什么是直齒輪？
小原齒輪工業(yè)（KHK）可以根據(jù)不同模數(shù)、齒數(shù)、精度、形狀、材料等諸多條件以及熱處理的有無、研磨的有無，生產(chǎn)品類多樣的直齒輪。KHK產(chǎn)品樣本中的正齒輪即為通常所說的直齒輪。
什么是直齒輪？
直齒輪（spur gears）又稱正齒輪，是被安裝在平行的兩個軸上，一側(cè)軸帶動另一側(cè)軸使之做旋轉(zhuǎn)運動的圓柱形齒輪（機械要素）。直齒輪有著制作簡單且容易達到高精度等優(yōu)點。齒輪根據(jù)齒輪軸的相對位置不同，可分為平行軸齒輪、交叉軸齒輪、交錯軸齒輪等3種。直齒輪和斜齒齒輪、齒條一樣同屬于平行軸齒輪。直齒輪（正齒輪）的嚙合幾乎是滾動接觸，其動力傳達效率為95-98%，非常之高。嚙合的一對直齒輪中，大的叫大齒輪，小的叫小齒輪。
直齒輪的材料
KHK標準直齒輪使用JIS規(guī)格的機械結(jié)構(gòu)專用的碳素鋼S45C、SCM440(中碳素合金鋼），以及SCM415（低碳素合金鋼），鑄鐵中的灰鐵FC200，不銹鋼中的SUS303和SUS304，非鐵金屬的C3604（快削銅），工程塑料的MC901和MC602ST等材料。當(dāng)然，不同國家不同齒輪廠商采用不同的規(guī)格。比如德國的DIN，美國的AISI,SAE,ASTM,AGMA等。對于材料，我們可以做提高硬度的高頻淬火和滲碳淬火等熱處理，也可以做以提高耐磨性和防銹目的的表面處理。
關(guān)于直齒輪的齒形和齒的大小
工業(yè)機械里應(yīng)用的齒輪齒形一般為漸開線齒形。另外，齒的大小一般用模數(shù)表示，模數(shù)數(shù)值越大，齒也就越大?？梢酝ㄟ^增大齒輪模數(shù)，獲得更強的容許轉(zhuǎn)矩。
客戶在從KHK標準齒輪產(chǎn)品線中選擇直齒輪時，可以留意以下選型要點。
- 需要的速度傳達比
- 齒輪的負荷轉(zhuǎn)矩
此要素受模數(shù)大小和淬火有無影響 - 齒輪的使用環(huán)境
比如，齒輪使用在容易生銹的環(huán)境等 - 要求的平穩(wěn)性以及噪音程度
此要素受齒輪精度和研磨有無影響 - 齒輪形狀
是否需要輪轂，輪轂多長，或者是否帶軸等
小原齒車工業(yè)株式根據(jù)客戶使用目的，提供種類多樣的直齒輪。詳情請參考直齒輪產(chǎn)品線。
直齒輪的應(yīng)用行業(yè)舉例
半導(dǎo)體制造設(shè)備
機器人
人形機器人
醫(yī)療器械
機床
食品加工機器
工業(yè)自動化
注意：在使用CAD圖紙時，請注意CAD圖紙的齒形與實際產(chǎn)品的齒形有差異；倒角，切割槽等的尺寸、形狀有可能與產(chǎn)品實物有差異。
MSGA / MSGB
磨齒直齒輪
模數(shù) : 1 – 4
材料 : SCM415
熱處理 : 整件滲碳淬火
齒面加工 : 磨削
齒輪精度 : JIS N5
經(jīng)過整件淬火、齒面磨削的齒輪，精度、強度、耐磨性優(yōu)良，已完成鍵槽加工。
KSG
磨齒直齒輪
模數(shù) : 1 – 3
材料 : SCM440
熱處理 : 調(diào)質(zhì)·齒面高頻淬火
齒面加工 : 磨削
齒輪精度 : JIS N6（詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
經(jīng)過調(diào)質(zhì)、齒面淬火磨削的齒輪，精度、強度、耐磨性優(yōu)良，齒部以外可以進行追加工。
推薦用于KRGF齒條的小齒輪。
SSGS
磨齒直齒輪軸
模數(shù) : 1.5 – 3
材料 : S45C
熱處理 : 調(diào)質(zhì)·齒面高頻淬火
齒面加工 : 磨削
齒輪精度 : JIS N7
經(jīng)過調(diào)質(zhì)、齒面淬火磨削的帶軸齒輪，齒部以外可以進行追加工。
SSG
磨齒直齒輪
模數(shù) : 0.5 – 10
材料 : S45C（詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
熱處理 : 齒面高頻淬火 注1 （詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
齒面加工 : 磨削
齒輪精度 : JIS N7（詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
經(jīng)過齒面淬火磨削的齒輪，兼顧精度、耐磨性和成本的產(chǎn)品。齒部以外可以進行追加工。
SSG-F
磨齒直齒輪
模數(shù) : 2 – 3
材料 : S45C (SCM435)
熱處理 : 齒面高頻淬火
齒面加工 : 磨削
齒輪精度 : 相當(dāng)于JIS N7
連接時軸與齒輪沒有晃動。
SSG-E
磨齒直齒輪
模數(shù) : 1.5 – 6
材料 : S45C (SCM435/SCM420)
熱處理 : 齒面高頻淬火
齒面加工 : 磨削
齒輪精度 : 相當(dāng)于JIS N7
只需1 根螺栓即可簡單安裝(縮短作業(yè)時間)。
SSG-R
磨齒直齒輪
模數(shù) : 1.5 – 6
材料 : S45C
熱處理 : 齒面高頻淬火
齒面加工 : 磨削
齒輪精度 : 相當(dāng)于JIS N7
與對應(yīng)減速機系列的安裝孔相匹配。
Nabtesco GH系列用
小齒輪
模數(shù) : 3 – 6(CP10-20)
材料 : S45C(SCM440)
熱處理 : 齒面高頻淬火(調(diào)質(zhì)·齒面高頻淬火)
齒面加工 : 磨削
齒輪精度 : 相當(dāng)于JIS N7(相當(dāng)于N6)
詳細內(nèi)容請參考PDF。
SSAG
磨齒直齒輪
模數(shù) : 1 – 6
材料 : S45C
熱處理 : 齒面高頻淬火 注1
齒面加工 : 磨削
齒輪精度 : JIS N7（詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
經(jīng)過齒面淬火磨削的齒輪，兼顧精度、耐磨性和成本的產(chǎn)品。齒部以外可以進行追加工。
KS
調(diào)質(zhì)直齒輪
模數(shù) : 1.5 – 5
材料 : SCM440
熱處理 : 調(diào)質(zhì)
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : JIS N8（詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
經(jīng)過調(diào)質(zhì)的齒輪，彎曲強度優(yōu)良，可以追加齒面淬火處理。推薦用于KRF齒條的小齒輪。
SSS
直齒輪軸
模數(shù) : 1、 1.5
材料 : S45C（詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
熱處理 : 調(diào)質(zhì) 注2 （詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : JIS N8 注3
經(jīng)過調(diào)質(zhì)的帶軸齒輪。
SS
直齒輪
模數(shù) : 0.5 – 10
材料 : S45C
熱處理 : 詳細內(nèi)容請參考PDF文件
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : JIS N8 注3 （詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
價格低，產(chǎn)品陣容豐富，可以追加齒面淬火處理。
SSA
直齒輪
模數(shù) : 1 – 5
材料 : S45C
熱處理 : 詳細內(nèi)容請參考PDF文件
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : JIS N8 注3 （詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
價格低，產(chǎn)品陣容豐富，可以追加齒面淬火處理。
SSY
直齒輪
模數(shù) : 0.8, 1
材料 : S45C
熱處理 : 詳細內(nèi)容請參考PDF文件
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : JIS N8 注3 （詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
齒寬較窄的齒輪。適合輕負荷用途。
SUS / SUSA
不銹鋼直齒輪
模數(shù) : 1 – 4
材料 : SUS303
熱處理 : –
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : JIS N8（詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
不銹鋼材質(zhì)的高防銹性齒輪。
SUSF
F 快鎖直齒輪
模數(shù) : 0.5、 1
材料 : SUS303
熱處理 : –
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : JIS N8 注3 （詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
不銹鋼材質(zhì)的高防銹性齒輪?？梢酝ㄟ^摩擦連接簡單安裝。
DSF
F 快鎖直齒輪
模數(shù) : 0.5、 1
材料 : 聚縮醛 (輪轂部SUS303)
熱處理 : –
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : JIS N10 注3 （詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
聚縮醛材質(zhì)的齒輪?？梢酝ㄟ^摩擦連接簡單安裝。
NSU
鋼芯塑料直齒輪
模數(shù) : 1 – 3
材料 : MC602ST (輪轂部S45C)
熱處理 : –
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : JIS N9（詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
強化尼龍材質(zhì)的齒輪與鋼制輪轂融接固定，可以實現(xiàn)可靠的連接。
PU
鋼芯塑料直齒輪
模數(shù) : 1 – 2
材料 : MC901 (輪轂部SUS303)
熱處理 : –
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : JIS N9（詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
尼龍材質(zhì)的齒輪與不銹鋼輪轂融接固定，可以實現(xiàn)可靠的連接。
PS / PSA
塑料直齒輪
模數(shù) : 1 – 3
材料 : MC901
熱處理 : –
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : 相當(dāng)于JIS N9
尼龍材質(zhì)的齒輪，可在無潤滑狀態(tài)下使用。
DS
注塑成型直齒輪
模數(shù) : 0.5 – 1
材料 : Duracon (R)(M90-44) 注4
熱處理 : –
齒面加工 : 注塑成型
齒輪精度 : 相當(dāng)于JIS N12（詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
注塑成型的低價格齒輪。適合輕負荷用途。
BSS
直齒輪
模數(shù) : 0.5 – 1
材料 : 快削黃銅(C3604)
熱處理 : –
齒面加工 : 切削
齒輪精度 : JIS N8 注3 （詳細內(nèi)容請參考PDF文件）
黃銅制齒輪，加工性能優(yōu)良。
[注1]模數(shù)1以下為調(diào)質(zhì)處理產(chǎn)品。齒面沒有經(jīng)過淬火處理。
[注2]模數(shù)1 (SA形狀)的產(chǎn)品, 材料未經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。
[注3]模數(shù)1以下的產(chǎn)品精度是與表記精度相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。
[注4]“DURACON(R)”為POLYPLASTICS株式會社在日本和其他國家的注冊商標。
模數(shù)
簡單地說，齒輪術(shù)語 “模數(shù)” 代表輪齒的大小。輪齒越大，傳動能力越強。顯而易見，相嚙齒輪必須模數(shù)相同。
在這里，我們以直齒輪為例，對齒輪技術(shù)方面的問題再做一些更詳細的說明。正如前面已經(jīng)提到 ，模數(shù)是表示齒輪的輪齒大小的一個單位。這個模數(shù)與圓周率 (π) 的乘積即為齒距(順便提一句，齒輪的齒距是指相鄰兩齒之間的距離)。此外，模數(shù)還被定義為分度圓直徑除以齒數(shù)的商。全齒高輪齒從分度圓直徑到齒頂圓直徑的距離(齒頂高)等同于模數(shù)值。
除使用模數(shù)表示輪齒大小外，還有CP(周節(jié))和DP(徑節(jié))。CP主要使用在進給定位系統(tǒng)，DP是以英制單位為基準的齒輪單位。國際上，最為普及的是模數(shù)齒輪。近年，就是在廣泛使用DP的美國，被稱為公制齒輪的模數(shù)單位齒輪也變得越來越普及了。標準化齒輪的大多數(shù)都是模數(shù)或DP為單位的齒輪。被列于KHK標準齒輪行列中的CP單位齒輪，一般很難在標準齒輪行列中看到。另外，模數(shù)和CP為單位的齒輪是值越大，輪齒尺寸也越大。而DP單位齒輪相反，值越大，輪齒越小。
由于簡單和容易理解，一般的齒輪技術(shù)書籍或供應(yīng)商提供的齒輪技術(shù)資料中，這部分的說明都是以直齒輪為例加以說明。我們也是同樣，在本網(wǎng)站以直齒輪為例，對技術(shù)部分做進一步的解說。也請大家參考這些說明。
塑料直齒輪
作為塑料直齒輪的材料，一般采用被稱為工程塑料的聚縮醛(POM)或MC尼龍即聚酰胺樹脂。此外還有U-PE和PEEK。
另外，使用環(huán)境的溫差大，齒輪的直徑大，鍵槽負載大等情況下，采用S45C或不銹鋼輪轂。一般輪轂與輪齒部分使用螺釘連接固定。如果這兩個部分無法用螺釘連接在一起時，可以將兩部分融接在一起，融接直齒輪就是這種形式。KHK的融接直齒輪，融接面的強度高于輪齒強度。
塑料齒輪的特點是輕量，不生銹和靜音，擠壓成型加工可以大量低成本生產(chǎn)，與金屬制齒輪配合使用時不需要潤滑等。但同時也具有強度低，容易蓄熱，與金屬制齒輪相比側(cè)隙及尺寸變化大等需要注意的弱點。還有，塑料直齒輪尺寸變化的程度根據(jù)耐溫性，吸水性及耐藥性而不同。
塑料齒輪的用途，主要是使用在食品加工機械，家用電器，化學(xué)，玩具，醫(yī)療機械等各種不同行業(yè)。
KHK塑料直齒輪的彎曲強度計算使用了 “路易斯方程式” 。關(guān)于齒面強度的計算遵循MC尼龍制造商的說明，不做另行考慮。
KHK塑料直齒輪系列 : PS, PSA, DS, NSU, PU, DSL
不銹鋼直齒輪
SUS303和SUS304作為齒輪材料被廣泛采用。其中，SUS304是使用最多的不銹鋼材，而SUS303則具有優(yōu)異的被切削性能。
不銹鋼直齒輪材料除剛剛提到的SUS303和SUS304以外，一般還有以下材料被使用。
奧氏體不銹鋼
SUS303, SUS304, SUS403
可氮化處理的不銹鋼。但是，因為氮化層很薄，所以對氮化不銹鋼齒輪不能進行齒面研磨加工。
馬氏體不銹鋼
SUS420J, SUS440C, SUS403
可高頻淬火的不銹鋼。齒面研磨齒輪經(jīng)常使用這類材料做硬化處理。
析出硬化不銹鋼
SUS630, SUS631
這類材料可進行析出硬化熱處理。通常硬化處理后做齒面研磨加工。
不銹鋼直齒輪的最大特點就是防銹性能。因此，不銹鋼直齒輪經(jīng)常會使用在食品機械，化學(xué)及醫(yī)藥機械這些懼怕生銹的地方。例如：如果使用一對普通的塑料直齒輪，因為齒輪蓄熱，引起齒輪尺寸變化導(dǎo)致輪齒側(cè)隙減小。因此，我們建議一對齒輪中一方換成不銹鋼齒輪，避免因為蓄熱造成的側(cè)隙減少。
KHK不銹鋼直齒輪系列 : SUS, SUSA, SUSL