1發(fā)展起源

歷史

       在西方，公元前300年古希臘哲學(xué)家亞里士多德在《機(jī)械問題》中，就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的問題。希臘學(xué)者亞里士多德和阿基米德都研究過齒輪，希臘有名的發(fā)明家古蒂西比奧斯在圓板工作臺(tái)邊緣上均勻地插上銷子，使它與銷輪嚙合，他把這種機(jī)構(gòu)應(yīng)用到刻漏上。這約是公元前150年的事。在公元*年，亞歷山人的發(fā)明家赫倫發(fā)明了里程計(jì)，在里程計(jì)中使用了齒輪。公元1世紀(jì)時(shí)，羅馬的建筑家畢多畢斯制作的水車式制粉機(jī)上也使用了齒輪傳動(dòng)裝置。到14世紀(jì)，開始在鐘表上使用齒輪。

       東漢初年（公元 1世紀(jì)）已有人字齒輪。三國時(shí)期出現(xiàn)的指南車和記里鼓車已采用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。晉代杜預(yù)發(fā)明的水轉(zhuǎn)連磨就是通過齒輪將水輪的動(dòng)力傳遞給石磨的。史書中關(guān)于齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的早記載，是對(duì)唐代一行、梁令瓚于 725年制造的水運(yùn)渾儀的描述。北宋時(shí)制造的水運(yùn)儀象臺(tái)（見中國古代計(jì)時(shí)器）運(yùn)用了復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)。明代茅元儀著《武備志》（成書于1621年）記載了一種齒輪齒條傳動(dòng)裝置。1956年發(fā)掘的河北安午汲古城遺址中，發(fā)現(xiàn)了鐵制棘齒輪，輪直徑約80毫米，雖已殘缺，但鐵質(zhì)較好，經(jīng)研究，確認(rèn)為是戰(zhàn)國末期（公元前3世紀(jì)）到西漢（公元前206～公元24年）期間的制品。1954年在山西省永濟(jì)縣蘗家崖出土了青銅棘齒輪。參考同坑出土器物，可斷定為秦代（公元前221～前206）或西漢初年遺物，輪40齒，直徑約25毫米。關(guān)于棘齒輪的用途，迄今未發(fā)現(xiàn)文字記載，推測可能用于制動(dòng)，以防止輪軸倒轉(zhuǎn)。1953年陜西省長安縣紅慶村出土了一對(duì)青銅人字齒輪。根據(jù)墓結(jié)構(gòu)和墓葬物品情況分析，可認(rèn)定這對(duì)齒輪出于東漢初年。兩輪都為24齒，直徑約15毫米。衡陽等地也發(fā)現(xiàn)過同樣的人字齒輪。

       早在1694年，法國學(xué)者PHILIPPE DE LA HIRE首先提出漸開線可作為齒形曲線。1733年，法國人M.CAMUS提出輪齒接觸點(diǎn)的公法線必須通過中心連線上的節(jié)點(diǎn)。一條輔助瞬心線分別沿大輪和小輪的瞬心線（節(jié)圓）純滾動(dòng)時(shí)，與輔助瞬心線固聯(lián)的輔助齒形在大輪和小輪上所包絡(luò)形成的兩齒廓曲線是彼此共軛的，這就是CAMUS定理。它考慮了兩齒面的嚙合狀態(tài)；明確建立了現(xiàn)代關(guān)于接觸點(diǎn)軌跡的概念。1765年，瑞士的L．EULER提出漸開線齒形解析研究的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，闡明了相嚙合的一對(duì)齒輪，其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關(guān)系。后來，SAVARY進(jìn)一步完成這一方法，成為EU-LET-SAVARY方程。對(duì)漸開線齒形應(yīng)用作出貢獻(xiàn)的是ROTEFT WULLS，他提出中心距變化時(shí)，漸開線齒輪具有角速比不變的優(yōu)點(diǎn)。1873年，德國工程師HOPPE提出，對(duì)不同齒數(shù)的齒輪在壓力角改變時(shí)的漸開線齒形，從而奠定了現(xiàn)代變位齒輪的思想基礎(chǔ)。

       19世紀(jì)末，展成切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機(jī)床與刀具的相繼出現(xiàn)，使齒輪加工具備較完備的手段后，漸開線齒形更顯示出巨大的*性。切齒時(shí)只要將切齒工具從正常的嚙合位置稍加移動(dòng)，就能用標(biāo)準(zhǔn)刀具在機(jī)床上切出相應(yīng)的變位齒輪。1908年，瑞士MAAG研究了變位方法并制造出展成加工插齒機(jī)，后來，英國BSS、美國AGMA、德國DIN相繼對(duì)齒輪變位提出了多種計(jì)算方法。

       為了提高動(dòng)力傳動(dòng)齒輪的使用壽命并減小其尺寸，除從材料，熱處理及結(jié)構(gòu)等方面改進(jìn)外，圓弧齒形的齒輪獲得了發(fā)展。1907年，英國人FRANK HUMPHRIS早發(fā)表了圓弧齒形。1926年，瑞土人ERUEST WILDHABER取得法面圓弧齒形斜齒輪的權(quán)。1955年，蘇聯(lián)的M．L．NOVIKOV完成了圓弧齒形齒輪的實(shí)用研究并獲得列寧勛章。1970年，英國ROLH—ROYCE公司工程師R．M．STUDER取得了雙圓弧齒輪的美國。這種齒輪現(xiàn)已日益為人們所重視，在生產(chǎn)中發(fā)揮了顯著效益。

      齒輪是能互相嚙合的有齒的機(jī)械零件，它在機(jī)械傳動(dòng)及整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用極其廣泛?，F(xiàn)代齒輪技術(shù)已達(dá)到：齒輪模數(shù)0.004～100毫米；齒輪直徑由1毫米～150米；傳遞功率可達(dá)上十萬千瓦；轉(zhuǎn)速可達(dá)幾十萬轉(zhuǎn)/分；高的圓周速度達(dá)300米/秒。

       隨著生產(chǎn)的發(fā)展，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性受到重視。1674年丹麥天文學(xué)家羅默提出用外擺線作齒廓曲線，以得到運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的齒輪。

       18世紀(jì)工業(yè)革命時(shí)期，齒輪技術(shù)得到高速發(fā)展，人們對(duì)齒輪進(jìn)行了大量的研究。1733年法國數(shù)學(xué)家卡米發(fā)表了齒廓嚙合基本定律；1765年瑞士數(shù)學(xué)家歐拉建議采用漸開線作齒廓曲線。

       19世紀(jì)出現(xiàn)的滾齒機(jī)和插齒機(jī)，解決了大量生產(chǎn)高精度齒輪的問題。1900年，普福特為滾齒機(jī)裝上差動(dòng)裝置，能在滾齒機(jī)上加工出斜齒輪，從此滾齒機(jī)滾切齒輪得到普及，展成法加工齒輪占了壓倒優(yōu)勢，漸開線齒輪成為應(yīng)用廣的齒輪。

       1899年，拉舍先實(shí)施了變位齒輪的方案。變位齒輪不僅能避免輪齒根切，還可以湊配中心距和提高齒輪的承載能力。1923年美國懷爾德哈伯先提出圓弧齒廓的齒輪，1955年蘇諾維科夫?qū)A弧齒輪進(jìn)行了深入的研究，圓弧齒輪遂得以應(yīng)用于生產(chǎn)。這種齒輪的承載能力和效率都較高，但尚不及漸開線齒輪那樣易于制造，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

現(xiàn)狀

       中國齒輪行業(yè)快速發(fā)展，行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。在“十一五”期間，根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)，2005~2010年中國齒輪行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值逐年增加，且同比增幅均在18.00%以上，2009年實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值781.85億元，2010年實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值946.35億萬元。齒輪行業(yè)已成為中國機(jī)械基礎(chǔ)件中規(guī)模大的行業(yè)。

中國行業(yè)發(fā)展

狀況

       中國齒輪工業(yè)在“十五”期間得到了快速發(fā)展：2005年齒輪行業(yè)的年產(chǎn)值由2000年的240億元增加到683億元，年復(fù)合增長率23.27%，已成為中國機(jī)械基礎(chǔ)件中規(guī)模大的行業(yè)。就市場需求與生產(chǎn)規(guī)模而言，中國齒輪行業(yè)在全球排名已超過意大利，居*四位。

      2006年，中國全部齒輪、傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)部件制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)累計(jì)工業(yè)總產(chǎn)值102628183千元，比上年同期增長24.15%；實(shí)現(xiàn)累計(jì)產(chǎn)品銷售收入98238240千元，比上年同期增長24.37%；實(shí)現(xiàn)累計(jì)利潤總額5665210千元，比上年同期增長26.85%。

       2007年1-12月，中國全部齒輪、傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)部件制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)累計(jì)工業(yè)總產(chǎn)值136542841千元，比上年同期增長30.96%；2008年1-10月，中國全部齒輪、傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)部件制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)累計(jì)工業(yè)總產(chǎn)值144529138千元，比上年同期增長32.92%。

       中國齒輪制造業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比還存在自主創(chuàng)新能力不足、新品開發(fā)慢、市場競爭無序、企業(yè)管理薄弱、信息化程度低、從業(yè)人員綜合素質(zhì)有待提高等問題?，F(xiàn)階段齒輪行業(yè)應(yīng)通過市場競爭與整合，提高行業(yè)集中度，形成一批擁有幾十億元、5億元、1億元資產(chǎn)的大、中、小規(guī)模企業(yè)；通過自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)，形成一批車輛傳動(dòng)系（變速箱、驅(qū)動(dòng)橋總成）牽頭企業(yè)，用牽頭企業(yè)的配套能力整合齒輪行業(yè)的能力與資源；實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化配套，形成大批有特色的工藝、有特色的產(chǎn)品和有快速反應(yīng)能力的企業(yè)；通過技改，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化齒輪制造企業(yè)轉(zhuǎn)型。

       “十一五”末期，中國齒輪制造業(yè)年銷售額可達(dá)到1300億元，人均銷售額上升到65萬元/年，在世界行業(yè)排名中達(dá)到*二。2006-2010年將新增設(shè)備10萬臺(tái)，即每年用于新增設(shè)備投資約60億元，新購機(jī)床2萬臺(tái)，每臺(tái)平均單價(jià)30萬元。到2010年，中國齒輪制造業(yè)應(yīng)有各類機(jī)床總數(shù)約40萬臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床10萬臺(tái)，數(shù)控化率25%（高于機(jī)械制造全行業(yè)平均值17%）。

發(fā)展

       中低檔的齒輪模具在國內(nèi)大多都能生產(chǎn)，的齒輪模具多依靠進(jìn)口。國內(nèi)專門做齒輪模具的工廠不多，大都由齒輪廠自己做齒輪模具，齒輪廠往往設(shè)一個(gè)工段或一個(gè)車間來承擔(dān)這項(xiàng)工作。這就致使國內(nèi)的齒輪模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展難上加難。相關(guān)專家表示，要想促使我國齒輪模具產(chǎn)業(yè)更好更快的發(fā)展，就必須從根本上解決依賴問題，努力提高專業(yè)技術(shù)，以便更好的服務(wù)于國內(nèi)齒輪模具產(chǎn)業(yè)。

       隨著齒輪行業(yè)競爭的不斷加劇，大型齒輪企業(yè)間并購整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國內(nèi)的齒輪生產(chǎn)企業(yè)愈來愈重視對(duì)行業(yè)市場的研究，特別是對(duì)企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因?yàn)槿绱?，一大批國?nèi)的齒輪品牌迅速崛起，逐漸成為齒輪行業(yè)中的翹楚！

       2011年，齒輪行業(yè)總體銷售額達(dá)到1780億元人民幣，同比增長23%;進(jìn)口額雖還遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于出口額，但出口增速則明顯強(qiáng)于進(jìn)口。

       2012年齒輪行業(yè)發(fā)展可能呈現(xiàn)“前低后高、中速增長”的態(tài)勢。2012年四季度出現(xiàn)的行業(yè)增長放緩的趨勢將延續(xù)到今年。下半年，隨著國家擴(kuò)大內(nèi)需政策的逐步到位，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及國家“三基規(guī)劃”的開始實(shí)施，必將提升現(xiàn)代裝備制造業(yè)，從而帶動(dòng)整個(gè)齒輪行業(yè)新一輪的上升。預(yù)計(jì)齒輪行業(yè)銷售收入將增長10%以上，出口增幅或?qū)⑦_(dá)15%。

投資

       齒輪及其齒輪產(chǎn)品是機(jī)械裝備的重要基礎(chǔ)件，絕大部分機(jī)械成套設(shè)備的主要傳動(dòng)部件都是齒輪傳動(dòng)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，全行業(yè)年銷售總額已突破千億元，形成了企業(yè)多元并存、共同發(fā)展的行業(yè)格局。其中，*、骨干企業(yè)已成為推動(dòng)行業(yè)管理水平、產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量水平和自主創(chuàng)新能力提升的重要力量，為把我國從齒輪制造大國建設(shè)成為齒輪制造強(qiáng)國做出了突出貢獻(xiàn)。

      根據(jù)（ 中國齒輪行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測與轉(zhuǎn)型升級(jí)分析報(bào)告）顯示中國齒輪傳動(dòng)行業(yè)在“十一五”期間得到了快速發(fā)展，2005-2010年中國齒輪行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值逐年增加，且同比增幅均在20%以上。2010年整個(gè)齒輪產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值946.35億元，齒輪全行業(yè)市場需求超過1400億元，世界*二。從規(guī)模和銷售額等各方面因素來看，齒輪產(chǎn)業(yè)已然成為中國機(jī)械通用零部件基礎(chǔ)件領(lǐng)域的“*”級(jí)行業(yè)。中國已經(jīng)成為名副其實(shí)的世界齒輪制造大國。

       2011年末，我國軸承、齒輪、傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)部件的制造工業(yè)企業(yè)達(dá)2319家，行業(yè)總資產(chǎn)達(dá)2483.16億元，同比增長20.59 %。2011年，我國規(guī)模以上軸承、齒輪、傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)部件的制造工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入達(dá)3144億元，同比增長28.00 %；實(shí)現(xiàn)利潤總額達(dá)230.4億元，同比增長22.08 %。

       2012年上半年，全國齒輪的產(chǎn)量達(dá)97.69萬噸，同比增長 47.14%。2012年6月份，我國生產(chǎn)齒輪18萬噸，同比增長50.18%。

       中國處于工業(yè)化、市場化和城鎮(zhèn)化加快發(fā)展的時(shí)期，也處在消費(fèi)擴(kuò)大和結(jié)構(gòu)升級(jí)的時(shí)期，裝備制造業(yè)將迎來難得發(fā)展機(jī)遇，為齒輪的發(fā)展提供巨大市場空間?！笆濉笔俏覈X輪行業(yè)發(fā)展的黃金期，行業(yè)應(yīng)加快朝“由大變強(qiáng)”的目標(biāo)邁進(jìn)。

發(fā)展格局

簡介

       十二五時(shí)期是中國齒輪行業(yè)發(fā)展的黃金期，未來十年，齒輪行業(yè)應(yīng)加快朝由大變強(qiáng)的目標(biāo)邁進(jìn)，調(diào)結(jié)構(gòu)、上水平是重要任務(wù)，也是行業(yè)亟待扭轉(zhuǎn)的關(guān)鍵問題。十二五是我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展極其關(guān)鍵而特殊的時(shí)期，也是全球政治經(jīng)濟(jì)格局必將發(fā)生重大變化的時(shí)期，在新的歷史起點(diǎn)上的齒輪行業(yè)必須要把握四個(gè)變革。

博弈

       特別值得注意的是，少數(shù)國家挑起的貿(mào)易保護(hù)主義，有可能引發(fā)全球范圍內(nèi)的貿(mào)易保護(hù)。經(jīng)濟(jì)全球化和貿(mào)易保護(hù)主義正處于博弈階段，但總體趨勢是經(jīng)濟(jì)全球化。同時(shí)，后金融危機(jī)時(shí)代，人民幣面臨著升值的巨大壓力。這意味著進(jìn)出口格局將產(chǎn)生新的變化，更多的國際產(chǎn)品將進(jìn)入中國與國產(chǎn)品牌直接競爭。我國齒輪企業(yè)必須要在競爭中走向成熟。未來的競爭格局將是集團(tuán)化趨勢明顯，行業(yè)集中度提高；國際大企業(yè)重心轉(zhuǎn)移，紛紛加大對(duì)中國等新興市場的投入，國內(nèi)競爭國際化加劇；國外企業(yè)越來越重視中國元素，未來將專門研發(fā)針對(duì)中國市場的產(chǎn)品。

技術(shù)變革

       應(yīng)采取有效措施，用信息技術(shù)改造提升齒輪行業(yè)，改變我國齒輪產(chǎn)品檔次低和經(jīng)濟(jì)效益不高的狀況。如使用自動(dòng)化、智能化設(shè)備，降低成本和能源消耗;推動(dòng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等在齒輪行業(yè)的應(yīng)用，形成強(qiáng)大的*裝備制造體系等。

大勢所趨

        截止到2012年底，齒輪行業(yè)年銷售收入約1600億元，生產(chǎn)企業(yè)1000余家，規(guī)模以上企業(yè)約400余家，從業(yè)人員約30萬人，是*部件行業(yè)規(guī)模大的分行業(yè)。經(jīng)過20多年的不懈努力，我國已經(jīng)成為齒輪強(qiáng)國。

       “十二五”期間我國齒輪行業(yè)面臨調(diào)整振興、由大變強(qiáng)的歷史發(fā)展機(jī)遇，國內(nèi)外市場競爭加劇，國內(nèi)深層次矛盾不可避免地會(huì)影響行業(yè)前進(jìn)步伐，但推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步創(chuàng)新發(fā)展的基本力量不可逆轉(zhuǎn)，全行業(yè)在轉(zhuǎn)型升級(jí)的進(jìn)程中將以年均30%左右的增速實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展。

       預(yù)計(jì)至“十二五”期末，行業(yè)收入有望突破2600億元。報(bào)告通過齒輪行業(yè)下游需求潛力，進(jìn)一步說明行業(yè)發(fā)展前景看好。

       隨著全球一體化的到來，關(guān)聯(lián)度越來越高的產(chǎn)業(yè)需要面對(duì)越來越多的共同課題，需要建立廣泛的合作。而這種合作已不再僅是提供產(chǎn)品這么簡單。將從源頭上打破產(chǎn)業(yè)之間壁壘，以行業(yè)需求為導(dǎo)向成為產(chǎn)業(yè)之間融合發(fā)展的新趨勢。為達(dá)成通過產(chǎn)業(yè)融合推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的目的，行業(yè)間應(yīng)從技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)、信息服務(wù)與軟科學(xué)研究、品牌推廣等方面合作，合理利用雙方的資源，進(jìn)行前瞻性產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)，確保我國自主創(chuàng)新技術(shù)的適用性和性。

變革

       低碳化已成為制造業(yè)發(fā)展的主題。隨著越來越多的國家做出低碳化承諾，節(jié)能減排將是企業(yè)下一步技術(shù)發(fā)展的方向。行業(yè)也應(yīng)抓住低碳經(jīng)濟(jì)的機(jī)遇，提前介入混合動(dòng)力、燃料電池、電機(jī)電子等新能源技術(shù)的研究；進(jìn)一步挖掘傳統(tǒng)能源的潛力，大力發(fā)展再制造等技術(shù)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展。

術(shù)語

輪齒（齒）──齒輪上的每一個(gè)用于嚙合的凸起部分。一般說來，這些凸起部分呈輻射狀排列。配對(duì)齒輪上輪齒互相接觸，導(dǎo)致齒輪的持續(xù)嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)。

齒槽──齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間。

端面──在圓柱齒輪或圓柱蝸桿上垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面。

法面──在齒輪上，法面指的是垂直于輪齒齒線的平面。

齒頂圓──齒頂端所在的圓。

齒根圓──槽底所在的圓。

基圓──形成漸開線的發(fā)生線在其上作純滾動(dòng)的圓。

分度圓──在端面內(nèi)計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓，對(duì)于直齒輪，在分度圓上模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值。

齒面──輪齒上位于齒頂圓柱面和齒根圓柱面之間的側(cè)表面。

齒廓──齒面被一*曲面（對(duì)圓柱齒輪是平面）所截的截線。

齒線──齒面與分度圓柱面的交線。

端面齒距pt──相鄰兩齒同側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長。

模數(shù)m──齒距除以圓周率π所得到的商，以毫米計(jì)。

徑節(jié)p──模數(shù)的倒數(shù)，以英寸計(jì)。

齒厚s──在端面上一個(gè)輪齒兩側(cè)齒廓之間的分度圓弧長。

槽寬e──在端面上一個(gè)齒槽的兩側(cè)齒廓之間的分度圓弧長。

齒頂高hɑ──齒頂圓與分度圓之間的徑向距離。

齒根高hf──分度圓與齒根圓之間的徑向距離。

全齒高h──齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離。

齒寬b──輪齒沿軸向的尺寸。

端面壓力角ɑt── 過端面齒廓與分度圓的交點(diǎn)的徑向線與過該點(diǎn)的齒廓切線所夾的銳角。

基準(zhǔn)齒條（Standard Rack）:只基圓之尺寸，齒形，全齒高，齒冠高及齒厚等尺寸均合乎標(biāo)準(zhǔn)正齒輪規(guī)格之齒條，依其標(biāo)準(zhǔn)齒輪規(guī)格所切削出來之齒條稱為基準(zhǔn)齒條.

基準(zhǔn)節(jié)圓（Standard Pitch Circle）:用來決定齒輪各部尺寸基準(zhǔn)圓.為 齒數(shù)x模數(shù)

基準(zhǔn)節(jié)線（Standard Pitch Line）:齒條上一條特定節(jié)線或沿此線測定之齒厚，為節(jié)距二分之一.

作用節(jié)圓（Action Pitch Circle）:一對(duì)正齒輪咬合作用時(shí)，各有一相切做滾動(dòng)圓.

基準(zhǔn)節(jié)距（Standard Pitch）：以選定標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距做基準(zhǔn)者,與基準(zhǔn)齒條節(jié)距相等.

節(jié)圓（Pitch Circle）:兩齒輪連心線上咬合接觸點(diǎn)各齒輪上留下軌跡稱為節(jié)圓.

節(jié)徑（Pitch Diameter）:節(jié)圓直徑.

有效齒高（Working Depth）:一對(duì)正齒輪齒冠高和.又稱工作齒高.

齒冠高（Addendum）:齒頂圓與節(jié)圓半徑差.

齒隙（Backlash）:兩齒咬合時(shí)，齒面與齒面間隙.

齒頂隙（Clearance）:兩齒咬合時(shí)，一齒輪齒頂圓與另一齒輪底間空隙.

節(jié)點(diǎn)（Pitch Point）:一對(duì)齒輪咬合與節(jié)圓相切點(diǎn).

節(jié)距（Pitch）:相鄰兩齒間相對(duì)應(yīng)點(diǎn)弧線距離.

法向節(jié)距（Normal Pitch）:漸開線齒輪沿特定斷面同一垂線所測節(jié)距.

傳動(dòng)比

 :相嚙合兩齒輪的轉(zhuǎn)速之比，齒輪的轉(zhuǎn)速與齒數(shù)成反比，一般以n1、n2表示兩嚙合齒數(shù)的轉(zhuǎn)速

現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 14229-1993 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法

GB/T 14230-1993 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法

GB/T 14231-1993 齒輪裝置效率測定方法

GB/T 1840-1989 圓弧圓柱齒輪模數(shù)

GB/T 15752-1995 圓弧圓柱齒輪基本術(shù)語

GB/T 15753-1995 圓弧圓柱齒輪精度

GB/T 3481-1997 齒輪輪齒磨損和損傷術(shù)語

GB/T 2362-1990 小模數(shù)漸開線圓柱齒輪基本齒廓

GB/T 2363-1990 小模數(shù)漸開線圓柱齒輪精度

GB/T 3480-1997 漸開線圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法

GB/T 6083-2001 齒輪滾刀基本型式和尺寸

GB/T 6084-2001 齒輪滾刀通用技術(shù)條件

GB/T 1356-2001 通用機(jī)械和重型機(jī)械用圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)基本齒條齒廓

GB/T 4459.2-2003 機(jī)械制圖齒輪表示法

GB/T 2821-2003 齒輪幾何要素代號(hào)

GB/T 10062.1-2003 錐齒輪承載能力計(jì)算方法第1部分:概述和通用影響系數(shù)

GB/T 10062.2-2003 錐齒輪承載能力計(jì)算方法第2部分:齒面接觸疲勞（點(diǎn)蝕）強(qiáng)度計(jì)算

GB/T 10062.3-2003 錐齒輪承載能力計(jì)算方法第3部分:齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算

GB/Z 6413.1-2003 圓柱齒輪、錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪膠合承載能力計(jì)算方法第1部分:閃溫法

GB/Z 6413.2-2003 圓柱齒輪、錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪膠合承載能力計(jì)算方法第2部分:積分溫度法

GB/T 17879-1999 齒輪磨削后表面回火的浸蝕檢驗(yàn)

GB/T 3374-1992 齒輪基本術(shù)語

GB/T 19321-2003 小艇操舵裝置齒輪傳動(dòng)連接系統(tǒng)

GB/T 19406-2003 漸開線直齒和斜齒圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法工業(yè)齒輪應(yīng)用

GB/Z 19414-2003 工業(yè)用閉式齒輪傳動(dòng)裝置

GB/T 9205-2005 鑲片齒輪滾刀

GB/T 19936.1-2005 齒輪FZG 試驗(yàn)程序第1部分：油品的相對(duì)膠合承載能力FZG 試驗(yàn)方法A/8.3/90

GB/T 6404.1-2005 齒輪裝置的驗(yàn)收規(guī)范第1部分：空氣傳播噪聲的試驗(yàn)規(guī)范

GB/T 6404.2-2005 齒輪裝置的驗(yàn)收規(guī)范第2部分：驗(yàn)收試驗(yàn)中齒輪裝置機(jī)械振動(dòng)的測定

GB/T 14348-2007 雙圓弧齒輪滾刀

GB/Z 18620.4-2008 圓柱齒輪　檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第4部分：表面結(jié)構(gòu)和輪齒接觸斑點(diǎn)的檢驗(yàn)

GB/T 10095.2-2008 圓柱齒輪精度制第2部分：徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)的定義和允許值

GB/Z 18620.2-2008 圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第2部分: 徑向綜合偏差、徑向跳動(dòng)、齒厚和側(cè)隙的檢驗(yàn)

GB/T 6320-2008 杠桿齒輪比較儀

GB/Z 18620.1-2008 圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第1部分: 輪齒同側(cè)齒面的檢驗(yàn)

GB/Z 18620.3-2008 圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第3部分: 齒輪坯、軸中心距和軸線平行度的檢驗(yàn)

GB/T 10095.1-2008 圓柱齒輪精度制第1部分：輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值

GB/T 13924-2008 漸開線圓柱齒輪精度檢驗(yàn)細(xì)則

GB/T 19073-2008 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱

GB/T 21945-2008 數(shù)控扇形齒輪插齒機(jī)精度檢驗(yàn)

GB/T 22161-2008 35mm電影放映機(jī)間歇輸片齒輪尺寸

GB/T 22097-2008 齒輪測量中心

GB/Z 22559.2-2008 齒輪　熱功率　第2部分：熱承載能力計(jì)算

GB/T 1357-2008 通用機(jī)械和重型機(jī)械用圓柱齒輪模數(shù)

GB/T 3480.5-2008 直齒輪和斜齒輪承載能力計(jì)算第5部分：材料的強(qiáng)度和質(zhì)量

GB/Z 22559.1-2008 齒輪　熱功率　第1部分：油池溫度在95℃時(shí)齒輪裝置的熱平衡計(jì)算

GB/T 22775-2008 計(jì)時(shí)儀器用齒輪端面齒輪

GB/T 6443-1986 漸開線圓柱齒輪圖樣上應(yīng)注明的尺寸數(shù)據(jù)

GB/T 11281-2009 微電機(jī)用齒輪減速器通用技術(shù)條件

GB/T 7631.7-1995 潤滑劑和有關(guān)產(chǎn)品（L類）的分類第7部分:C組（齒輪）

GB/T 3374.1-2010 齒輪術(shù)語和定義第1部分：幾何學(xué)定義

GB/T 25509-2010 機(jī)械系統(tǒng)和通用件齒輪參考字典

GB/T 25662-2010 數(shù)控弧齒錐齒輪銑齒機(jī)精度檢驗(yàn)

GB/T 26090-2010 齒輪齒距測量儀

GB/T 26091-2010 齒輪單面嚙合整體誤差測量儀

GB/T 6467-2010 齒輪漸開線樣板

GB/T 26092-2010 齒輪螺旋線測量儀

GB/T 6468-2010 齒輪螺旋線樣板

GB/T 26093-2010 齒輪雙面嚙合綜合測量儀

GB/T 8542-1987 透平齒輪傳動(dòng)裝置技術(shù)條件

GB 5903-2011 工業(yè)閉式齒輪油

GB/T 3374.2-2011 齒輪術(shù)語和定義第2部分：蝸輪幾何學(xué)定義

GB/T 28252-2012 磨前齒輪滾刀

GB/T 28247-2012 盤形齒輪銑刀

GB/T 10063-1988 通用機(jī)械漸開線圓柱齒輪承載能力簡化計(jì)算方法

GB/T 10098-1988 船用中速柴油機(jī)齒輪箱技術(shù)條件

GB/T 10224-1988 小模數(shù)錐齒輪基本齒廓

GB/T 10225-1988 小模數(shù)錐齒輪精度

GB/T 11365-1989 錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪精度

GB/T 11572-1989 船用齒輪箱臺(tái)架試驗(yàn)方法

GB/T 12368-1990 錐齒輪模數(shù)

GB/T 12369-1990 直齒及斜齒錐齒輪基本齒廓

GB/T 12370-1990 錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪術(shù)語

GB/T 12371-1990 錐齒輪圖樣上應(yīng)注明的尺寸數(shù)據(jù)

GB/T 12601-1990 諧波齒輪傳動(dòng)基本術(shù)語

GB/T 12759-1991 雙圓弧圓柱齒輪基本齒廓

GB/T 13672-1992 齒輪膠合承載能力試驗(yàn)方法

GB/T 13799-1992 雙圓弧圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法

GB 13895-1992 重負(fù)荷車輛齒輪油（GL-5）

結(jié)構(gòu)分類

一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。

輪齒

簡稱齒，是齒輪上 每一個(gè)用于嚙合的凸起部分，這些凸起部分一般呈輻射狀排列，配對(duì)齒輪上的輪齒互相接觸，可使齒輪持續(xù)嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)。

齒槽

是齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間；端面是圓柱齒輪或圓柱蝸桿上 ，垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面。

端面

是齒輪兩端的平面。

法面

指的是垂直于輪齒齒線的平面。

齒頂圓

是指齒頂端所在的圓。

齒根圓

是指槽底所在的圓。

基圓

形成漸開線的發(fā)生線作純滾動(dòng)的圓。

分度圓

是在端面內(nèi)計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓。

主要參數(shù)

齒數(shù)Z

閉式齒輪傳動(dòng)一般轉(zhuǎn)速較高，為了提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性，減小沖擊振動(dòng)，以齒數(shù)多一些為好，小齒輪的齒數(shù)可取為z1=20~40。開式（半開式）齒輪傳動(dòng)，由于輪齒主要為磨損失效，為使齒輪不致過小，故小齒輪不宜選用過多的齒數(shù)，一般可取z1=17~20。

螺旋角

β > 0為左旋；

β < 0為右旋

齒距

pn=ptcosβ（下標(biāo)n和t分別表示法向和端面的標(biāo)記）

模數(shù)

模數(shù)是指相鄰兩輪齒同側(cè)齒廓間的齒距p與圓周率π的比值（m=p/π），以毫米為單位。模數(shù)是模數(shù)制輪齒的一個(gè)基本參數(shù)，直齒、斜齒和圓錐齒齒輪的模數(shù)皆可參考標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表（GB/T 1357-1987）。

mn=mtcosβ

m=p/ π

齒輪的分度圓是設(shè)計(jì)、計(jì)算齒輪各部分尺寸的基準(zhǔn)，而齒輪分度圓的周長=πd=z p

模數(shù)m是決定齒輪尺寸的一個(gè)基本參數(shù)。齒數(shù)相同的齒輪模數(shù)大，則其尺寸也大。

壓力角

α rb=rcosα=1/2mzcosα

在兩齒輪節(jié)圓相切點(diǎn)P處，兩齒廓曲線的公法線（即齒廓的受力方向）與兩節(jié)圓的公切線（即P點(diǎn)處的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方向）所夾的銳角稱為壓力角，也稱嚙合角。對(duì)單個(gè)齒輪即為齒形角。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的壓力角一般為20”。在某些場合也有采用α=14.5° 、15° 、22.50°及25°等情況。

分度圓直徑

d=m*z

中心距

a=1/2*m（z1+z2）

正確嚙合條件

m1=m2,α1=α2,β1=β2

為使齒輪免于根切，對(duì)于α=20o的標(biāo)準(zhǔn)直尺圓柱齒輪，應(yīng)取z1≥17。Z2=u·z1。

齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)

—h*a 、C*

兩齒輪嚙合時(shí)，總是一個(gè)齒輪的齒頂進(jìn)入另一個(gè)齒輪的齒根，為了防止熱膨脹頂死和具有儲(chǔ)成潤滑油的空間，要求齒根高大于齒頂高。為 此引入了齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。

正常齒：h*a =1； C*=0.25 短齒：h*a =0.8； C*=0.3

型號(hào)

按規(guī)格或尺寸大小分類，齒輪型號(hào)分為標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)兩種；

按國內(nèi)外計(jì)量單位不同，齒輪型號(hào)分為公制和英制兩種。

公制齒輪型號(hào)

國內(nèi)主要采用公制/模數(shù)（M/m），齒輪模數(shù)=分度圓直徑÷齒數(shù)=齒輪外徑÷（齒數(shù)+2）。

公制齒輪主要型號(hào)有：M0.4 M0.5 M0.6 M0.7 M0.75 M0.8 M0.9 M1 M1.25 M1.5 M1.75 M2 M2.25 M2.5 M2.75 M3 M3.5 M4 M4.5 M5 M5.5 M6 M7 M8 M9 M10 M12 M14 M15 M16 M18 M20 M22 M24 M25 M26 M28 M30

英制齒輪型號(hào)

DP齒輪是歐美等國采用的英制齒輪（徑節(jié)齒輪），是指每一英寸分度圓直徑上的齒數(shù)，該值越大齒越小。徑節(jié) DP=z/D （z —齒數(shù)，D—分度圓直徑，英寸），以徑節(jié)DP單位為 （1/in）。它與公制的換算關(guān)系為 m=25.4/DP，也就是說它和我們常用的模數(shù)是一樣的。

英制齒輪主要型號(hào)有：DP1 DP1.25 DP1.5 DP1.75 DP2 DP2.25 DP2.5 DP2.75 DP3 DP4 DP4.5 DP5 DP6 DP7 DP8 DP9 DP10 DP12 DP14 DP16

分類

齒輪可按齒形、齒輪外形、齒線形狀、輪齒所在的表面和制造方法等分類。

齒輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開線齒輪比較容易制造，因此現(xiàn)代使用的齒輪中 ，漸開線齒輪占多數(shù)，而擺線齒輪和圓弧齒輪應(yīng)用較少。

在壓力角方面，小壓力角齒輪的承載能力較?。欢髩毫驱X輪，雖然承載能力較高，但在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的情況下軸承的負(fù)荷增大，因此僅用于特殊情況。而齒輪的齒高已標(biāo)準(zhǔn)化，一般均采用標(biāo)準(zhǔn)齒高。變位齒輪的優(yōu)點(diǎn)較多，已遍及各類機(jī)械設(shè)備中。

另外，齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪；按輪齒所在的表面分為外齒輪、內(nèi)齒輪；按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。

齒輪的制造材料和熱處理過程對(duì)齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀(jì)50年代前，齒輪多用碳鋼，60年代改用合金鋼，而70年代多用表面硬化鋼。按硬度 ，齒面可區(qū)分為軟齒面和硬齒面兩種。

軟齒面的齒輪承載能力較低，但制造比較容易，跑合性好， 多用于傳動(dòng)尺寸和重量無嚴(yán)格限制，以及小量生產(chǎn)的一般機(jī)械中。因?yàn)榕鋵?duì)的齒輪中，小輪負(fù)擔(dān)較重，因此為使大小齒輪工作壽命大致相等，小輪齒面硬度一般要比大輪的高。

硬齒面齒輪的承載能力高，它是在齒輪精切之后 ，再進(jìn)行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理，以提高硬度。但在熱處理中，齒輪不可避免地會(huì)產(chǎn)生變形，因此在熱處理之后須進(jìn)行磨削、研磨或精切 ，以消除因變形產(chǎn)生的誤差，提高齒輪的精度。

材料

制造齒輪常用的鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強(qiáng)度比鍛鋼稍低，常用于尺寸較大的齒輪；灰鑄鐵的機(jī)械性能較差，可用于輕載的開式齒輪傳動(dòng)中；球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪 ；塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方，與其配對(duì)的齒輪一般用導(dǎo)熱性好的鋼齒輪。

未來齒輪正向重載、高速、高精度和率等方向發(fā)展，并力求尺寸小、重量輕、壽命長和經(jīng)濟(jì)可靠。

而齒輪理論和制造工藝的發(fā)展將是進(jìn)一步研究輪齒損傷的機(jī)理，這是建立可靠的強(qiáng)度計(jì)算方法的依據(jù)，是提高齒輪承載能力，延長齒輪壽命的理論基礎(chǔ)；發(fā)展以圓弧齒廓為代表的新齒形；研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝； 研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場的分布，進(jìn)行輪齒修形，以改善齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，并在滿載時(shí)增大輪齒的接觸面積，從而提高齒輪的承載能力。

摩擦、潤滑理論和潤滑技術(shù)是 齒輪研究中的基礎(chǔ)性工作，研究彈性流體動(dòng)壓潤滑理論，推廣采用合成潤滑油和在油中適當(dāng)?shù)丶尤霕O壓添加劑，不僅可提高齒面的承載能力，而且也能提高傳動(dòng)效率。

類型

傳動(dòng)比

定傳動(dòng)比 —— 圓形齒輪機(jī)構(gòu)（圓柱、圓錐）

變傳動(dòng)比 —— 非圓齒輪機(jī)好構(gòu)（橢圓齒輪）

輪軸相對(duì)位置

平面齒輪機(jī)構(gòu)

直齒圓柱齒輪傳動(dòng)

外嚙合齒輪傳動(dòng)

內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)

齒輪齒條傳動(dòng)

斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)

人字齒輪傳動(dòng)

空間齒輪機(jī)構(gòu)

圓錐齒輪傳動(dòng)

交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)

蝸輪蝸桿傳動(dòng)

工藝

錐形齒輪

毛坯半制品齒輪

螺旋齒輪

內(nèi)齒輪

直齒輪

蝸輪蝸桿

塑料齒輪

隨著科學(xué)的發(fā)展，齒輪已經(jīng)慢慢由金屬齒輪轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰淆X輪。因?yàn)樗芰淆X輪更具有潤滑性和耐磨性?？梢詼p小噪音，降低成本，降低摩擦。

常用的塑料齒輪材料有：PVC,POM,PTFE,PA,尼龍，PEEK等。

汽車齒輪

我國中重型載貨汽車齒輪用鋼牌號(hào)較多，主要是為適應(yīng)引進(jìn)當(dāng)時(shí)*汽車技術(shù)的要求。50年代我國從原蘇聯(lián)里哈喬夫汽車廠引進(jìn)當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)中型載貨汽車（即“解放”牌原車型）生產(chǎn)技術(shù)的同時(shí)，也引進(jìn)了原蘇聯(lián)生產(chǎn)汽車齒輪的20CrMnTi鋼種。

改革開放以后，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，為了滿足我國交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展需要，從80年代開始，我國有計(jì)劃地引進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的各類*機(jī)型，各類*中重型載貨汽車也不斷引進(jìn)。同時(shí)，我國大汽車廠同國外汽車大公司進(jìn)行合作，引進(jìn)*汽車生產(chǎn)技術(shù)，其中包括汽車齒輪的生產(chǎn)技術(shù)。與此同時(shí)，我國鋼鐵冶煉技術(shù)水平也在不斷提高，采用鋼包二次冶煉及成分微調(diào)和連鑄連軋等*冶煉技術(shù)，使得鋼廠能生產(chǎn)出高純凈度、淬透性能帶縮窄的齒輪用鋼材，從而實(shí)現(xiàn)了引進(jìn)汽車齒輪用鋼的國產(chǎn)化，使我國齒輪用鋼的生產(chǎn)水平上了一個(gè)新臺(tái)階。適合于我國國情的國產(chǎn)重型汽車齒輪用含鎳高淬透性能鋼也得到了應(yīng)用，取得了較好效果。汽車齒輪的熱處理技術(shù)也從原50-60年代采用井式氣體滲碳護(hù)發(fā)展到當(dāng)前普遍采用由計(jì)算機(jī)控制的連續(xù)式氣體滲碳自動(dòng)線和箱式多用爐及自動(dòng)生產(chǎn)線（包括低壓（真空）滲碳技術(shù)）、齒輪滲碳預(yù)氧化處理技術(shù)，齒輪淬火控制冷卻技術(shù)（由于專用淬火油和淬火冷卻技術(shù)的使用）、齒輪鍛坯等溫正火技術(shù)等。這些技術(shù)的采用不僅使齒輪滲碳淬火畸變得到了有效控制、齒輪加工精度得到提高、使用壽命得到延長，而且還滿足了齒輪的現(xiàn)代化熱處理的大批量生產(chǎn)需要。

有關(guān)文獻(xiàn)指出，汽車齒輪的壽命主要由兩大指標(biāo)考核，一是齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度，二是齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。前者主要由滲碳淬火質(zhì)量決定，后者主要由齒輪材料決定。為此，有必要對(duì)汽車齒輪用滲碳鋼的要求、性能及其熱處理特點(diǎn)有一個(gè)較全面的了解。

鉻錳鈦鋼和硼鋼

長期以來，我國載貨汽車齒輪使用普遍的鋼種是20CrMnTi。這是上世紀(jì)50年代我國從原蘇聯(lián)引進(jìn)的中型的汽車齒輪18XTr鋼種（即20CrMnTi鋼）。該鋼晶粒細(xì)，滲碳時(shí)晶粒長大傾向小，具有良好的滲碳淬火性能，滲碳后可直接淬火。文獻(xiàn)指出，在1980年以前，我國的滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼（包括20CrbinTi鋼）在鋼材出廠時(shí)只保證鋼材的化學(xué)成分和用樣品測定的力學(xué)性能，但是在汽車生產(chǎn)時(shí)常常出現(xiàn)化學(xué)成分和力學(xué)性能合格的鋼材，由于淬透性能波動(dòng)范圍過大而影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況。例如若20CrMnTi滲碳鋼的淬透性過低，則制成的齒輪滲碳淬火后，心部硬度低于技術(shù)條件規(guī)定的數(shù)值，疲勞試驗(yàn)時(shí)，齒輪的疲勞壽命降低一半；若淬透性能過高，則齒輪滲碳淬火后內(nèi)孔收縮量過大而影響齒輪裝配。

由于鋼材淬透性能對(duì)輪齒心部的硬度和畸變都有極其重大的影響，1985年冶金部頒布了我國的保證淬透性結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件（GB5216-85），在此技術(shù)條件中列入了包括20CxMnTiH、20MnVBH鋼在內(nèi)的10種滲碳鋼的化學(xué)成分、淬透性能數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：用于制造齒輪的20CrMnTi鋼的淬透性能指標(biāo)為距水冷端9咖處的硬度為30-42HRC。在此之后，采用20CrMnTi鋼生產(chǎn)齒輪的齒心部硬度過低和畸變過大的問題基本上得到了解決。但是不管齒輪模數(shù)大小和鋼材截面粗細(xì)均采用同一鋼號(hào)20CrMnTi鋼顯然是不合理的。由于我國鋼材冶煉技術(shù)水平的提高，和合金結(jié)構(gòu)鋼供應(yīng)情況的改善，已經(jīng)有條件把齒輪鋼的淬透性能帶進(jìn)一步縮窄，并根據(jù)不同產(chǎn)品（如變速器齒輪與后橋齒輪等）的要求開發(fā)新的鋼種以滿足其要求。

通過與鋼廠協(xié)商，1997年長春一汽先后與生產(chǎn)齒輪鋼廠的生產(chǎn)廠家簽定了將20CrMnTi鋼淬透性能分擋供應(yīng)的協(xié)議，例如“解放”牌5t載貨汽車上用于制造截面尺寸較小的變速器軸、中間軸齒輪和截面尺寸較大的后橋主、從動(dòng)圓錐齒輪用20CrMnTiH鋼淬透性能組別分別為I和Ⅱ，對(duì)應(yīng)淬透性能分別為J9：30—36HRC和J9=36～42HRC。

1960年前后，由于我國鎳、鉻鋼的供應(yīng)緊張，影響了我國含鎳、鉻鋼材的生產(chǎn)。而當(dāng)時(shí)我國的汽車工業(yè)是從原蘇聯(lián)引進(jìn)的技術(shù)，蘇聯(lián)大量應(yīng)用含鎳、鉻的鋼材。因此，當(dāng)時(shí)我國汽車工業(yè)大力發(fā)展了硼鋼的開發(fā)、研制工作，用20MnVB和20Mn2TiB鋼代替20CrMnTi滲碳鋼制造齒輪。這是因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)鋼中加入微量硼（0.0001%-0.0035%）可以顯著地提高鋼材的淬透性能，因此鋼中加入微量硼可以代替一定數(shù)量的錳、鎳、鉻、鉬等貴重合金元素，因而硼鋼得到廣泛的應(yīng)用。長春一汽曾在“解放”牌汽車齒輪生產(chǎn)中使用過20MnTiB和20Mn2TiB鋼。

東風(fēng)汽車公司生產(chǎn)的“東風(fēng)”牌5，載貨汽車變速器和后橋齒輪分別采用20CrMnTi和20MnVB鋼制造。同樣，也與鋼廠簽定了把鋼材淬透性能帶縮窄并分檔供應(yīng)的協(xié)議。變速器和后橋主、從動(dòng)圓錐齒輪用鋼分別為20CrMnTiH（3）和20MnVBH（2）、20MnVBH（3），對(duì)應(yīng)淬透性能分別為J9=32～39HRC和J9=37～44HRC、J9=34～42HRC。

我國綦江齒輪廠引進(jìn)了德國公司的重型汽車變速器齒輪生產(chǎn)技術(shù)，在國內(nèi)按德國Ⅲ公司的標(biāo)準(zhǔn)試制了該公司的Cr-Mn-B系含硼齒輪鋼獲得成功。其齒輪材料的淬透性能為J10=31～39HRC

當(dāng)然，20CrMnTi鋼及20MnTiB鋼、20MVB鋼等含硼鋼也存在不足。一般認(rèn)為20CrMnTi等滲碳鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，滲碳后晶粒不會(huì)粗化，可直接淬火。但實(shí)際上由于鋼材冶煉質(zhì)量的影響，常常在正常條件下發(fā)生晶粒粗化現(xiàn)象。對(duì)多批材料的實(shí)際晶粒度試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)相當(dāng)部分實(shí)際晶粒度只有2—3級(jí)（930℃保溫3h條件下）。文獻(xiàn)認(rèn)為，20CrMnTi由于Ti含量較高，鋼中TiN夾雜物多，尤其是大塊的TiN夾雜是齒輪疲勞時(shí)的疲勞源，它的存在會(huì)降低齒輪的接觸疲勞性能。這種夾雜物呈立方結(jié)構(gòu)，受力時(shí)易發(fā)生解理開裂，導(dǎo)致齒輪早期失效。另一個(gè)問題是該鋼的淬透性能有限，不能滿足大直徑大模數(shù)齒輪的要求，滲碳有效硬化層深度和心部硬度均不能滿足重型齒輪的要求。此外，在熱處理過程中20CrMnTi鋼易產(chǎn)生內(nèi)氧化和非馬氏體組織而降低齒輪的疲勞壽命。但在我國齒輪滲碳鋼中還沒有哪一種鋼在滲碳工藝上有20CrMnTi鋼這樣成熟和可靠。所以，它仍是目前國內(nèi)使用普遍的滲碳鋼種。20MnVB、20MnTiB和20Mn2TiB等硼鋼也存在一些缺點(diǎn)，如在冶煉時(shí)由于脫氧去氮不好而使硼不能起到增加淬透性能的作用，因此，使硼鋼的性能不穩(wěn)定，滲碳淬火后的齒輪畸變?cè)龃蠖绊懏a(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)由于混晶和晶粒易于粗大，致變形不易控制和韌性較差，且硼鋼齒輪根部易產(chǎn)生托氏體組織和碳氮共滲齒輪的黑網(wǎng)、黑帶。因此，很多工廠中止使用該鋼種。但是由此決不能就此得出硼鋼不適宜作齒輪滲碳鋼的結(jié)論。含硼的滲碳鋼在國外還有使用。例如，德國的Ⅳ齒輪廠，一直使用由其本廠擬訂的保留鋼種ZF7，這是一種含硼的低碳鉻錳鋼。該鋼主要的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為0.15～0.20C，0.15～0.40S，1.0～1.3Cr，1.0～1.3Mn，0.001～0.003B。美國汽車變速器齒輪和后橋主、從動(dòng)齒輪有的也采用含硼滲碳鋼，如50B15、43BVl4和94B17。因此，只要鋼廠冶煉技術(shù)跟上去，硼鋼的上述問題是能夠解決的。

20CrMnTiH、20MnVBH和20MnTiBH鋼齒輪鍛坯在連續(xù)式等溫正火爐內(nèi)進(jìn)行處理可以保證得到均勻分布的片狀珠光體+鐵素體。這樣可以使齒輪的熱處理畸變大大減小，使齒輪的精度提高，使用壽命延長。

齒輪鍛坯等溫正火硬度為156～207HB。

鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼

22CrMnMo、20CrMnMoH和20CrMoH鋼由于有著較高淬透性而用于中型汽車齒輪。此類鋼可采用滲碳后直接淬火工藝。由于鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼中含有鉻和鉬等形成碳化物的元素，在滲碳過程中將促使輪齒表面碳含量增加，容易在滲碳層組織中出現(xiàn)大量碳化物，使?jié)B碳層性能惡化。因此，齒輪采用鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼滲碳時(shí)，宜采用弱滲碳?xì)夥眨苑乐剐纬蛇^量碳化物。22CrMnMo和20CrMnMoH齒輪鍛坯正火后在650～670℃進(jìn)行高溫回火處理，金相組織為細(xì)片狀珠光體+少量鐵素體，硬度為171～229HB。20CrMnH齒輪鍛坯好在連續(xù)式等溫正火爐中處理，935～945℃加熱，640～650℃先預(yù)冷后等溫，可獲得均勻的鐵素體+珠光體組織，硬度為156～207HB。文獻(xiàn)指出，20CrMoH鋼冶煉工藝穩(wěn)定，淬透性帶較窄且易于控制，與20CrMnTi鋼齒輪比較，具有熱處理畸變??；滲層有良好、穩(wěn)定的淬透性；金相組織、滲碳淬火后的表面和心部硬度，均能較好地滿足技術(shù)要求；疲勞性能好，比較適合汽車中小模數(shù)齒輪。綜合考慮齒輪的服役條件，既保證齒輪的疲勞壽命，又減少齒輪的熱處理畸變，在用以制造變速箱齒輪時(shí)應(yīng)為J9=30～36HRC，用以制造后橋齒輪時(shí)應(yīng)為J9=37～42HRC。

齒輪用鋼的國產(chǎn)化

隨著*車型的引進(jìn)，各種齒輪鋼的國產(chǎn)化使我國的齒輪鋼水平上了一個(gè)新臺(tái)階。德國的Cr-Mn鋼，日本的Cr-Mo系鋼，和美國的SAE86鋼滿足了中小模數(shù)齒輪用鋼。國產(chǎn)載貨汽車齒輪有的采用美國牌號(hào)SAE8822H鋼，如8t和10t橋用圓錐齒輪采用SAE8822H，該鋼的主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為0.19～0.25C，0.70～1.05Mn，0.15～0.35Si，0.35～0.75Ni，0.35～0.65Cr，0.30～0.40Mo。文獻(xiàn)認(rèn)為，控制淬透性是解決齒輪畸變問題的關(guān)鍵。為減少畸變應(yīng)選用Jominy淬透性帶寬在4HRC以下的H鋼。采用H鋼的齒輪熱處理后精度（接觸區(qū)）比普通鋼高70%～80%，使用壽命延長。因此，工業(yè)發(fā)達(dá)國家先后規(guī)定了滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼的淬透性帶。根據(jù)需要將淬透性帶限制在很窄的范圍（4～5HRC）。1）在德國訂貨時(shí)，可以要求鋼材的淬透性能在給定的范圍內(nèi)，也可以要求縮窄淬透性能的鋼材。17CrNiM06非常適合制造大模數(shù)重負(fù)荷汽車齒輪，該鋼主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為0.15～0.20C，0.40～0.60Mn，1.50～1.80Cr，0.25～0.35Mo，1.40～1.70Ni。此鋼在我國已開始生產(chǎn)和使用。文獻(xiàn)認(rèn)為，在17CrNiM06鋼齒輪滲碳過程中，在適當(dāng)降低滲碳后期碳勢的同時(shí)加快滲碳后的冷卻速度，由空冷改為風(fēng)冷，阻止大塊碳化物的形成，然后在630cC進(jìn)行高溫回火，以析出部分合金碳化物，為的是在820℃二次加熱淬火時(shí)減少殘留奧氏體量，終獲得較好的金相組織。2）奧地利"Styer"重型汽車廠要求淬透性帶寬為7HRC。3）日本中重型貨車，如“日野”牌KB222型載重9t汽車和“日產(chǎn)”牌CKL20DD型載貨8t汽車的變速器齒輪及后橋齒輪廣泛采用Cr-Mo系鋼，如SCM420H和SCM822H鋼，相當(dāng)于我國國產(chǎn)化20CrMnMoH和22CrMoH鋼。

此類鋼具有較高的淬透性能。在一定范圍內(nèi)，齒輪的彎曲疲勞壽命隨著淬透性的增加而提高。文獻(xiàn)指出，長春一汽開始在生產(chǎn)“解放”牌9t載貨汽車后橋齒輪時(shí)，采用20CrMnTiH鋼，即使使用淬透性能為Ⅱ組的鋼材（J9=36～42HRC），熱處理后齒輪輪齒心部硬度也只有22～24HRC，達(dá)不到齒輪技術(shù)條件規(guī)定的要求，汽車在使用時(shí)，后橋主動(dòng)和從動(dòng)圓錐齒輪發(fā)生早期損壞。因此不得不選用淬透性能更高的Ct-Mo鋼，其主要成分參考日本的SCM822H齒輪鋼，該鋼材的主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：0.19～0.25C，0.55～0.90Mn，0.15～0.35Si，0.85～1.25Cr，0.35～0.45Mo。經(jīng)與鋼廠協(xié)商，生產(chǎn)出了國產(chǎn)化的新鋼種22CrMoH鋼，其淬透性能指標(biāo)為J9=36～42HRC，較好地滿足了汽車齒輪的使用要求。但是，該鋼的工藝性能較差，齒輪鍛坯要經(jīng)過等溫退火處理后才能進(jìn)行切削加工，硬度為156～207HB，金相組織為先共析鐵素體+偽共析珠光體。此鋼淬透性能較高，普通正火容易產(chǎn)生粒狀貝氏體，粒狀貝氏體的出現(xiàn)對(duì)切削加工極為不利，不僅使刀具的使用壽命大幅度下降，而且由于異常組織的出現(xiàn)，總是伴隨著金相組織的不均勻性，終造成齒輪熱處理畸變的增大。4）美國汽車制造廠商力圖降低生產(chǎn)成本，同時(shí)，提高零件的可靠性和耐久性，這就需要產(chǎn)品的幾何尺寸及力學(xué)性能的高度一致。對(duì)熱處理的零件要改善產(chǎn)品性能的一致性，必須降低零件淬火后硬度的分散程度，這就與鋼的淬透性能帶的寬窄程度有直接關(guān)系。齒輪心部硬度的一致性將減少熱處理的畸變，從而提高齒輪的精度，并使輪齒表層的殘余壓應(yīng)力分布更加均勻。美國載貨汽車變速器齒輪和后橋主動(dòng)圓錐齒輪用鋼有的采用SAE8620鋼和SAFA820鋼制造。美國SAE8620H、SAE8822H等牌號(hào)鋼在我國也已開始生產(chǎn)（如寶鋼集團(tuán)上鋼五廠等）和使用，分別用于中型載貨汽車變速器齒輪和后橋圓錐齒輪。

國內(nèi)重型汽車齒輪用鋼

我國齒輪鋼基本滿足國民需求和引進(jìn)技術(shù)過程國產(chǎn)化的要求，而重型車傳動(dòng)齒輪及中重型車的后橋齒輪用鋼，尚有待開發(fā)和生產(chǎn)。根據(jù)國內(nèi)重型汽車的使用技術(shù)現(xiàn)狀分析，超載使用和路況較差這兩個(gè)問題較為嚴(yán)重，而且短期內(nèi)無法克服，這就使齒輪經(jīng)常承受較大的過載沖擊載荷。過載沖擊載荷介于疲勞和斷裂應(yīng)力之間，它對(duì)齒輪使用壽命有很大影響，往往造成齒輪早期失效。從這一點(diǎn)來說，大模數(shù)重負(fù)荷汽車齒輪應(yīng)選擇Cr-Ni或Cr-Ni-Mo系鋼，如德國的17CrNiM06鋼好，還有國產(chǎn)20CrNi3H、20CrNiMoH鋼。大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的問世促進(jìn)了新型Cr-Ni-Mo系列齒輪鋼的開發(fā)和應(yīng)用。如新型齒輪用鋼20CrNi2Mo、17CrNiM06。一汽集團(tuán)某汽車改裝公司開發(fā)了一種新型載貨汽車橋，其特點(diǎn)是匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大。為保證齒輪的使用壽命，對(duì)齒輪的材料及質(zhì)量有了更高的要求，原采用22CrMoH鋼制成的后橋主動(dòng)圓錐齒輪在使用過程中出現(xiàn)早期失效，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象。在熱處理方面，由于齒輪材料熱處理工藝有時(shí)不夠穩(wěn)定，部分齒輪的有效硬化層不夠，齒輪心部和表面硬度偏低，這些都是導(dǎo)致齒輪早期失效的主要原因。而且，Cr容易形成晶間網(wǎng)狀碳化物，有損滲層力學(xué)性能。分析發(fā)現(xiàn)，齒輪輪齒心部硬度低時(shí)，過渡層塑性變形會(huì)引起滲碳層產(chǎn)生過高應(yīng)力，因而導(dǎo)致滲碳層形成裂紋，后使整個(gè)輪齒斷裂。為此，根據(jù)“斯太爾”汽車橋后橋主動(dòng)圓錐齒輪使用20CrNi3H鋼的良好行車使用效果，應(yīng)確保齒輪的有效硬化層深度在1.8～2.2mm，齒輪輪齒心部硬度在38～45HRC，齒輪表面硬度在60～64HRC，碳化物在1～3級(jí)，馬氏體、殘留奧氏體在1～4級(jí)，這樣可使齒輪的使用壽命提高30%～40%。

冶金齒輪

粉末冶齒輪是少切屑、無切屑的*的產(chǎn)物。

雖然粉末冶金齒輪在整個(gè)粉末冶金零件中難以單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，但無論是按重量還是按零件數(shù)量，粉末冶金齒輪在汽車、摩托車中所占的比例都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大干其他領(lǐng)域中的粉末冶金零件。因此，從汽車、摩托車在整個(gè)粉末冶金零件中所占比例的上升可以看出，粉末冶金齒輪在整個(gè)粉末冶金零件中處于飛速發(fā)展的地位。如果按零件特點(diǎn)來分，齒輪屬于結(jié)構(gòu)類零件，而結(jié)構(gòu)類零件在整個(gè)鐵基零件中所占的重量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他幾類，粉末冶金零件。

主要粉末冶金齒輪

（1）凸輪軸齒形帶輪 凸輪軸齒形帶輪是各種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中普遍使用的粉末冶金零件，通過一次成形和精整工藝，不需要其他后處理工藝，可以*達(dá)到尺寸精度要求，尤其是齒形精度。因此，與用傳統(tǒng)機(jī)械加工方法制造相比，在材料投入和制造上都大大減少，它是體現(xiàn)粉末冶金特點(diǎn)的典型產(chǎn)品。粉末冶金零件配套舉例

配套類別零部件名稱：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；凸輪軸、曲軸正時(shí)帶輪，水泵、油泵帶輪，主動(dòng)、從動(dòng)齒輪，主動(dòng)、從動(dòng)鏈輪，凸輪，軸承蓋，搖臂，襯套，止推板，氣門導(dǎo)管，進(jìn)、排氣門閥座汽車變速箱；各種高低速同步器齒轂及組件，離合器齒輪，凸輪、凸輪軸，滑塊，換擋桿，軸套，導(dǎo)塊，同步環(huán)

摩托車零件；從動(dòng)齒輪及組件，鏈輪，起動(dòng)棘爪，棘輪，星形輪，雙聯(lián)齒輪，副齒輪，變速齒輪，推桿凸輪，軸套，滑動(dòng)軸承，定心套，從動(dòng)盤，進(jìn)、排氣門閥座

汽車、摩托車油泵；各種油泵齒輪、齒轂，各種油泵轉(zhuǎn)子，凸輪環(huán)汽車、摩托車減振器各種活塞，底閥座，導(dǎo)向座壓縮機(jī)各種活塞，缸體，缸蓋，閥板，密封環(huán)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品 各種軸套，轉(zhuǎn)子，軸承.

其他；分電器齒輪，行星齒輪，內(nèi)齒盤，組合內(nèi)齒輪，各種不銹鋼螺母，磁極。

2用途應(yīng)用

加工方式

漸開線齒輪加工方法有2大類，一個(gè)是仿形法，用成型銑刀銑出齒輪的齒槽，是“模仿形狀”的。另一個(gè)是范成法（展成法）。

（1）滾齒機(jī)滾齒：可以加工8模數(shù)以下的斜齒

（2）銑床銑齒：可以加工直齒條

（3）插床插齒：可以加工內(nèi)齒

（4）冷打機(jī)打齒：可以無屑加工

（5）刨齒機(jī)刨齒：可以加工16模數(shù)大齒輪

（6）精密鑄齒：可以大批量加工廉價(jià)小齒輪

（7）磨齒機(jī)磨齒：可以加工精密母機(jī)上的齒輪

（8）壓鑄機(jī)鑄齒：多數(shù)加工有色金屬齒輪

（9）剃齒機(jī)：是一種齒輪精加工用的金屬切削機(jī)床

失效形式

1、齒面磨損

對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)或含有不清潔的潤滑油的閉式齒輪傳動(dòng)，由于嚙合齒面間的相對(duì)滑動(dòng)，使一些較硬的磨粒進(jìn)入了摩擦表面，從而使齒廓改變，側(cè)隙加大，以至于齒輪過度減薄導(dǎo)致齒斷。一般情況下，只有在潤滑油中夾雜磨粒時(shí)，才會(huì)在運(yùn)行中引起齒面磨粒磨損。

2、齒面膠合

對(duì)于高速重載的齒輪傳動(dòng)中，因齒面間的摩擦力較大，相對(duì)速度大，致使嚙合區(qū)溫度過高，一旦潤滑條件不良，齒面間的油膜便會(huì)消失，使得兩輪齒的金屬表面直接接觸，從而發(fā)生相互粘結(jié)。當(dāng)兩齒面繼續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，較硬的齒面將較軟的齒面上的部分材料沿滑動(dòng)方向撕下而形成溝紋。

3、疲勞點(diǎn)蝕

相互嚙合的兩輪齒接觸時(shí)，齒面間的作用力和反作用力使兩工作表面上產(chǎn)生接觸應(yīng)力，由于嚙合點(diǎn)的位置是變化的，且齒輪做的是周期性的運(yùn)動(dòng)，所以接觸應(yīng)力是按脈動(dòng)循環(huán)變化的。齒面長時(shí)間在這種交變接觸應(yīng)力作用下，在齒面的刀痕處會(huì)出現(xiàn)小的裂紋，隨著時(shí)間的推移，這種裂紋逐漸在表層橫向擴(kuò)展，裂紋形成環(huán)狀后，使輪齒的表面產(chǎn)生微小面積的剝落而形成一些疲勞淺坑。

4、輪齒折斷

在運(yùn)行工程中承受載荷的齒輪，如同懸臂梁，其根部受到脈沖的周期性應(yīng)力超過齒輪材料的疲勞極*，會(huì)在根部產(chǎn)生裂紋，并逐步擴(kuò)展，當(dāng)剩余部分無法承受傳動(dòng)載荷時(shí)就會(huì)發(fā)生斷齒現(xiàn)象。齒輪由于工作中嚴(yán)重的沖擊、偏載以及材質(zhì)不均勻也可能引起斷齒。

5、齒面塑性變形

在沖擊載荷或重載下，齒面易產(chǎn)生局部的塑性變形，從而使?jié)u開線齒廓的曲面發(fā)生變形。

潤滑特點(diǎn)

一對(duì)減速機(jī)齒輪的運(yùn)動(dòng)是通過一對(duì)一對(duì)的齒面嚙合運(yùn)動(dòng)來完成的，一對(duì)叻合齒面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)又包含滾動(dòng)和滑動(dòng)，對(duì)于傳遞動(dòng)力的齒輪，要研究齒輪的受力和變形.需要應(yīng)用力學(xué)知識(shí)，齒輪兩齒面之間有潤滑油，又涉及流體力學(xué)的知識(shí).如果研究潤帶劑與齒輪表面相互作用生成的表面膜，需要物理、化學(xué)方面的知識(shí)。因此，在有潤滑劑的條件下，要真實(shí)全面地反映齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題都必須考慮潤滑劑的存在。計(jì)人潤滑劑的齒輪設(shè)計(jì)，是更加全面和完善的齒輪設(shè)計(jì)。

生產(chǎn)企業(yè)

齒輪工業(yè)主要由三類企業(yè)組成：車輛齒輪傳動(dòng)制造企業(yè)，工業(yè)齒輪傳動(dòng)制造企業(yè)與齒輪專用裝備制造企業(yè)。其中，車輛齒輪*，其*達(dá)到60%；工業(yè)齒輪由工業(yè)通用、專用、特種齒輪構(gòu)成，其*分別為18%、12%、8%；齒輪裝備這一塊只占*的2%。

3注意問題

進(jìn)行簡易診斷的目的是迅速判斷齒輪是否處于正常工作狀態(tài)，對(duì)處于異常工作狀態(tài)的齒輪進(jìn)一步進(jìn)行精密診斷分析或采取其他措施。當(dāng)然，在許多情況下，根據(jù)對(duì)振動(dòng)的簡單分析，也可診斷出一些明顯的故障。

齒輪的簡易診斷包括噪聲診斷法、振平診斷法以及沖擊脈沖（SPM）診斷法等，常用的是振平診斷法。

振平診斷法是利用齒輪的振動(dòng)強(qiáng)度來判別齒輪是否處于正常工作狀態(tài)的診斷方法。根據(jù)判定指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)不同，又可以分為值判定法和相對(duì)值判定法。

值判定法

值判定法是利用在齒輪箱上同一測點(diǎn)部位測得的振幅值直接作為評(píng)價(jià)運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)。

用值判定法進(jìn)行齒輪狀態(tài)識(shí)別，必須根據(jù)不同的齒輪箱，不同的使用要求制定相應(yīng)的判定標(biāo)準(zhǔn)。

制定齒輪值判定標(biāo)準(zhǔn)的主要依據(jù)如下：

1）對(duì)異常振動(dòng)現(xiàn)象的理論研究；

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)振動(dòng)現(xiàn)象所做的分析；

（3）對(duì)測得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)；

（4）參考國內(nèi)外的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)際上，并不存在可適用于一切齒輪的值判定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)齒輪的大小、類型等不同時(shí)，其判定標(biāo)準(zhǔn)自然也就不同。

按一個(gè)測定參數(shù)對(duì)寬帶的振動(dòng)做出判斷時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)值一定要依頻率而改變。頻率在1kHz以下，振動(dòng)按速度來判定；頻率在1kHz以上，振動(dòng)按加速度來判定。實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)還要根據(jù)具體情況而定。

相時(shí)值判定法

在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于尚未制定出值判定標(biāo)準(zhǔn)的齒輪，可以充分利用現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，制定適當(dāng)?shù)南鄬?duì)判定標(biāo)準(zhǔn)，采用這種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定稱為相對(duì)值判定法。

相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)要求將在齒輪箱同一部位測點(diǎn)在不同時(shí)刻測得的振幅與正常狀態(tài)下的振幅相比較，當(dāng)測量值和正常值相比達(dá)到一定程度時(shí)，判定為某一狀態(tài)。比如，相對(duì)值判定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)際值達(dá)到正常值的1.6~2倍時(shí)要引起注意，達(dá)到2.56~4倍時(shí)則表示危險(xiǎn)等。至于具體使用時(shí)是按照1.6倍進(jìn)行分級(jí)還是按照2倍進(jìn)行分級(jí)，則視齒輪箱的使用要求而定，比較粗糙的設(shè)備（例如礦山機(jī)械）一般使用倍數(shù)較高的分級(jí)。

實(shí)際中，為了達(dá)到佳效果，可以同時(shí)采用上述兩種方法，以便對(duì)比比較，全面評(píng)價(jià)。

4相關(guān)計(jì)算

齒數(shù)計(jì)算

直徑計(jì)算方法

齒頂圓直徑=（齒數(shù)+2ha*）*模數(shù)

分度圓直徑=齒數(shù)*模數(shù)

齒根圓直徑=（齒數(shù)-2ha*-2*hc*）*模數(shù)

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪：ha*=1,hc*=0.25;其他非標(biāo)準(zhǔn)齒輪另取

比如：M4、齒32

齒頂圓直徑=（32+2*1）*4=136mm

分度圓直徑=32*4=128mm

齒根圓直徑=（32-2*1-2*0.25） *4=118mm

這種計(jì)算方法針對(duì)所有的模數(shù)齒輪（不包括變位齒輪）。

模數(shù)表示齒輪牙的大小。

齒輪模數(shù)=分度圓直徑÷齒數(shù)

齒輪模數(shù)選擇

齒輪模數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)為GB1357-78。

優(yōu)先選用模數(shù)：0.1mm、0.12mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm、1.25mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、 14mm、16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm；

可選模數(shù)：1.75mm、2.25mm、2.75mm、3.5mm、4.5mm、5.5mm、7mm、9mm、14mm、18mm、 22mm、28mm、36mm、45mm；

很少用模數(shù)：3.25mm、3.75mm、6.5mm、11mm、30mm；

齒輪精度

齒輪精度是指對(duì)齒輪形狀的綜合誤差所劃分的一個(gè)等級(jí)，其中包括齒形、齒向、徑跳等一些重要的參數(shù)，其中齒形是指齒的徑向形狀，齒向是指齒的縱向形狀，徑跳是指相鄰兩齒間距離的誤差，一般我們汽車用的齒輪可由滾齒機(jī)加工完成，6~7級(jí)便可使用，而一些印刷機(jī)由于需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)和批量印刷，故需要高精度齒輪以減小齒輪累計(jì)所造成的誤差而使印刷效果下降，而國內(nèi)生產(chǎn)的磨齒機(jī)可加工至4~5級(jí)，國外進(jìn)口的高精度磨齒機(jī)可加工至3,~4級(jí)，更有一些可以加工至2級(jí)。而日本標(biāo)準(zhǔn)DIN 0級(jí)相當(dāng)于中國評(píng)判的4級(jí)，一般誤差以μm為單位，1μm=0.001mm

齒輪鑄造

齒輪鑄造

齒輪鑄件也被稱為鑄鋼齒輪。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的齒輪都是由鑄鋼制造的 。在此，我分享一些有關(guān)生產(chǎn)齒輪鑄件和相關(guān)的熱處理信息。

齒輪鑄件的重量通常從幾公斤到數(shù)噸不等。

齒輪鑄件的材料通常使用高碳鑄鋼，也有些使用含鉻、鎳、鉬的合金鋼，以達(dá)到很高的抗拉強(qiáng)度。通常大齒輪比小齒輪的物理需求低。

關(guān)于鑄造工藝， 通常地板成型工藝就適用并能滿足正常需求。至于鑄鋼齒輪，如從動(dòng)齒輪，齒輪和惰輪，使用石英砂的地板成型工藝是不錯(cuò)的選擇。為什么呢，因?yàn)辇X輪的大多數(shù)的部位都需要加工。所以，你不需要使用更高的鑄造工藝。此外，關(guān)于中、大型鋼鑄件， 使用石英砂的地板成型工藝幾乎是的選擇。

關(guān)于熱處理，當(dāng)然，所有鋼鑄件都必須標(biāo)準(zhǔn)化以消除內(nèi)部壓力。齒輪鑄件的某些部位可以焊接。如果鑄造廠焊接鑄件，必須對(duì)焊接位置退火。如果滾齒后硬度*，你可以再次退火以降低硬度并消除內(nèi)部硬點(diǎn)。在加工和滾齒后，齒輪淬火或稱之為硬化處理，以提高齒輪齒的表面硬度。對(duì)于小齒輪，你可以做滲碳處理。對(duì)于大型從動(dòng)齒輪，你可以做表面淬火處理。沒有經(jīng)過硬化處理的齒輪壽命很短，僅幾個(gè)星期到幾個(gè)月。

由于齒輪鑄件對(duì)材料、缺陷、加工及熱處理的要求更高。而且，齒輪鑄件的訂單量相對(duì)較少。因此，許多鋼鐵鑄造廠不愿意制造。

一些齒輪由鍛造工藝制造。鍛造齒輪內(nèi)部組織密度更好、強(qiáng)度更高。鍛造齒輪可以用于更嚴(yán)格的工作條件。鑄造齒輪強(qiáng)度低，但廣泛應(yīng)用于一般工作條件。鍛造齒輪的成本高，而鑄造齒輪的成本相對(duì)較低。買方應(yīng)根據(jù)成本和使用條件選擇合適的制造工藝。

求法

分度圓 d=mz

齒距 p=mπ

齒厚 s=mπ/2

齒槽寬e=mπ/2

基圓 db=d*cosα=d*cos20°

齒頂高h(yuǎn)a=（ha* ） *m

頂隙 C=（c*）*m

齒根高h(yuǎn)f=ha+c=（ha*+c*）m

齒頂圓da=d+2ha

齒根圓df=d-2hf

全齒高h(yuǎn)=ha+hf

中心距 a=（d1+d2）/2=m/2（Z1+Z2）