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素钢和合金钢通过锻造而成，并通过热处理改善和提高力学性能。按热处理后齿面硬度的不同，钢制齿轮分为软齿面齿轮和硬齿面齿轮两种。
软齿面齿轮的齿面硬度小于或等于350HBS，通常适用于一般用途、中小功率以及精度要求不高的场合，例如一般用途的减速器。由于齿面硬度不高，这种齿轮的毛坯在进行调质或正火的热处理之后再进行精加工，一般采用插齿或滚齿等方法。
对于一对软齿面的齿轮来说，在传动的过程中，小齿轮的轮齿啮合次数比大齿轮的多，同时小齿轮的齿根较薄，使得小齿轮的轮齿弯曲强度较弱。因此，通常使小齿轮的齿面硬度要比大齿轮的齿面硬度高30～50HBS或更多，以保证大、 小齿轮的使用寿命相接近。在一般情况下，通常选用不同的材料或不同的热处理可以实现这个要求。
硬齿面齿轮的齿面硬度大于350HBS，常用于高速重载及受有冲击载荷的或要求结构紧凑的重要机械传动中，例如机床、汽车变速箱等。这种齿轮的毛坯在进行调质或正火后，进行精切齿，然后再进行表面淬火处理，使得齿轮的耐磨性提高，承载能力增大。
硬齿面齿轮与软齿面齿轮比较，其综合承载能力可提高2～3倍。或者说，在相同的承载能力下，硬齿面的齿轮传动要比软齿面的结构尺寸小得多。所以，除非受到工艺或生产等条件的限制，一般情况下应尽可能采用硬齿面齿轮。 2、铸钢
对于齿轮的直径尺寸较大（大于400～600mm），或结构复杂不易锻造的齿轮毛坯，可用铸钢来制造。例如低速、重载的矿山机械中的大齿轮。 3、铸铁
灰铸铁具有较好的减磨性和加工性能，而且价格低廉，但它的强度较低，抗冲击性能差，因此，常用于开式、低速轻载、功率不大及冲击振动的齿轮的传动中。
球墨铸铁的力学性能和抗冲击能力较灰铸铁高，可代替灰铸铁、铸钢和调质钢铸造大直径齿轮。 4、非金属材料
非金属材料的弹性好，耐磨性好，可注塑成型，成本低，但承载能力小，适用高速轻载以及精度要求不高场合。例如食品机械、家电产品以及办公设备等。
齿轮材料选用40Cr，直齿轮的材料选用20CrMnTi，双联齿轮选用20CrMnTi。
（1）模数计算。一般同一变速组内的齿轮取同一模数，选取负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算，即mj=163383(u?1)P?mz1u[?j]nj22可得各组的模数，
mj为按接触疲劳强度计算的齿轮模数（mm）； ； Nd为驱动电动机功率（kW）Nj
为被计算齿轮的计算转速（r/min）；
u 为大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，外啮合取“+”，内啮合取“-”； z1 为小齿轮的齿数（齿）；
Φ M为齿宽系数，Φ =B/M（B为齿宽，m为模数），Φ M4~10；Φ M=8
[σj]材料的许用接触应力（MPa）。取[σj]=650 Mpa
（2）基本组的齿轮参数计算
mj=163383(u?1)P?mz1u[?j]nj22
=163383(1.41?1)?3.5=1.6774
8?302?1.41?6502?630结合齿轮的模数标准，取标准值m=3 （3）扩大组的齿轮参数计算
mj=163383(u?1)P?mz1u[?j]nj22
=163383(2.78?1)?3.5=1.84
8?262?2.78?6502?80结合齿轮的模数标准，取标准值m=5 如表3-3所示。
表3-3 模数
组号 基本组 扩大组 2 模数 mm 2 （2）基本组齿轮计算。 ① 齿面接触疲劳强度：
2088?108 接触应力?j?zm(u?1)K1K2K3KsN(MPa)??j
uBnf??191?105K1K2K3KsN(MPa)???w? 弯曲应力：?w?zm2BYnN为传递功率（kW），N=3.5kW; nj为转速（r/min）. nj=630（r/min）; M为齿轮模数（mm）, m=3（mm）; B为齿宽（mm）;B=25（mm）; Z为小齿轮齿数；z=19;
U为小齿轮齿数与大齿轮齿数之比,u=2.78; Ks为寿命系数； Ks=KTKnKNKq KT----工作期限系数；
m KT?60n1T C0 T------齿轮工作期限，这里取T=15000h.; n1-----齿轮的最低转速（r/min）
C0----基准循环次数，接触载荷取C0=107，弯曲载荷取C0=2?106 m----疲劳曲线指数，接触载荷取m=3；弯曲载荷取m=6; Kn----转速变化系数，查【5】2上，取Kn=0.60 KN----功率利用系数，查【5】2上，取KN=0.78 Kq-----材料强化系数，查【5】2上， Kq=0.60 K3-----工作状况系数，取K3=1.1
K2-----动载荷系数，查【5】2上，取K2=1
K1------齿向载荷分布系数，查【5】2上，K1=1
Y------齿形系数，查【5】2上，Y=0.386；
，表4-7，取???=650 Mpa； ???----许用接触应力（MPa）,查【4】
jj??w?---许用弯曲应力（MPa），查【4】，表4-7，取??w?=275 Mpa；
根据上述公式，可求得及查取值可求得：
?j=635 Mpa ???j?
?w=78 Mpa???w?
（3）扩大组齿轮计算。
按扩大组最小齿轮计算。小齿轮用40Cr，调质处理，硬度241HB～286HB，平均取260HB，大齿轮用45钢，调质处理，硬度229HB～286HB，平均取240HB。 同理根据基本组的计算，
查文献【6】，可得 Kn=0.62， KN=0.77，Kq=0.60，K3=1.1，