推荐-汽车发动机齿轮材料的选择及工艺设计课程设计 精品
齿轮机械设计课程设计
齿轮机械设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解齿轮机械设计的基本原理，掌握齿轮的分类、结构及工作原理。
2. 学生能了解齿轮材料的选择、热处理及其对机械性能的影响。
3. 学生掌握齿轮的几何参数计算、强度校核方法，并能运用相关公式进行简单齿轮设计。
技能目标：1. 学生能运用CAD软件进行齿轮的二维和三维图形绘制，提高实际操作能力。
2. 学生能运用计算软件进行齿轮参数的运算和强度校核，提高计算分析能力。
3. 学生通过课程设计实践，提高团队合作、问题解决和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械设计学科的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 学生通过齿轮机械设计课程设计，认识到齿轮在工程实际中的应用价值，培养工程意识。
3. 学生在团队合作中，学会尊重他人、沟通协作，培养良好的团队精神和职业道德。
课程性质分析：本课程为机械设计及相关专业高年级课程，旨在通过齿轮机械设计实践，使学生掌握齿轮设计的基本知识和技能，培养实际工程应用能力。
学生特点分析：学生已具备一定的机械基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，但缺乏实际工程设计和操作经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过课程目标分解，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
后续教学设计和评估将以此为基础，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 齿轮基本概念及分类：介绍齿轮的基础知识，包括齿轮的定义、分类及用途，重点讲解直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮的结构特点及工作原理。
关联教材章节：第一章 齿轮传动概述。
2. 齿轮材料与热处理：分析齿轮材料的选用原则，介绍常用齿轮材料及其热处理方法，探讨热处理对齿轮性能的影响。
关联教材章节：第二章 齿轮材料及热处理。
3. 齿轮几何参数计算：讲解齿轮的主要几何参数，包括模数、齿数、压力角等，并通过实例演示齿轮几何参数的计算方法。
关联教材章节：第三章 齿轮几何参数设计。
齿轮的加工工艺课程设计
齿轮的加工工艺课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解齿轮加工的基本工艺流程，掌握齿轮加工的主要工艺参数；2. 掌握齿轮的材料、热处理及其对齿轮性能的影响；3. 理解齿轮精度、齿面质量等评价标准及其对齿轮性能的作用。
技能目标：1. 能够分析齿轮加工工艺中可能出现的问题，并提出合理的解决方案；2. 能够运用所学知识，进行齿轮加工工艺的设计和优化；3. 能够熟练操作齿轮加工设备，完成齿轮的加工任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱机械制造，关注齿轮加工工艺发展的积极态度；2. 增强学生的工程意识，认识到齿轮加工工艺在机械制造业中的重要性；3. 培养学生严谨、细致、团结协作的工作作风，提高学生的职业素养。
本课程针对高年级学生，结合齿轮加工工艺的学科特点，强调理论知识与实际操作相结合。
通过本课程的学习，使学生不仅掌握齿轮加工的基本理论知识，而且能够将所学知识应用于实际操作中，提高学生的实践能力和创新能力。
课程目标明确，可衡量，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 齿轮加工工艺概述- 齿轮加工的基本概念、分类及发展趋势- 齿轮加工工艺流程及其在机械制造中的应用2. 齿轮材料及热处理- 齿轮常用材料及其性能特点- 齿轮热处理工艺及其对性能的影响3. 齿轮加工工艺参数- 齿轮加工过程中的主要工艺参数及其作用- 各类齿轮加工工艺参数的选取原则4. 齿轮加工方法- 齿轮的车削、铣削、磨削加工方法- 齿轮的精密加工和特种加工方法5. 齿轮精度与齿面质量- 齿轮精度等级及其评价标准- 齿面质量对齿轮性能的影响6. 齿轮加工工艺设计与优化- 齿轮加工工艺设计原则及方法- 齿轮加工工艺优化案例分析7. 齿轮加工设备与操作- 常用齿轮加工设备的功能、结构及工作原理- 齿轮加工设备的操作方法及注意事项教学内容根据课程目标进行选择和组织，保证科学性和系统性。
教学大纲明确，涵盖齿轮加工工艺的各个方面，包括概述、材料热处理、工艺参数、加工方法、精度质量、工艺设计与优化以及设备操作等，与教材章节相对应，便于教学实施和进度安排。
汽车发动机的曲轴材料的选择及工艺设计
汽车发动机的曲轴材料的选择及工艺设计1. 引言汽车发动机是汽车的核心部件之一，曲轴作为发动机的重要组成部分，对发动机的性能和可靠性具有重要影响。
选择合适的曲轴材料和设计合理的工艺对于发动机的性能提升和寿命延长至关重要。
2. 曲轴材料的选择曲轴材料的选择需要考虑以下几个方面：2.1 强度和刚度曲轴作为发动机的核心转动部件，需要具备足够的强度和刚度，以承受高速旋转和扭转力。
常用的曲轴材料有钢铁、铝合金和钛合金。
2.2 耐磨性和耐腐蚀性曲轴在工作过程中会受到磨损和腐蚀的影响，因此需要选择具有良好耐磨性和耐腐蚀性的材料。
钢铁和钛合金具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。
2.3 密度和重量曲轴的密度和重量对发动机的整体重量和平衡性有影响。
铝合金具有较低的密度和轻量化的优势，可以降低发动机的整体重量。
2.4 成本和可加工性曲轴材料的选择还需要考虑成本和可加工性。
钢铁是常用的曲轴材料，成本相对较低且易于加工。
3. 曲轴的工艺设计曲轴的工艺设计需要考虑以下几个方面：3.1 曲轴的结构设计曲轴的结构设计需要满足发动机的工作要求和空间限制。
曲轴的结构包括曲柄、连杆和偏心轴等部分，需要合理设计以实现发动机的正常工作和高效能。
3.2 曲轴的热处理曲轴的热处理是提高曲轴强度和耐磨性的重要工艺步骤。
常用的热处理方法包括淬火、回火和表面渗碳等，可以提高曲轴的硬度和耐磨性。
3.3 曲轴的加工工艺曲轴的加工工艺需要考虑到曲轴的复杂形状和高精度要求。
常用的加工工艺包括车削、磨削和磨齿等，可以实现曲轴的精确加工和高质量要求。
3.4 曲轴的平衡设计曲轴的平衡设计是提高发动机平稳性和减少振动的重要环节。
通过合理的平衡设计，可以降低曲轴和发动机的振动和噪音，提高发动机的工作效率和舒适性。
4. 总结汽车发动机的曲轴材料的选择及工艺设计对于发动机的性能和可靠性具有重要影响。
合理选择曲轴材料，结合适当的工艺设计，可以提高曲轴的强度、耐磨性和耐腐蚀性，同时降低发动机的重量和振动，实现发动机的高效能和长寿命。
汽车凸轮轴齿轮高分子材料选择与加工
汽车凸轮轴齿轮高分子材料选择与加工作者**〔单位某某汽车工业学院〕摘要汽车材料的选择是机械设计与制造工作中重要的根底环节，自始至终地影响整个设计过程。
本文旨在探索制作汽车凸轮轴齿轮更好的高分子材料，并说明汽车凸轮轴齿轮材料成型的过程和未来开展的前景。
主要从使用性能、工艺性能、经济性、可靠性、环境影响方面，通过全面的具体的分析，合理地确定了制作汽车凸轮轴齿轮的相对更好的材料，最终塑料化后的凸轮轴齿轮以价格廉价、容易成型以与研究结果较为成熟等特点被确定为作为制作凸轮轴齿轮的高分子材料。
另外对如何提高所选材料的性能，通过查阅大量资料，给出了具体的工艺流程。
同时就汽车凸轮轴齿轮的未来前景方面，给出了较多的较为实际思路。
最后给出如何在本国更好地开展给了几点建议。
英文摘要Automobile materials selection and application is the foundation of mechanical design and manufacturing work of important link, affect the whole design process from beginning to end.This article aims to explore the production of Car camshaft gearspolymer materials and describes the Car camshaft gearsmaterial molding process and the prospects for future development. Mainly from the use of performance, process performance, economy, reliability, environmental impact, Plastic which is cheap, easy to shape and who's results more mature is determined for as production Car camshaft gearspolymer materials through a prehensive analysis, reasonably determine the relatively better materials for the production of Car camshaft gears. And the article gives the specific process on how to improve the performance of the selected materials according to large amounts of data. The future prospects of the Car camshaft gearsat the same time, more is more practical ideas. Finally, The article gives a few suggestionsto better develop Plastic resin in the country.关键词汽车凸轮轴齿轮；PF+GF；塑料化；高分子材料1、背景介绍传统的汽车零部件均为钢或其他金属材质，随着汽车工业的开展迫切需要新型材料来代替钢材，以减轻车身重量、节能，提高舒适和美观程度。
齿轮的选择
随着汽车行业的不断发展，对汽车齿轮等零件的质量和性能要求越来越严格，其中热处理工艺作为获得汽车齿轮等零件所要求的强度、韧性、抗疲劳性，实现更安全可靠的重要技术手段，广泛应用于汽车等行业。
一、汽车齿轮常见的热处理工艺
为了使汽车齿轮零件在使用过程中获得较高的硬度，较好的耐磨性和抗疲劳性，常采用热处理工艺来增加汽车齿轮零件的使用性能，其中需要热处理的齿轮有汽车驱动桥的差速器齿轮，变速箱齿轮，发动机齿轮等。
2)调质的应用范围：调质后的工件即在保持较高的强度的同时又具有很好的塑性和韧性，较好的耐磨性，抗弯曲性能。常用于各种机器和机构的结构件，如轴类、连杆、螺栓、齿轮等，在机床、汽车和拖拉机等制造工业中用得很普遍。尤其是对于重型机器制造中的大型部件，调质处理用得更多。
(3)渗碳
1)渗碳的定义：是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。
以下简单介绍一下非金属粘合剂立方氮化硼刀具精加工汽车齿轮的刀具牌号及切削参数。
四、非金属粘合剂立方氮化硼刀具精加工汽车齿轮的刀具牌号及切削参数
我国针对精加工汽车齿轮研制出三种非金属粘合剂立方氮化硼刀具，分别是 牌号立方氮化硼刀片，牌号立方氮化硼刀片和牌号立方氮化硼刀片。其中 牌号和牌号属于焊接式立方氮化硼刀具，立方氮化硼刀具 牌号适合连续加工齿轮工况，立方氮化硼刀具牌号适合中等断续加工齿轮的工况(齿轮端面有油孔或内孔中有槽)，牌号属于整体式立方氮化硼刀具，不仅可精加工汽车齿轮，还可加工大型变形齿轮齿面，不仅硬度高，耐磨性和抗冲击性兼具，而且加工大型变形齿轮齿面不崩刀。具体切削参数见下表。
汽车齿轮课程设计
J I A N G S U U N I V E R S I T Y金属材料综合课程设计(化学热处理)汽车齿轮的热处理工艺设计学院名称：材料科学与工程学院专业班级：金属1302学生姓名：钱振学号： 3130702063指导教师姓名：邵红红，纪嘉明2017年 1 月汽车齿轮的热处理工艺设计指导老师姓名：邵红红纪嘉明1 汽车齿轮零件图图 1 汽车齿轮2 服役条件及提出的性能要求和技术指标2.1 服役条件汽车齿轮主要作用是传递动力、改变运动方向。
汽车齿轮的工作条件比机床要繁重得多，它们经常在较高的载荷下工作，磨损比较大。
在汽车运行中由于齿根会经常受着突然变载的冲击载荷以及周期变动的弯曲载荷，会造成齿轮的脆性断裂或者弯曲疲劳破坏。
齿轮的工作面承受压应力及摩擦力也比较大，由于经常换挡，齿的端部经常受到冲击，也会造成齿轮的端部破坏。
2.2 失效形式主要失效形式为疲劳断裂，表面损伤和磨损失效。
①疲劳断裂。
齿轮在应变力和摩擦力的长期作用下，导致齿轮点面接疲劳断裂。
其产生是由于当齿轮受到弯曲应力超过其持久极限就出现疲劳破坏而超过材料抗弯强度，就造成断裂失效；②表面损伤。
a点蚀：是闭合齿轮传动中最常见的损坏形式，点蚀进一步发展，表现为蚀坑至断裂；b硬化层剥落：由于硬化层以下的过渡区金属在高接触应力作用下产生塑性变形，使表面压应力降低，形成裂纹造成碳化层剥落。
③磨损失效a摩擦磨损：汽车、拖拉机上变速齿轮属于主载荷齿轮，受力比较大，摩擦产生热量较大，齿面因软化而造成塑性变形，在齿轮运转粘结而后又被撕裂，造成齿面摩擦磨损失效。
b磨粒磨损：外来质点进入相互啮合的齿面间，使齿面产生机械擦伤和磨损，比正常磨损的速度来得更快。
2.3 性能要求根据汽车齿轮的服役条件和失效形式，大致上讲，应主要满足齿轮材料所需的机械性能、工艺性能和经济性要求三个方面：（1）满足齿轮材料的机械性能①由于传递扭矩，齿根要求较大的弯曲应力和交变应力，因此要求表面高硬度、高耐磨性；②由于齿轮转速变化范围广，齿轮表面承受较大的接触应力，并在高速下承受强烈的摩擦力，齿轮在交变力的作用下，长时间工作可能发生疲劳断裂，齿面在强摩擦作用下可能发生磨损和点蚀现象，因此要求齿面有高的接触疲劳强度；③由于工作时不断换挡，齿轮之间经常要承受换挡造成的冲击与碰撞，齿轮心部韧性过低时，在冲击作用下可能发生断裂，因此要求齿根高的弯曲强度（σb ＞1000Mpa ）；齿轮心部较高强度、高韧性（ak ＞60 J/cm ）。
汽车发动机的曲轴材料的选择及工艺设计
汽车发动机的曲轴材料的选择及工艺设计一、引言汽车发动机是汽车的核心部件之一，而曲轴是发动机中最重要的零部件之一。
曲轴作为发动机的重要部件，负责将活塞运动转化为旋转运动，从而驱动汽车前进。
曲轴材料的选择及工艺设计对于发动机性能和寿命有着至关重要的影响。
二、曲轴材料选择1. 铸钢铸钢是一种常用的曲轴材料，其具有良好的可锻性和韧性，并且可以通过热处理来提高强度和硬度。
铸钢曲轴具有较高的耐磨性和抗疲劳性能，适用于高负荷和高速运转环境下使用。
但是铸钢曲轴也存在缺陷，如易产生疏松、气孔等缺陷。
2. 锻造钢锻造钢是另一种常用的曲轴材料，其具有较高的强度和硬度，并且可以通过调节合金元素来改善其性能。
锻造钢曲轴具有优良的抗疲劳性能和耐腐蚀性能，适用于高负荷和高速运转环境下使用。
但是锻造钢曲轴也存在缺陷，如易产生内部缺陷、裂纹等问题。
3. 铸铁铸铁曲轴是一种经济实用的曲轴材料，其具有较高的耐磨性和抗疲劳性能，并且可以通过热处理来提高其硬度。
但是铸铁曲轴也存在缺陷，如易产生疏松、气孔等缺陷，并且强度和韧性较低。
4. 铝合金铝合金曲轴是一种新型的曲轴材料，其具有较低的密度和优良的导热性能，在减少发动机重量方面具有优势。
但是铝合金曲轴也存在缺陷，如易产生腐蚀、氧化等问题，并且强度和耐磨性较低。
三、曲轴工艺设计1. 热处理热处理是提高曲轴强度和硬度的常用方法之一。
通过调整加热温度和保温时间等参数，可以使材料达到所需的组织结构和性能。
常用的热处理方法包括淬火、回火、正火等。
2. 精密加工精密加工是保证曲轴精度和表面质量的重要措施之一。
通过精密加工可以提高曲轴的圆度、直线度和平面度等指标，从而保证发动机运转的稳定性和性能。
3. 表面处理表面处理是提高曲轴耐磨性和抗腐蚀性的重要手段之一。
常用的表面处理方法包括镀铬、喷涂等，可以有效地提高曲轴表面硬度和耐磨性，并且防止腐蚀和氧化等问题。
4. 动平衡动平衡是保证曲轴运转平稳的重要手段之一。
汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺
汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺汽车齿轮是汽车传动系统中的重要组成部分，其质量直接影响汽车的性能和寿命。
因此，汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺是汽车制造中的重要问题。
首先，汽车齿轮材料的选择应考虑以下几个方面：1.强度和硬度：汽车齿轮需要承受较大的载荷和磨损，因此需要具有较高的强度和硬度。
2.韧性：汽车齿轮在工作过程中需要承受冲击和振动，因此需要具有较好的韧性，以避免断裂和裂纹的产生。
3.耐磨性：汽车齿轮需要长时间工作，因此需要具有较好的耐磨性，以延长使用寿命。
4.加工性能：汽车齿轮需要经过精密加工，因此需要具有较好的加工性能，以保证加工精度和表面质量。
基于以上考虑，常用的汽车齿轮材料有以下几种：1.碳素钢：碳素钢具有较高的强度和硬度，但韧性较差，容易产生裂纹和断裂。
2.合金钢：合金钢具有较高的强度、硬度和韧性，但加工性能较差，需要采用先进的加工工艺。
3.铸铁：铸铁具有较好的耐磨性和韧性，但强度和硬度较低，适用于低速和中速齿轮。
4.不锈钢：不锈钢具有较好的耐腐蚀性和韧性，但强度和硬度较低，适用于低速和中速齿轮。
其次，汽车齿轮材料的热处理工艺也是影响其性能的重要因素。
常用的热处理工艺有以下几种：1.淬火：淬火可以提高齿轮的硬度和强度，但会降低韧性，容易产生裂纹和断裂。
2.回火：回火可以提高齿轮的韧性和耐磨性，但会降低硬度和强度。
3.正火：正火可以提高齿轮的强度和硬度，同时保持一定的韧性和耐磨性。
4.表面强化：表面强化可以提高齿轮的耐磨性和疲劳寿命，常用的方法有渗碳、氮化和喷涂等。
综上所述，汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺是汽车制造中的重要问题，需要综合考虑材料的强度、硬度、韧性、耐磨性和加工性能等因素，选择合适的材料和热处理工艺，以保证汽车齿轮的性能和寿命。
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专业课程设计任务书姓名：吕永丹班级：材科102设计题目：汽车发动机齿轮材料的选择及工艺设计设计内容：1、根据零件工作原理，服役条件，提出机械性能要求和技术要求。
2、选材，并分析选材依据。
3、制订零件加工工艺路线，分析各热加工工序的作用。
4、制订热处理工艺卡，画出热处理工艺曲线，对各种热处理工艺进行分析，并分析所得到的组织，说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。
5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。
6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。
目录1前言本课程设计了20CrMnTi适用于汽车发动机齿轮的可靠性。
汽车发动机齿轮作为汽车发动机中的重要零部件，其材料是保证其本身工作性能和可靠性的基础。
对发动机齿轮的失效形式分析，其主要承受交变载荷，冲击载荷，剪切应力和接触应力大等，因此对齿轮在材料、精度、强度、耐久性和可靠性等方面提出了更高要求。
20CrMnTi合金钢是一种优良的渗碳钢，有高的淬透性，经渗碳淬火加低温回火后，表面硬度很高，心部强度和塑性，韧性配合很好。
关键词：发动机齿轮，20CrMnTi，锻造，淬火+低温回火2 汽车发动机齿轮工作条件及性能要求2.1 汽车发动机齿轮工作条件发动机和汽车的起动系统、燃油系统、滑油系统、液压系统等主要附件都是由发动机转子通过齿轮传动装置带动的。
在整个行驶过程中，齿轮传动都必须可靠地工作，以保证发动机和汽车所有附件的转速、转向和所需功率符合设计要求。
随着汽车发动机性能和可靠性要求的不断提高，齿轮承受的交变载荷和剧烈冲击载荷在不断增加，所受应力复杂，工况恶劣。
因此，要使齿轮在工作时，从它的失效形式方面的考虑，就必须保证它能在一定的高温环境中工作。
齿轮是机械工业中应用最广泛的重要零件之一。
其主要作用是传递动力，改变运动速度和方向。
是主要零件。
其服役条件如下：齿轮工作时，通过齿面的接触来传递动力。
两齿轮在相对运动过程中，既有滚动，又有滑动。
因此，齿轮表面受到很大的接触疲劳应力和摩擦力的作用。
在齿根部位受到很大的弯曲应力作用；在运转过程中的过载产生振动，承受一定的冲击力或过载；变速齿轮在换档时，端部受冲击，承受一定冲击力；在一些特殊环境下，受介质环境的影响而承受其它特殊的力的作用。
2.2 汽车发动机齿轮的机械性能要求及技术要求根据齿轮的受力情况和失效分析可知 ,齿轮一般都需经过适当的热处理 ,以提高承载能力和延长使用寿命 ,齿轮在热处理后应满足下列性能要求 :①高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度 ( 抗疲劳点蚀 ) 。
②齿面具有较高的硬度和耐磨性。
③齿轮心部具有足够的强度和韧性。
④高的淬透性。
20CrMnTi钢属于合金渗碳钢，有高的淬透性，经渗碳淬火加低温回火后，表面硬度很高，心部强度和韧、塑性配合很好，切削加工性能良好，当硬度为HB260～320时，相对切削加工性为60%～70%。
另外，钢退火后硬度低、塑性好。
为提高发动机齿轮的耐磨性，齿轮开齿后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证齿轮表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性。
对20CrMnTi钢的硬度要求齿面硬度：58～64HRC；心部硬度：ms ≤8mm时，32～45HRC；ms＞8mm时，29～45HRC。
需要进行渗碳，渗碳层深度：ms≤5mm时，0.9～1.3mm；5mm＜ms ＜8mm时，1.0～1.4mm；ms＞8mm时，1.2～2.3 汽车发动机齿轮材料的选择及分析2.3.1 汽车发动机齿轮材料的选择22CrMnMo、20CrMnMoH和20CrMoH钢由于有着较高淬透性而用于中型汽车齿轮。
此类钢可采用渗碳后直接淬火工艺。
由于铬锰钼钢和铬钼钢中含有铬和钼等形成碳化物的元素，在渗碳过程中将促使轮齿表面碳含量增加，容易在渗碳层组织中出现大量碳化物，使渗碳层性能恶化。
因此，齿轮采用铬锰钼钢和铬钼钢渗碳时，宜采用弱渗碳气氛，以防止形成过量碳化物。
22CrMnMo和20CrMnMoH齿轮锻坯正火后在650～670℃进行高温回火处理，金相组织为细片状珠光体+少量铁素体，硬度为171～229HB。
20CrMnH齿轮锻坯最好在连续式等温正火炉中处理，935～945℃加热，640～650℃先预冷后等温，可获得均匀的铁素体+珠光体组织，硬度为156～207HB。
文献指出，20CrMoTi钢冶炼工艺稳定，淬透性带较窄且易于控制，与20CrMnH钢齿轮比较，具有热处理畸变小；渗层有良好、稳定的淬透性；金相组织、渗碳淬火后的表面和心部硬度，均能较好地满足技术要求；疲劳性能好，比较适合汽车中小模数齿轮。
20CrMnTi是典型的中淬透性钢，该钢由于Cr、Mn多元复合合金化的作用，淬透性好，油淬临界直径为40mm左右。
渗碳后淬火回火具有较高耐磨性和抗弯强度以及高的强韧性，特别是良好的低温冲击韧性，钢的渗碳工艺性较好，晶粒长大倾向小，热处理工艺简单，但高温回火时有回火脆性倾向，渗碳后可直接淬火，变形比较小。
20CrMnTi的热加工和冷加工性能较好，正火后硬度为HB180～230，相对切削性能好，并可获得光洁的表面。
一般可用于制造截面在30mm以下的承受高速、中速及重载荷以及冲击和摩擦的重要渗碳零件，如齿轮、齿轮圈、离合器轴、液压马达转子等。
综合考虑齿轮的服役条件，既保证齿轮的疲劳寿命，又减少齿轮的热处理畸变，采用20CrMnTi作为本次课设的汽车发动机齿轮的材料。
2.3.2 汽车发动机齿轮材料的分析成分分析：钢的含碳量可保证形成大量的合金碳化物，淬火加热时，一部分融入奥氏体中，提高其稳定性，同时也使马氏体中的合金元素含量增加，保证其硬度；而未溶的碳化物则起细化晶粒、提高韧性的作用．并提高钢的耐磨性。
Cr是20CrMnTi合金钢中主要的合金元素，它使钢的淬透性大大增加，提高其回火稳定性，并产生二次硬化现象。
钛与碳形成高硬度的碳化物，加热时未溶的碳化物可细化晶粒、提高钢的耐磨性的作用。
锰和硅是炼钢过程中必须加入的脱氧剂，用以去除溶于钢液中的氧。
它还把钢液中的氧化铁还原成铁，并形成氧化锰和二氧化硅。
锰除了脱氧作用外，还有除硫作用，即与钢液中的硫结合成MnS,从而在相当大成度上消除硫在钢中的有害影响。
这些反应产物大部分进入炉渣，小部分残留与钢中，成为非金属夹杂物。
脱氧剂中的锰和硅会有一部分溶于钢液中，冷至室温后即溶于铁素体中，提高铁素体的强度。
硅溶于铁素体中后有很强的固溶强化作用，显著提高钢的强度和硬度。
Ti也是20CrMnTi合金钢中的主要元素。
它的存在提高了钢的强度，而不降低其塑性，改善了钢铁的低温韧性降低了钢铁的临界冷却速度，提高铁的淬透性扩大奥氏体区，是奥氏体化的有效元素，此外其本身具有一定耐蚀性，对一些还原性酸类有良好的耐蚀能力。
3 汽车发动机齿轮加工工艺3.1 汽车发动机齿轮加工工艺流程及各工序作用（1）工艺路线汽车发动机齿轮的制造工序基本上相同，对于不同的钢种，在其热处理时有些许差异。
一般都采用棒料经锻造—粗车—调质—半精车—粗磨基准—开齿（包括插齿、刨齿、滚齿、铣齿等）—磨齿—局部渗碳(渗氮或氰化)—低温回火(渗碳后扩散处理)—淬火—喷丸--精磨基准—磨齿。
（2）各工序作用①锻造的作用：通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。
②正火的作用：用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理；用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理；用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织；用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能；用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向；用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件；过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
③渗碳的作用：是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中，加热到900～950℃的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，心部仍保持原有成分。
相似的还有低温渗氮处理。
这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件获得很高的硬度，提高其耐磨程度。
④淬火的作用：获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械性能。
⑤回火的作用：消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求；稳定组织与尺寸，保证精度；改善和提高加工性能。
⑥喷丸的作用：是把金属毛坯，一般是铸件或锻件放入密闭的喷丸室内，金属颗粒（喷丸）在压力空气的作用下，撞击毛坯表面。
其作用是去除毛坯表面氧化皮，消除毛坯内部应力。
3.2 汽车发动机齿轮具体热处理工艺及分析3.2.1 锻造造齿轮的毛坯经过锻造后获得基本的形状。
锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，已获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。
齿轮的锻造工艺是用棒料镦经切削加工制成的，其纤维组织弯曲呈放射状，所有齿部的正应力都平行于纤维组织的方向，力学性能得到很大的提高。
20CrMnTi合金钢的始锻温度为1180℃，中锻温度为850℃，锻后进行缓慢冷却。
接触疲劳试样由棒料，弯曲疲劳试样从GF 齿圈上截取，改锻成齿轮式样毛坯。
20CrMnTi合金钢的终锻温度为850℃，锻后经880～920℃正火（空冷）和650～780℃退火（炉冷）处理。
3.2.2 正火锻坯等温正火是为消除内应力，改善、细化组织，为后续加做准备，便于切削加工。
①正火温度：正火是将钢加热到Ac3以上30℃～50℃,保温足够的时间后出炉在空气中冷却到室温。
对于一般的齿轮采用正火,正火可以减少碳和其他合金元素的成分偏析;使奥氏体晶粒细化和碳化物的弥散分布,以便在随后的热处理中增加碳化物的溶解量。
由于正火的冷却速度较快,获得细小的片层状渗碳体珠光体,强度、硬度都较高,力学性能较好。
这里选择的正火温度为：加热920～950℃。
②冷却方式：空冷，由于正火的冷却速度较快,获得细小的片层状渗碳体珠光体,强度、硬度都较高,力学性能较好。
然而正火工艺是空冷,对于尺寸较大零件,内外温差大冷却速度不稳定,在连续冷却时,过冷奥氏体在A1-550℃温度范围内分解为珠光体,在550℃-Ms温度范围内,因转变温度较低转变为贝氏体组织(即含碳量具有一定过饱和度的铁素体和分散的渗碳体(或碳化物)的混合物),其特征是过饱和碳的铁素体中分布粒状或长条状的碳化物。