关于开式齿轮传动的材料，齿数选择问题

小白956

  我现在要设计一个开式齿轮传动，大齿轮是固定在滚筒上的，所以尺寸不能太小。我看有些资料说开式齿轮传动考虑磨损，模数不能太小，所以小齿轮齿数不建议取得太大。那这样的话固定了传动比，不让我取大齿数，按照弯曲强度极限算出来模数，那尺寸就不会太大，就无法满足我大齿轮尺寸的要求。我可不可以按照一个齿数设计模数，然后再取更大的齿数，以达到我大齿轮尺寸的要求。还有就是材料的问题，开式齿轮是选择硬齿面还是软齿面，照理来说，硬齿面更能耐磨，但我也看到一些设计使用铸铁材料，就不太懂，请各位大佬帮忙解答。
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晓昀

大直径齿轮（齿顶圆≥400mm）采用铸钢的。
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铸铁齿轮用于低速无冲击，大尺寸的场合。

小白956

晓昀 发表于 2020-3-2 22:32
7 P4 h# S7 K) m' v大直径齿轮（齿顶圆≥400mm）采用铸钢的。
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铸铁齿轮用于低速无冲击，大尺寸的场合。

- y% b8 A/ R# L. F大佬又见到你了。在低速，轻载的情况下我可以两个齿轮都用铸铁吗？还有就是怎么确定齿数和模数。
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林中樵

你第一句话就是错的。没有根本理解。开式齿轮是硬齿面，主要失效形式是疲劳折断，这种情况是严重的事故，因此开式齿轮传动是以齿根弯曲强度来设计模数，然后考虑磨损的影响适当加大。没你想得那么复杂

小白956

  不是，我是对大齿轮有尺寸要求，如果按照小齿轮的齿数按弯曲强度设计模数，无法达到我大齿轮尺寸的要求。还有就是材料的问题，是否开式齿轮传动必须使用硬齿面，即齿面硬度大于350HBS的材料，主要是我看到有的开式设计用的是45钢，我就不知道到底怎么选材料？
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零分贝大卫

开式齿轮要硬度高,敏感性差的,要耐磨,起码表面硬度要高，一般是铸铁。
　　制造齿轮常用的材料有锻钢和铸钢，其次是铸铁，在特殊情况下也可采用有色金属和非金属材料。
　　1、钢：含碳量为0.1％～0.6％的钢常用，因其性能最好(可通过热处理提高机械性能)。
& {& F" I0 Q  \: x& V; p+ n& J" U　　（1）锻钢：钢材经锻造, 性能提高，最常用的是45钢。
　　软齿面齿轮（HB≤350）：坯料→热(正、调)→切齿(一般8级、精切7级)。
+ b* u$ L9 A$ v! u1 U' r, D　　硬齿面齿轮（HB≥350）：坯料→热(正)→切齿→表面硬化处理(淬火、氰化、 氮化)→精加工（磨齿，一般6级，精磨5级）。
　　锻钢的强度比直接采用轧制钢材好，重要齿轮都采用锻钢。从齿面硬度和制造工艺来分，可把钢制齿轮分为软齿面和硬齿面齿轮。软齿面齿轮是调质或正火后进行精加工，齿面硬度较小，承载能力不高，但其制造工艺较简单，适用于一般机械传动。硬齿面齿轮在精加工后进行热处理，硬度较高，承载能力也较软齿面齿轮大，但制造工艺复杂，一般用于高速重载及结构要求紧凑的机械中。
　　（2）铸钢：当齿轮的直径大于500mm，轮坯不宜于锻造，可采用铸钢，但其精加工前要进行正火处理，以消除铸件的残余应力和使硬度均匀化，利于切削。
* Y' H$ s$ \& Z3 y& O5 K　　2、铸铁：铸铁的铸造性能好，但抗弯强度和耐冲击性较差，自身所含石墨能起一定润滑作用。故开式齿轮传动中常采用铸铁齿轮。
; Z# _' d! B  ]6 p$ z+ ]0 ~) |) o　　3、非金属材料：常用的有夹木胶布、工程塑料等。非金属材料的弹性模量小，齿轮易变形，可减轻动载荷和噪声，一般适用于高速轻载及精度要求不高的齿轮传动。

6 Z( {+ q  Y2 o. m! K& Q, n选自 百度知道

晓昀

小白956 发表于 2020-3-2 22:39
大佬又见到你了。在低速，轻载的情况下我可以两个齿轮都用铸铁吗？还有就是怎么确定齿数和模数。

7 U7 w5 u$ t: |* h先把设计的初始条件列出来，看看哪些是已知的数据。然后根据弯曲疲劳强度计算齿轮模数及结构参数，然后用接触疲劳强度计算公式去校核（验算）。
先动手计算下，看看在哪个地方会遇到困难。机械设计教材上也有详细设计流程。

未来第一站

把书读死了。

小白956

没办法，现在正在做毕设，以前也没做过什么设计，就不是很懂，大佬能帮忙解答一下吗？
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远祥

如果做毕业设计，仅限于理论那也就没必要深究。