机械行业从业必备：齿轮及齿轮传动基础知识，速来学习！-上海合纵重工机械有限公司

齿轮传动是机械传动中应用最广的一种传动形式，齿轮传动指的是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动。按齿轮轴线的相对位置，齿轮传动分为：平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动，总的来说，齿轮传动具有结构紧凑、效率高、工作可靠和寿命长等特点。

齿轮是齿轮传动系统的核心部件，齿轮的设计、制造质量和材料选择直接影响到整个传动系统的性能、效率和寿命。那么，到底什么是齿轮？齿轮的制造工艺与材料如何选择？如何预防齿轮失效？

（1）齿轮的基本特点

齿轮是机械传动中常用的一种零件，它是一种带有特定齿形的圆盘或圆柱体，通过齿与齿之间的啮合来传递动力和扭矩。常见的齿轮类型主要包括以下3种：

a.圆柱齿轮

圆柱齿轮是最常见的齿轮类型之一，其齿形呈圆柱形。根据齿线的形状,圆柱齿轮可分为直齿、斜齿和人字齿等。圆柱齿轮具有传动平稳、承载能力强、易于制造等特点。

b.圆锥齿轮

圆锥齿轮的齿形呈圆锥形，通常用于相交轴之间的传动。圆锥齿轮具有传动比稳定、结构紧凑等优点，但制造难度较大。

c.蜗杆蜗轮

蜗杆蜗轮是一种特殊的齿轮传动形式，其中蜗杆为螺旋状齿轮，蜗轮则类似于斜齿轮。蜗杆蜗轮传动具有传动比大、结构紧凑、自锁性好等特点，但传动效率相对较低。

齿轮的加工方法包括铣齿、滚齿、插齿、剃齿、磨齿等，每种方法都有其特定的适用范围和加工精度。

根据齿轮的精度等级和批量大小，齿轮的工艺流程包括粗加工、热处理、精加工等阶段，其中热处理对齿轮性能有重要影响。

齿轮的常用材料包括碳素钢、合金钢、铸铁、非金属材料等，不同材料具有不同的机械性能、工艺性能和成本，如碳素钢具有良好的综合性能和较低的成本，合金钢具有更高的强度和耐磨性。

在进行齿轮材料的选择时，应根据齿轮的受力情况、工作环境、精度要求等因素选择合适的材料。在满足性能要求的前提下，应优先考虑使用低碳、环保、易加工的材料，以降低制造成本和减少环境污染。

齿轮的热处理工艺包括淬火、回火、渗碳、氮化等，可以改善齿轮的硬度、耐磨性、抗疲劳性能等。值得注意的是，正确的热处理工艺可以显著提高齿轮的使用寿命和可靠性，而错误的热处理工艺则可能导致齿轮早期失效，因此，在制定热处理工艺时，应充分考虑齿轮的材料、尺寸、精度等因素。

齿轮的失效形式主要包括齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、齿根断裂。齿面磨损指的是由于长期接触和摩擦，齿面逐渐磨损，导致齿轮精度降低，噪音增大；

齿面点蚀一般是由于在高速重载情况下，齿面接触应力超过材料疲劳极限，产生微小裂纹并逐渐扩展，形成点蚀；齿面胶合指的是在高速重载且润滑不良的情况下，齿面局部温度过高，导致金属粘连和撕裂。齿轮断裂通常是由于过载或疲劳应力集中，齿根处产生裂纹并逐渐扩展，导致齿轮断裂。

在工业和机械应用中，可以通过以下4种措施，预防齿轮失效。

a.选择合适材料

根据齿轮工作条件和要求，选择具有高强度高耐磨性和高抗疲劳性的材料。

b.优化润滑条件

采用合适的润滑剂和润滑方式，降低齿面温度和摩擦系数，减少磨损和胶合现象

C.提高加工精度

通过提高齿轮加工精度，降低齿面粗糙度减少摩擦和磨损。

d.加强维护保养