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1、齿轮的材料、寿命系数和极限应力院（系）名称机械工程学院专业名称机械制造学生姓名李岩学生学号SY13072022013年11月北京航空航天大学第32页齿轮的材料、寿命系数和极限应力摘要齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一,它在工作中的受力情况比较复杂。在齿轮的制造过程中,合理选择材料与热处理工艺,是提高承载能力和延长使用寿命的必要保证。在满足工作要求的前提下合理选择齿轮的寿命系数，这对实际工作有着十分重要的意义。本文就常用齿轮材料的选择及热处理工艺，不同标准下寿命系数的计算方法进行了分析。关键词：齿轮材料，热处理，疲劳极限，寿命系数北京航空航天大学第32页The
2、material,lifefactorandultimatestressofgearAbstractThegearisoneofthemostwidelyusedpartsinmechanicaltransmission,andthestateofforcesitsuffersintheworkismorecomplicated.Inthemanufacturingprocessofgears,therationalchoiceofmaterialandheattreatmentprocessisanecessaryguaranteetoimprovetheb
3、earingcapacityandextendthelife.Choosingtherationallifefactorisveryimportant.Inthispaper,materialselectionandheattreatmentprocessofgears,aswellasdifferentcalculationmethodsofstandardscommonlyusedinlifefactorareanalyzed.Keywords:materialofgears，heattreatment，fatiguelimit，lifefactor北京航
4、空航天大学第32页目录1绪论11.1齿轮的材料和热处理11.2齿轮的寿命系数11.3齿轮的疲劳极限12齿轮的材料和热处理32.1锻钢32.1.1高承载能力的重要齿轮32.1.2中等承载能力的齿轮42.1.3较低承载能力的齿轮42.2铸钢52.3铸铁52.4有色金属52.5非金属材料53齿轮的疲劳曲线和寿命系数63.1疲劳曲线和寿命系数的一般表达式63.2疲劳曲线的其它表达式83.3接触疲劳曲线中的特征数（p和N∞）93.4接触强度寿命系数值的比较113.5弯曲疲劳曲线中的两个特征数（p和）114齿轮的疲劳极限134.1比较接触疲劳极限的前提条件134.2接触疲
5、劳极限值的分析比较184.3比较弯曲疲劳极限值的前提条件224.4弯曲疲劳极限值的分析比较24结论30参考文献31北京航空航天大学第32页1绪论1.1齿轮的材料和热处理齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一,它的功用是按规定的速比传递动力和运动。在工作中,它的受力情况比较复杂,齿轮的齿根部受交变弯曲应力,齿面承受大的接触应力并产生强烈的摩擦,在换挡、启动和啮合不良时,齿轮还承受一定的冲击载荷。齿轮的主要失效形式是疲劳断齿、疲劳点蚀以及齿面的过量磨损。根据齿轮的受力情况和失效分析可知,齿轮一般都需经过适当的热处理,以提高承载能力和延长使用寿命,齿轮在热处理后应满足
6、下列性能要求:1)高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度(抗疲劳点蚀)。2)齿面具有较高的硬度和耐磨性。3)齿轮心部具有足够的强度和韧性。齿轮的材料及热处理对齿轮的内在质量和使用性能都有很大的影响。锻钢、铸钢、铸铁、有色金属及非金属材料都可用来制造齿轮,各种热处理方法,如渗碳、渗氮、碳氮共渗、表面淬火、调质和正火等,在齿轮制造中都被应用,因此,齿轮的选材和热处理方法的选用较其它零件复杂。这就需要设计人员根据齿轮承载能力的不同,合理选择材料和毛坯及热处理工艺,并制定相应的工艺路线,用最经济的办法最大限度地发挥材料的潜能,做到物尽其用。1.2齿轮的寿命系数齿轮承载能力计算
7、中的寿命系数是从齿轮的疲劳曲线中引申出来的。从概念上来说，人们对疲劳曲线和寿命系数两者的理解都比较一致。但是，在涉及具体的数据上，就有比较大的差别，造成这种差别的原因是多方面的，例如各家试验条件有差别，材质和热处理也不尽相同，数据有多有少，有不同的数据处理方法等等。因此，本文的重点在于比较各家疲劳曲线和寿命系数在数据上的异同，从中找出一些规律性的东西。1.3齿轮的疲劳极限金属材料在无数次重复的交变载荷作用下不致破坏的最大应力,称为疲劳极限。齿轮在工作过程中，始终受到不断变化的力作用，因此，研究齿轮的疲劳极限，对齿轮的正常工作有着十分重要的意义。按照齿轮在不同工
8、况下失效形式的不同，齿轮的疲劳极限北京
