【正文】 ..........................................................4 工作條件 .....................................................................................................4 失效形式 .....................................................................................................4 性能要求 .....................................................................................................4 鋼種材料 ................................................................................................................5 設計說明 ........................................................................................................................6 機床齒輪零件圖 ....................................................................................................6 加工工藝流程 ........................................................................................................6 具體熱處理工藝 ....................................................................................................7 預備熱處理 工藝 .........................................................................................7 淬火 +高溫回火熱處理 工藝 .......................................................................8 物理性質 ...................................................................................................10 質量檢驗及標準 ..........................................................................................................11 分析與討論 ..................................................................................................................12 結束語 ..........................................................................................................................15 熱處理工藝卡片 及參考文獻 ......................................................................................16 攀枝花學院本科課程設計（論文） 1 設計任務 3 1 設計任務 設計任務 40Cr 鋼機床齒輪的熱處理工藝設計 設計的技術要求 齒輪在嚙合時齒面接觸處有接觸應力，齒根部有最大彎曲應力，可能產(chǎn)生齒面或齒體強度失效。齒面各點都有相對滑動，會產(chǎn)生磨損。齒輪主要的失效形式有齒面點蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。因此要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強度和韌性。 材料為 40Cr 調質鋼的齒輪，當 840860℃油淬， 540620℃回火時，調質硬度可達 2832HRC，可改善組織、提高綜合機械性能；當 860880℃油淬， 240— 280℃回火時，硬度可達 4651HRC，則鋼的表面耐磨性能好，芯部韌性好，變形??；當 500560℃氮化處理，氮化層 時，硬度可達 5254HRC，則鋼具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲勞強度，較高的抗蝕性和抗膠合性能且變形極小；當通過電鍍或表面合金化處里后，則可改善齒輪工作表面摩擦性能，提高抗腐蝕性能。 另外 40Cr 調質鋼滿足材料的工藝性能。材料的 工藝性能是指材料本身能夠適應各種加工工藝要求的能力。齒輪的制造要經(jīng)過鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工 ,因此選 40Cr 調質鋼。 40Cr 調質鋼淬透性好、強度高，但鍛造、切削加工性能較差，可以通過改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途經(jīng)來改善材料的工藝性能。 攀枝花學院本科課程設計（論文） 2 設計方 案 4 2 設計方案 機床齒輪的分析 齒輪用于機械裝置中功率的傳遞與速度的調節(jié) ,在機床中不僅有著重要的作用 ,而且用量相當大。因此為獲得理想的組織與性能，保證機床齒輪在生產(chǎn)過程中的質量穩(wěn)定性和使用壽命，就必須從工件特點﹑要求和技術條件，認真分析機床齒輪在 使用過程中的受力狀況和可能失效形式，正確選擇材料。 機床齒輪的工作條件很復雜，具體條件如下： ①齒輪工作時 ,從嚙合點到齒根的整個齒面上均受脈動的彎曲應力作用，而在齒根危險斷面上造成最大的彎曲應力。在脈動彎曲應力作用下，可是齒輪產(chǎn)生彎曲疲勞破壞，破壞形式是斷齒。 ②齒輪工作時，通過齒面的接觸傳遞動力 ,在接觸應力的反復作用下，會使工作齒面產(chǎn)生接觸疲勞破壞。破壞形式主要有麻點剝落與硬化層剝落兩種。 ③齒輪工作時，兩齒面相對運動，會產(chǎn)生摩擦力。 ④齒輪工作時，還會承受強烈的沖擊載荷。 失效形式 機床齒輪的主要失效形式為齒面點蝕和輪齒折斷。 齒面點蝕。齒輪傳動過程中，齒輪接觸面上各點的接觸應力呈脈動循環(huán)變化，經(jīng)過一段時間后，會由于接觸面上金屬的疲勞而形成細小的疲勞裂紋，裂紋的擴展造成金屬剝落，形成點蝕。 輪齒折斷。最常見的是彎曲疲勞折斷、過載折斷。輪齒受力后 ,在齒根部產(chǎn)生的彎曲應力最大 ,且在齒根過渡圓角處有應力集中。如果輪齒的交變應力超過了材料的疲勞極限 ,在齒根圓角處將產(chǎn)生疲勞裂紋 ,隨著裂紋不斷擴展。 性能要求 ，在脈動彎曲應力作用下， 可是齒輪產(chǎn)生彎曲疲勞破壞，因此機床齒輪應具有高的疲勞極限和高的抗彎強度。 ,在接觸應力的反復作用下，會使工作齒面產(chǎn)生接觸疲勞破壞，因此齒輪應具有高強度和較高的韌性。 ，兩齒面相對運動，會產(chǎn)生摩擦力，因此齒輪應具有高的攀枝花學院本科課程設計（論文） 2 設計方 案 5 耐磨性。 ，還會承受強烈的沖擊載荷，因此齒輪應具有抗多次沖擊的能力。 ，會摩擦生熱，使齒輪在較高的溫度環(huán)境下工作，因此齒輪應具有一定的高溫下的高強度和精度。 鋼種材料 40Cr 鋼為中碳合金鋼，有較高的力學性 能和工藝