動比

-ZH：接觸系數(shù)（查表確定）

許用接觸應(yīng)力：σH_allow=σHlim/S，其中σHlim為接觸強度極限（材料屬性），S為安全系數(shù)（1.5-3）。

###四、結(jié)構(gòu)設(shè)計（續(xù)）

（一）齒輪材料選擇（續(xù)）

1.**碳素結(jié)構(gòu)鋼**：如45鋼，適用于低速、輕載齒輪。需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火），以獲得良好的綜合力學(xué)性能。

（1）適用場景：手動工具、農(nóng)業(yè)機械。

（2）性能參數(shù)：

-抗拉強度：≥600MPa

-屈服強度：≥360MPa

-硬度：HB190-230

2.**合金結(jié)構(gòu)鋼**：如20CrMnTi，適用于高速、重載齒輪。需進(jìn)行滲碳淬火處理，以提高齒面硬度和耐磨性。

（1）適用場景：汽車變速箱、機床主軸箱。

（2）性能參數(shù)：

-抗拉強度：≥1000MPa

-屈服強度：≥800MPa

-硬度：HRC58-62

3.**鑄鐵**：如HT250，適用于低速、輕載、成本敏感的場合。需進(jìn)行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。

（1）適用場景：家電、輕工機械。

（2）性能參數(shù)：

-抗拉強度：≥250MPa

-硬度：HB180-250

（二）熱處理工藝（續(xù)）

1.**淬火**：提高齒輪硬度和耐磨性，適用于高負(fù)載場合。工藝流程：

（1）預(yù)熱（300-500°C，防止開裂）。

（2）淬火（油淬或空冷，溫度800-860°C）。

（3）回火（200-300°C，消除應(yīng)力，提高韌性）。

2.**調(diào)質(zhì)**：改善材料韌性，提高綜合性能。工藝流程：

（1）正火（600-700°C，均勻組織）。

（2）淬火（同上）。

（3）高溫回火（500-600°C）。

（三）潤滑與密封設(shè)計（續(xù)）

1.**潤滑方式**：

（1）油池潤滑：齒輪浸入油池中，適用于低速、重載場合。需控制油池深