【正文】 評分項目 分值 得分 評價內涵 工作 表現 20% 01 學習態(tài)度 6 遵守各項紀律，工作刻苦努力，具有良好的科學工作態(tài)度。 第 17周：撰寫課程設計說明書，并進行修改、完善，提交設計說明書。報告格式請參照“畢業(yè)論文（設計）”格式。 （ 2）分析熱處理過程中可能出現的缺陷，針對這些缺陷提出預防措施或補救措施。 攀枝花學院 學生課程設計（論文） 題 目： 40Cr 鋼機床齒輪的熱處理工藝設計 學生姓名： X X X 學 號： 202111102XXX 所在院 (系 )： 材料工程學院 專 業(yè)： 20XX級材料成型及控制工程 班 級： 20XX 材料成型及控制工程 1 班 指 導 教 師： X X X 職稱： 講 師 2021 年 12 月 28 日 攀枝花學院教務處制 攀枝花學院本科學生課程設計任務書 題 目 40Cr 鋼機床齒輪的熱處理工藝設計 課程設計的目的 使學生了解、設計 40Cr鋼機床齒輪的熱處理工藝，融會貫通相關專業(yè)課程理論知識，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識、分析問題和解決問題的能使學生了解、設計 40Cr 鋼機床齒輪的熱處理工藝，融會貫通相關專業(yè)課程理論知識，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識、分析問題和解決問題的能力。 課程設計的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等） 內容 ： （ 1）明確設計任務（包括 用途、服役條件及性能要求） （ 2）繪出熱處理件零件圖 （ 3）給出設計方案 （ 4）寫出設計說明 （ 5）設計質量檢驗項目 （ 6）設計熱處理工藝卡片 （ 7） 40Cr鋼機床齒輪的熱處理缺陷及預防或補救措施 要求： （ 1）通過查找資料充實、完善各項給定的設計內容。 （ 3）提交設計說明書（報告）， 2 千字以上。 主要參考文獻 [1] 夏立芳主編 . 金屬熱處理工藝學 . 哈爾濱 : 哈爾濱工業(yè)大學出版社 , 2021 [2] 中國機械工程學會熱處理分會．熱處理工程師手冊［Ｍ］．機械工業(yè)出版社． 2021．第一版 . [3] 張玉庭主編．熱處理技師手冊［Ｍ］．機械工業(yè)出版社． 2021．第一版 [4] 中國機械工程學會熱處理學會．熱處理手冊［Ｍ］．機械工業(yè)出版社． 2021．第三版 . 課程設計工作進度計劃 第 16周：對給定題目進行認真分析，查閱相關文獻資料，做好原始記錄。 指導教師 （簽字） 日期 年 月 日 教研室意見： 年 月 日 學生 （簽字） ： 接受任務時間： 年 月 日 注： 任務書由指導教師填寫。 02 科學實踐、調研 7 通過實驗、試驗、查閱文獻、深入生產實踐等渠道獲取與課程設計有關的材料。 能力 水平 35% 04 綜合 運用知識的能力 10 能運用所學知識和技能去發(fā)現與解決實際問題，能正確處理實驗數據，能對課題進行理論分析，得出有價值的結論。 06 設計（實驗）能力，方案的設計能力 5 能正確設計實驗方案，獨立進行裝置安裝、調試、操作等實驗工作，數據正確、可靠；研究思路清晰、完整。 08 對計算或實驗結果的分析能力（綜合分析能力、技術經濟分析能力） 10 具有較強的數據收集、分析、處理、綜合的能力。 10 設計說明書（論文）質量 30 綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結論嚴謹合理；實驗正確，分析處理科學。 成績 指導教師評語 指導教師簽名： 年 月 日 攀枝花學院本科課程設計（論文） 摘要 1 摘 要 本課設計了 40Cr 鋼機床齒輪的熱處理工藝設計。通過各種不同的工藝過程進行恰當的處理可以獲得各種性能良好的材料并且滿足各項性能的要求。主要目的是為了獲得 一定的硬度，便于鋼坯的切削加工，為調質做好組織準備。通過調質處理，得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織，使齒面有足夠的硬度和耐磨性，芯部有一定的強度和韌性。齒面各點都有相對滑動，會產生磨損。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。 另外 40Cr 調質鋼滿足材料的工藝性能。齒輪的制造要經過鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工 ,因此選 40Cr 調質鋼。 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。 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。 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，會使工作齒面產生接觸疲勞破壞。 ③齒輪工作時，兩齒面相對運動，會產生摩擦力。 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。最常見的是彎曲疲勞折斷、過載折斷。如果輪齒的交變應力超過了材料的疲勞極限 ,在齒根圓角處將產生疲勞裂紋 ,隨著裂紋不斷擴展。 ,在接觸應力的反復作用下，會使工作齒面產生接觸疲勞破壞，因此齒輪應具有高強度和較高的韌性。 ，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。 鋼種材料 40Cr 鋼為中碳合金鋼，有較高的力學性 能和工藝性能，應用十分廣泛。 ②組織均勻性好，減少了裂紋在局部薄弱地區(qū)形成的可能性，可以保證有良好的塑性和韌性。 根據以上特點可知：經調質熱處理的 40Cr 中碳合金結構鋼表面除具有高硬度，高耐磨性外，還具有高的疲勞強度，高溫下的強度，還 能使心部具有高的強度和韌性，從而滿足機床齒輪的質量要求。 A 鋼屬于低碳鋼，其成分 [1]如下表 . 表 A 鋼的化學成分（質量分數， %） C Mn P S Cr Ni Cu Si ～ ～ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ～ 成分分析： Mn 是良好的脫氧劑和脫硫劑。 Mn 和 Fe 形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度，經固溶處理后有良好的韌性，當受到沖擊而變形時，表面層將因變形而強化，具有高的耐磨性；同時又是碳化物形成元素，進入滲碳體中取代一部分鐵原子。硅能提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈服比 (σs/σb),以及疲勞強度和疲勞比 (σ1/σb)等。 40Cr 鋼屬于中碳鋼，其成分如下表 1 表 1 40Cr鋼的化學成分（質量分數， %） C Mn Cr Si P S Ni Cu ～ ～ ～ ～ ≤ ≤ ≤ ≤ 成分分析： Cr 與鐵形成連續(xù)固溶體，縮小奧氏體相區(qū)城。提高鋼的強度和硬度．時加入其他合金元素時，效果較顯著。它能消除或減弱由于硫所引起的鋼的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能。 Si 能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強度。硅能促使鐵素體晶粒粗化，降低矯頑力。 具體熱處理 40Cr 鋼的熱處