不同材质齿轮减速器的比较分析

减速器的承载能力主要决定于齿轮的几何尺寸参数和齿轮的材质（材料种类和热处理工艺）。制造齿轮的常用材料有球墨铸铁、优质碳钢和合金钢等；热处理工艺主要有正火、调质、表面淬火、渗碳淬火和氮化等。齿轮减速器通常按齿面硬度不同分为软齿面（齿面硬度一般小于300HBW）、中硬齿面（齿面硬度一般为300～350HBW）和硬齿面（齿面硬度大于350HBW）三种类型，其承载能力和价格差别很大（在齿轮几何尺寸相同时）。其中合金钢渗碳淬火硬齿面齿轮（齿面硬度为58～62HRC）可以说是当今齿轮减速器技术的重要发展方向之一。渗碳淬火齿轮由于抗齿面疲劳（点蚀、剥落）的强度好，齿根弯曲强度也高，因此齿轮的结构尺寸和质量都比软齿面（正火、调质）齿轮小，随之箱体的尺寸和质量也相应减小（但轴承的尺寸和质量不减小）。虽然渗碳淬火齿轮通常都采用较昂贵的材料（一般都采用合金钢）、成本较高的硬化工艺和加工方法（如磨齿等），但由于有上述一系列的优点，目前在新设计的换代减速器产品中，已得到广泛的应用。

不同材质齿轮减速器的对比见表1-5。该表中，设计减速器的基本参数如下：小齿轮公称转矩T₁=21400N·m，转速n₁=500r/min，传动比i=3，使用系数K_A=1.25，点蚀最小安全系数S_Hmin=1.3，弯曲最小安全系数S_Fmin=2.3。表1-5中的材料牌号和价格百分比等与我国情况均有不同，但其对比的各项目，如中心距、结构尺寸、轴承质（重）量和总质（重）量等，对减速器选用者来说都有很好的参考价值。

表1-5 不同材质齿轮减速器的对比

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（续）

注：表中材料对应我国牌号为：C45-45钢，42CrMo4-42CrMo，20MnCr5-20CrMn，31CrMoV9-35CrMoV，34CrMo4_-35CrMo。