20CrMnTi螺旋锥齿轮加工工艺
20CrMnTi的工艺路线分析
20CrMnTi的工艺路线分析山东科技大学材料科学与工程学院金属材料工程2011-4班郝建（201101130411）20CrMnTi的工艺路线：下料→锻造→正火→机械粗加工→渗碳→淬火+低温回火→机械精加工20CrMnTi（J9：30-42HRC)主要性能特点：为中淬透性低碳钢，具有良好的综合力学性能，低温冲击韧度较高，晶粒长大倾向小，冷热加工性能均较好。
该钢由于Cr、Mn、Ti多元复合合金化的作用，淬透性好油淬临界直径约40mm;渗碳淬火后，具有较高的耐磨性和高的强韧度，特别是低温冲击吸收能量比较高；钢的渗碳工艺性能好，晶粒长大倾向小，可直接淬火，变形也比较小。
其中锰，铬主要作用是提高渗碳钢的淬透性，以使较大尺寸的零件在淬火时芯部能获得大量的板条马氏体组织。
另外还可以改善渗碳层参数。
钛可以组织奥氏体晶粒在高温渗碳时的长大，能细化晶粒。
20CrMnTi钢一般可制造<300mm的高速、中载、受冲击和磨损的重要零件，如汽车、拖拉机变速箱齿轮，离合器轴和车辆上的伞齿轮及主动轴等，其他钢种如20Mn2TiB、20CrMnMo等和20CrMnTi钢相近，有些方面优于20CrMnTi钢。
一 下料下料是指确定制作某个设备或产品所需的材料形状、数量或质量后，从整个或整批材料中取下一定形状、数量或质量的材料的操作过程。
二 锻造锻造是在锻压设备及工(模)具的作用下，使坯料或铸锭产生塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。
锻造方法有自由锻和模锻。
自由锻是利用冲击力或压力使加热好的金属在上、下抵铁之间产生变形。
它适用于单件和小批量生产；特别适于重型、大型锻件生产。
模锻是利用模具使毛坯变形获得锻件的方法。
常用的模锻设备有蒸汽-空气模锻锤、压力机等。
它又分为锤上模锻，胎膜锻，压力机上模锻。
适于小型锻件的成批大量生产。
拔长时的锻造比为y拔=F0/F=L/L0镦粗时的锻造比为y镦=F/F0=H0/H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。
20crmnti的正火工艺
20crmnti的正火工艺
20CrMnTi是一种低合金齿轮钢，适用于制造高强度、高耐磨、高承载能力的齿轮和其他机械零件。
正火工艺是一种通过控制加热和冷却过程来改善钢材的性能的热处理方法。
20CrMnTi的正火工艺一般包括以下步骤：
1. 加热：将20CrMnTi钢材加热到适当的温度。
加热温度一般为840C-860C。
2. 保温：在加热温度下保持一段时间，通常为1小时/25mm材料厚度。
保温时间的长短会影响钢材的晶粒尺寸和组织，从而影响最终的性能。
3. 风冷：将加热保温后的钢材迅速放入冷却容器中进行快速冷却，以使钢材达到正火状态。
冷却速度的快慢会影响钢材的硬度和韧性。
4. 回火：对正火后的钢材进行回火处理，以消除内应力和提高韧性。
回火温度一般为150C-250C，回火时间通常为1小时。
回火温度的选择需要根据具体要求来确定。
经过正火工艺处理后的20CrMnTi钢材具有较好的硬度、强度和耐磨性。
然而，正火工艺的具体参数会因不同的产品要求和生产设备而有所差异，因此在实际应
用中需要进行具体的调整和优化。
20crmnti钢制齿轮喷丸处理的作业
20crmnti钢制齿轮喷丸处理的作业
20crmnti钢制齿轮喷丸处理的作业工艺路线：锻造，正火，加
工齿轮，局部镀铜，渗碳，预冷淬火低温回火，喷丸，磨齿。
为了改善锻造状态的不正常组织，齿轮毛坯在加工前进行正火，以利于切削。
正火后硬度HB170至210，切削性能良好。
渗碳温度920℃左右，渗
碳时间6—8小时，渗碳层厚1.2—1.6mm。
渗碳温度预冷到870至880℃油淬，200℃回火保温2—3小时，性能达到：Rm=1000MPa，Z=50%，KU2=64J。
20crmnti钢制齿轮喷丸处理的作业表层因碳含量较高，在淬火回火后基本上都是回火马氏体，具有较高的硬度和耐磨性，芯部因含Cr、Mn提高了钢的淬透性，在淬火回火后可获得低碳回火马氏
体组织，具有高的强度和韧性。
经过上述处理后，获得的性能能够满足技术要求。
后经喷丸处理清理了表面氧化铁皮又作为一种强化手段，使表面压应力增大，提高抗疲劳性。
主动螺旋锥齿轮材料选择及工艺设计汇总
目录0 前言 (1)1 装载机主动螺旋锥齿轮的服役条件及性能要求 (1)1.1 主动螺旋锥齿轮零件的服役条件 (2)1.2 主动螺旋锥齿轮的性能要求 (2)1.3主动螺旋锥齿轮的技术要求 (6)2 主动螺旋锥齿轮材料的选择 (3)2.1 齿轮材料选择的基本原则 (3)2.2 主动螺旋锥齿轮常用材料 (4)2.3 选出主动螺旋锥齿轮材料 (5)3 20CrMnTi螺旋锥齿轮加工工艺制定及分析 (6)3.1锻造 (6)3.2 正火 (6)3.3 高温回火 (7)3.4 渗碳 (7)3.5淬火及低温回火 (9)3.6 喷丸处理 (10)3.7 磨齿 (10)4 锥齿轮热处理过程可能产生的缺陷及预防措施 (11)5 锥齿轮使用中可能出现的失效形式及分析 (13)6 心得体会 (15)装载机主动螺旋锥齿轮材料的选择及工艺设计0 前言装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。
换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。
在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。
此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。
由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。
装载机的铲掘和装卸物料作业是通过其工作装置的运动来实现的。
装载机工作装置由铲斗、动臂、连杆、摇臂和转斗油缸、动臂油缸等组成。
整个工作装置铰接在车架上。
铲斗通过连杆和摇臂与转斗油缸铰接，用以装卸物料。
动臂与车架、动臂油缸铰接，用以升降铲斗。
铲斗的翻转和动臂的升降采用液压操纵。
装载机作业时工作装置应能保证：当转斗油缸闭锁、动臂油缸举升或降落时，连杆机构使铲斗上下平动或接近平动，以免铲斗倾斜而撒落物料；当动臂处于任何位置、铲斗绕动臂铰点转动进行卸料时，铲斗倾斜角不小于45°，卸料后动臂下降时又能使铲斗自动放平。
20CrMnTi汽车变速箱齿轮的热处理工艺
20CrMnTi汽车变速箱齿轮的热处理工艺一、学习目标知识目标：·熟悉感应加热表面淬火原理、特点及应用；·了解火焰表面淬火原理、特点及应用；·了解化学热处理过程；·掌握渗碳、渗氮和碳氮共渗原理、特点、常用方法及应用。
能力目标：·能根据零件的化学成分、性能要求和技术条件，合理选择表面淬火和化学热处理方法。
二、任务引入变速箱齿轮位于汽车传动部分，用于传递扭矩与动力、调整速度。
由于传递扭矩，齿根要承受较大的弯曲应力和交变应力；由于变速箱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磨擦力；由于工作时不断换档，轮齿之间经常要承受换档造成的冲击与碰撞。
这就要求齿轮表面有高硬度和高耐磨性；齿面有高的接触疲劳强度；心部有较高的强度和高韧性。
图2-25所示20CrMnTi汽车变速箱齿轮的热处理技术要求如下：1.渗碳层表面含碳量为0.80~1.05％；2.渗碳层深度为0.80~1.3mm；3.淬火回火后齿面硬度为58~62HRC，心部硬度为33~48HRC。
图2-25 汽车变速箱齿轮简图三、相关知识在机械设备中，有许多零件（如齿轮、曲轴、活塞销等）是在冲击载荷及表面摩擦条件下工作的，这类零件表面需具有高硬度和高耐磨性，而心部需要足够的塑性和韧性。
为满足这类零件的性能要求，须进行表面热处理。
常用的表面热处理方法有表面淬火及化学热处理两种。
（一）钢的表面淬火表面淬火是通过快速加热，使钢件表层奥氏体化，然后迅速冷却，使表层形成一定深度的淬硬组织——马氏体，而心部仍保持原来塑性、韧度较好的组织的热处理工艺。
在钢的表面淬火法中，感应加热淬火应用最广。
1.感应加热表面淬火感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，即图2-26所示装置中，感应器中通入一定频率的交流电，以产生交变磁场，于是工件内部就会产生频率相同、方向相反的感应电流（涡流）。
由于涡流的趋肤效应，使涡流在工件截面上的分布是不均匀的，表面电流密度大，心部电流密度小。
大规格高精度螺旋锥齿轮加工技术的探究
大规格高精度螺旋锥齿轮加工技术的探究摘要：随着工业领域的发展和进步，大规格高精度螺旋锥齿轮的需求越来越高。
本文从齿轮的设计和加工工艺出发，对大规格高精度螺旋锥齿轮加工技术进行探究，分析了加工技术的发展现状和存在的问题，并提出了改进的方案。
一、引言螺旋锥齿轮广泛用于机床、起重机械、桥梁起重机等重型机械中，作为传动装置的重要组成部分，其质量和精度要求较高。
而随着工业领域的发展和进步，对螺旋锥齿轮的要求也越来越高，特别是大规格高精度螺旋锥齿轮的需求越来越大。
二、大规格高精度螺旋锥齿轮加工技术的现状1. 设计工艺大规格高精度螺旋锥齿轮的设计是螺旋锥齿轮加工的基础，直接影响到加工质量和精度。
目前，大规格高精度螺旋锥齿轮的设计工艺主要采用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术，通过数学模型和仿真实验等方法进行设计和验证。
2. 加工工艺大规格高精度螺旋锥齿轮的加工工艺主要包括车削、铣削、滚齿、磨齿等环节。
目前，大规格高精度螺旋锥齿轮的加工工艺主要采用数控加工技术，通过数字化的控制系统和精准的加工工具，实现对齿轮的加工和调整。
三、大规格高精度螺旋锥齿轮加工技术存在的问题1. 加工精度不高目前，大规格高精度螺旋锥齿轮的加工精度还有待提高。
由于齿轮的复杂形状和精确的配合要求，加工过程中存在着误差累积和精度损失的问题。
2. 加工效率低由于大规格螺旋锥齿轮的尺寸较大，加工难度较大。
传统的精密加工方法需要多次换刀和调整，加工效率低下。
四、改进方案1. 加强设计工艺优化通过优化设计工艺，减少加工误差和精度损失。
可以采用仿真实验等方法进行设计和验证，提前发现潜在问题并进行修正，以保证加工质量和精度。
2. 创新加工工艺探索新的加工工艺，如激光加工、电火花加工等，通过精确的控制和灵活的加工方式，提高加工精度和效率。
3. 发展新的加工设备和工具研发新的加工设备和工具，如高精度数控机床、超硬材料刀具等，提高加工质量和效率，降低加工成本。
手表锥齿轮加工工艺方法
手表锥齿轮加工工艺方法手表锥齿轮是负责传动的重要零部件，他们具有很好的传动性能和承受较大力的能力，所以在手表制造中是至关重要的。
通常情况下，手表锥齿轮是由优质的不锈钢材料制成的，而其精密的加工工艺对于手表的运行稳定性起到决定性的作用。
在手表锥齿轮的加工工艺方法中，首先要进行原材料的准备工作。
由于手表锥齿轮的加工需要高精度的材料，因此最常用的原材料是优质的不锈钢，其优点是硬度高，耐磨性好，能够满足手表锥齿轮工作时对材料的要求。
在材料准备工作中，还需要对原材料进行热处理、表面处理等工艺，以保证其材料的均匀性和表面的光滑度。
接下来是手表锥齿轮的设计工作。
手表锥齿轮的设计需要依据手表的整体结构和功能需求进行合理匹配，其设计要素包括模数、齿数、齿形、啮合角等，需要满足手表的运转精度和传动效率的要求。
设计完成后，还需要进行模具制作，以及对加工工艺进行合理规划。
在手表锥齿轮的加工工艺中，加工设备和工艺流程也是至关重要的。
常见的手表锥齿轮加工设备包括数控车床、数控铣床等，这些设备不仅能够满足手表锥齿轮的高精度加工要求，还能够提高加工效率和产品质量。
在加工工艺流程中，通常包括车削、铣削、齿轮切削、磨削等环节，需要严格控制每一个环节的参数和工艺技术，以保证手表锥齿轮的精密度和稳定性。
手表锥齿轮的加工工艺中，最关键的环节是齿轮切削和磨削。
齿轮切削是指将齿轮形状切削成设定的模数和齿数，在这一过程中需要使用专用的齿轮刀具和切削参数，以保证齿轮的精度和表面质量。
而磨削是指对齿轮的精密加工，通常采用磨齿轮加工设备，通过砂轮的高速旋转和磨削，使得齿轮表面达到很高的光洁度和精密度。
在手表锥齿轮的加工工艺中，质量控制也是非常重要的环节。
为了保证手表锥齿轮的质量和精密度，通常需要进行严格的质量控制和检测。
在加工过程中需要使用各种检测设备和工具进行实时监测，以及定期对成品进行检测和校准，以保证手表锥齿轮的加工质量和稳定性。
齿轮的加工工艺流程
齿轮的加工工艺流程
《齿轮的加工工艺流程》
齿轮是机械传动中常见的零部件，它可以实现机械装置的传动和转动。
齿轮的加工工艺流程包括多个步骤，下面我们来详细介绍一下。
1. 设计和规划
首先，齿轮的加工需要进行设计和规划。
在设计齿轮时，需要确定齿轮的模数、齿轮数、压力角等参数。
根据这些参数，可以确定齿轮的结构和尺寸。
2. 材料准备
在齿轮加工之前，需要进行材料准备。
一般来说，齿轮的材料可以选择钢材或铝合金等金属材料。
选择合适的材料对于齿轮的使用寿命和传动效率都有重要影响。
3. 铣削齿轮
铣削是制造齿轮最常用的方法之一。
在铣削过程中，首先需要将齿轮的外径加工成圆形，然后使用齿轮铣刀将齿轮的齿轮加工出来。
铣削过程需要严格控制刀具的位置和转速，以确保齿轮的质量。
4. 成型齿轮
除了铣削，成型也是制造齿轮的常用方法。
成型过程中，将齿轮的毛坯放入成型机中，通过成型模具的作用，将齿轮的齿轮一次性成型出来。
成型可以提高齿轮的生产效率和一致性。
5. 热处理
在加工完成后，齿轮需要进行热处理。
热处理可以提高齿轮的硬度和耐磨性，延长齿轮的使用寿命。
常用的热处理方法包括渗碳、淬火等。
6. 表面处理
最后，齿轮的表面通常需要进行表面处理，例如镀铬、喷砂等。
表面处理可以提高齿轮的耐腐蚀性和美观性。
以上就是关于齿轮的加工工艺流程的介绍。
在实际加工中，还需要根据齿轮的具体要求和材料特性来选择合适的工艺和方法。
希望这些信息对您有所帮助。
手表锥齿轮加工工艺方法8篇
手表锥齿轮加工工艺方法8篇第1篇示例：手表是我们日常生活中常用的物品，可以帮助我们准确地掌握时间。
而手表中的一个重要部件——锥齿轮的加工工艺十分关键，直接影响到手表的使用效果和品质。
下面我们就来了解一下手表锥齿轮的加工工艺方法。
让我们先了解一下什么是锥齿轮。
锥齿轮是一种传动装置，它的传动轴线不在同一平面内，而是相交于一点或者相交于一条直线的轮系。
在手表中，锥齿轮通常用于控制指针的转动，使得指针能够准确地显示时间。
锥齿轮的加工工艺至关重要。
手表锥齿轮的加工工艺方法主要包括以下几个步骤：第一步，设计图纸。
在进行手表锥齿轮的加工之前，首先要制定详细的设计图纸。
设计图纸要包括锥齿轮的尺寸、齿数、齿轮模数等相关信息，以确保加工出来的锥齿轮符合要求。
第二步，选择材料。
手表锥齿轮通常采用优质的金属材料进行加工，例如不锈钢、铜、铝等。
选择合适的材料对于锥齿轮的使用寿命和性能都至关重要。
第三步，加工前的准备工作。
在进行锥齿轮的加工之前，需要对工件进行表面处理，包括清洁、打磨和去除氧化层等。
只有保证工件表面的平整度和光洁度，才能确保加工出来的锥齿轮质量优良。
第四步，数控加工。
随着机械加工技术的发展，数控加工已经成为手表锥齿轮加工的主流方法。
数控加工可以实现高精度、高效率的加工过程，保证锥齿轮的精度和质量。
第五步，精密磨削。
在锥齿轮的加工过程中，精密磨削是不可或缺的环节。
通过精密磨削可以进一步提高锥齿轮的精度和表面质量，确保其正常运转和稳定性。
手表锥齿轮的加工工艺方法包括设计图纸、选择材料、加工前准备、数控加工和精密磨削等步骤。
只有严格按照这些步骤进行加工，才能保证手表锥齿轮具有高精度、高质量和稳定性，从而保证手表的准确显示时间和长久使用。
希望以上内容对您有所帮助！第2篇示例：手表锥齿轮是手表中非常重要的零部件之一，它的加工工艺十分精细复杂。
手表锥齿轮的加工工艺方法主要包括数控车削、数控铣削、研磨、热处理等环节。
下面我们就来详细介绍一下手表锥齿轮的加工工艺方法。
20CrMnTi汽车齿轮的热处理工艺设计
攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：20CrMnTi汽车齿轮的热处理工艺设计学生姓名： X X X 学号： 2011111020XX 所在院(系)：材料工程学院专业： 20XX级材料成型及控制工程班级：材料成型及控制工程指导教师： X X X 职称：讲师2013年12月16日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书注：任务书由指导教师填写。
课程设计（论文）指导教师成绩评定表摘要本课设计了20CrMnTi汽车齿轮热处理工艺设计。
主要的工艺过程包括下料、锻造、等温正火、机械加工、渗碳、淬火、低温回火、喷丸、磨削等过程。
通过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得各种性能良好的材料并且满足各项性能的要求。
20CrMnTi，其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性。
20CrMnTi表面渗碳硬，化处理用钢。
良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。
主要用途有：用于齿轮，轴类，活塞类零配件以及汽车，飞机各种特殊零件部位。
关键词：20CrMnTi，淬透，低温回火。
目录摘要 (Ⅰ)1、设计任务 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计的技术要求 (1)2、设计方案 (2)2.1 汽车齿轮设计的分析 (2)2.1.1工作条件 (2)2.1.2失效形式 (2)2.1.3性能要求 (2)2.2钢种材料 (3)3、设计说明 (4)3.1加工工艺流程 (4)3.2具体热处理工艺 (4)3.2.1等温正火 (5)3.2.2退火+机械加工 (5)3.2.3渗碳+淬火+回火热处理工艺 (5)3.2.4喷丸 (6)4、分析与讨论 (8)5、结束语 (9)6、热处理工艺卡片 (10)参考文献 (11)1 设计任务1.1设计任务20CrMnTi汽车齿轮热处理工艺设计1.2设计的技术要求20CrMnTi钢是一种低碳钢材料，淬透性较高，具有良好的强度和韧性，特别是较高的低温冲击韧性，正火后可切削良好。
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专业课程设计任务书学生姓名班级：设计题目：装载机从动螺旋锥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0前言 (1)1从动螺旋锥齿轮的工作条件及性能要求 (2)1.1齿轮零件的工作条件 (2)1.2螺旋锥齿轮的性能要求 (2)2材料的选择及技术要求 (3)320CrMnTi螺旋锥齿轮加工工艺 (4)3.1锻造和正火 (4)3.2高温回火 (4)3.3渗碳 (5)3.4淬火加低温回火 (5)3.5喷丸 (6)420CrMnTi螺旋锥齿轮的渗碳畸变及防护措施 (7)4.1渗碳温度对20CrMnTi钢渗碳畸变的影响 (7)4.2碳势对20CrMnTi钢渗碳畸变的影响 (8)4.3淬火温度对20CrMnTi钢渗碳畸变的影响 (8)520CrMnTi螺旋锥齿轮在使用过程中可能的失效形式及分析 (9)6心得体会 (11)装载机从动螺旋锥齿轮材料的选择及工艺设计0前言装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。
换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。
在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。
此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。
由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。
装载机的铲掘和装卸物料作业是通过其工作装置的运动来实现的。
装载机工作装置由铲斗、动臂、连杆、摇臂和转斗油缸、动臂油缸等组成。
整个工作装置铰接在车架上。
铲斗通过连杆和摇臂与转斗油缸铰接，用以装卸物料。
动臂与车架、动臂油缸铰接，用以升降铲斗。
铲斗的翻转和动臂的升降采用液压操纵。
装载机作业时工作装置应能保证：当转斗油缸闭锁、动臂油缸举升或降落时，连杆机构使铲斗上下平动或接近平动，以免铲斗倾斜而撒落物料；当动臂处于任何位置、铲斗绕动臂铰点转动进行卸料时，铲斗倾斜角不小于45°，卸料后动臂下降时又能使铲斗自动放平。
目前国产装载机正在从低水平、低质量、低价位、满足功能型向高水平、高质量、中价位、经济实用型过渡。
从仿制仿造向自主开发过渡，各主要厂家不断进行技术投入，采用不同的技术路线，在关键部件及系统上技术创新，摆脱目前产品设计雷同，无自己特色和优势的现状，从低水平的无序竞争的怪圈中脱颖而出，成为装载机行业的领先者。
齿轮在装载机工作过程中起着重要的作用，本文着重介绍装载机螺旋锥齿轮材料的选择以及其制作工艺。
1从动螺旋锥齿轮的工作条件及性能要求1.1齿轮零件的工作条件齿轮在装载机工作过程中起着传递动力和改变速度的作用，啮合齿面间既有滚动、又有滑动，轮齿根部还受到脉动或交变弯曲的作用。
在由此而引起的各种应力的作用下，齿轮将发生轮齿折断、齿面胶合、齿面疲劳及齿面磨损等失效情况。
引起齿轮失效的主要应力有：摩擦力、接触应力和弯曲应力。
根据齿轮失效的形式和原因，在选择齿轮材料及热处理方法是应从以下几个方面考虑：①齿轮表面有足够的硬度。
齿面存在实际上的凹凸不平，因而局部会产生很大的压强，引起金属塑性变形或嵌入相对表面，导致金属直接接触和粘着，当啮合齿面相对滑动是，产生了摩擦力。
齿面磨损就是由于相互摩擦的结果。
减少这类磨损的关键是提高轮齿表面的塑变抗力，即提高齿面硬度。
提高齿面硬度还可以改善齿面接触状态，从而提高齿面的抗疲劳能力。
②轮齿芯部要有足够的强度和韧性，以保证在变载或冲击载荷作用下，轮齿有足够的抗冲击能力。
③大小齿轮应有一定的硬度差，以提高其抗胶合能力。
④考虑材料加工性和经济性。
11.2螺旋锥齿轮的性能要求螺旋锥齿轮是装载机的主要传动零件，主动螺旋锥齿轮是将汽车变速器传过来的动力传递给从动锥齿轮，从动锥齿轮再将动力传递给差速器。
因此，零件结构上主动螺旋锥齿轮是齿轮轴，一端是花键，与变速器动力输出轴相连，另一端是螺旋锥齿轮；从动锥齿轮是盘状齿轮，直径大于主动螺旋锥齿轮，起到减速作用，同时沿圆周均布一些螺栓孔，使从动锥齿轮通过螺栓固定在差速器壳上，将减速后的动力传递给差速器。
从动锥齿轮既有高的传动速度，同时又传递较大的扭矩，而且在装载和刹车时承受冲击载荷。
这类齿轮的主要失效方式有磨损、点蚀和断裂。
故从动螺旋锥齿轮应满足如下性能要求：①良好的力学性能；②良好的渗碳淬火性能；③良好的抗冲击性能；④良好的心部硬度；⑤良好的热变形性能。
2材料的选择及技术要求目前国内重载螺旋锥齿轮用材大致有20CrMnTi、22CrMoH、20CrNiMoH、20CrNi3等。
上述材料应用于装载机螺旋锥齿轮，因为后三者均含有Mo、Ni等稀有贵金属元素、导致成本过高，并且20CrNiMoH、20CrNi3还存在热处理技术不易掌握的问题。
而20CrMnTi工艺性能优良，广泛用于截面小于30mm承受高速、中等或重载及受冲击载荷和摩擦的重要渗碳零件，如汽车、拖拉机中的变速齿轮、凸轮、矿山机械使用的重载齿轮等，且材料成本相对低廉，符合上述螺旋锥齿轮对钢材的要求。
故可选用20CrMnTi钢材制作螺旋锥齿轮。
20CrMnTi的含碳量为0.20％属于低碳钢，渗碳时保证了碳元素的正常渗入。
淬火热处理后心部获得低碳马氏体，以保证心部具有足够的塑性和韧性，抵抗冲击载荷。
钢中合金元素为Cr<1.5％、Mn<1.5％、Ti<1.5％。
Cr、Mn合金元素能提高钢铁索体的强度，同时提高钢的淬透性。
Ti元素能阻止钢的奥氏体晶粒的长大，提高钢的回火稳定性。
2综合上述从动螺旋锥齿轮的服役条件及性能要求，提出如下技术要求：①锻件不得有任何锻造缺陷。
②正火处理HB180-217。
③表面渗碳硬度为HRC58-64，心部硬度为HRC33-48，过渡层硬度变化应该缓慢直到基体低碳，渗碳深度为1.0～1.4mm，含碳量为0.8%～1.05%。
④金相检验标准应符合《汽车渗碳齿轮金相检验标准》(JB1673-75)规定。
⑤低温回火做喷丸处理。
3320CrMnTi螺旋锥齿轮加工工艺根据上述零件技术要求，现拟定如下工艺路线：下料→锻造→正火处理→粗加工→探伤→铣齿→高温回火→渗碳→淬火+低温回火→喷丸处理。
之所以拟定这样的工艺路线，其根据如下：3.1锻造和正火在下料锻造成齿轮毛坯后，由于锻造使毛坯内部组织不均匀，存在残余内应力，而且部分有偏析等缺陷。
这样的钢件机械性能低劣，不利于切削加工。
所以根据合金相图，对于20CrMnTi这种低碳合金钢来说，应加热到950℃～970℃，保温3～4小时左右，使该零件的成分转变为均匀的奥氏体组织，然后在空气中冷却获得较多的索氏体和少量的铁素体组织。
这样既获得了合适的硬度(HB180-217)，同时残余的内应力也在保温、空冷过程中消除掉4。
既满足技术要求①和②两条，又便于下道工序的切削加工。
本工序之所以选用正火热处理方法，是因为20CrMnTi合金钢含碳量过低，退火钢中含有大量的柔软的铁素体，钢的延展性非常好，切削时易粘着刀刃而形成刀瘤，而且切屑是撕裂断裂，以至使表面粗糙度变差，刀具寿命也受到影响，不利于切削加工。
接着进行粗加工，粗加工后进行探伤。
在技术要求中，锻件不得有任何锻造缺陷，所以随其后的工序要进行探伤，避免在下道工序中出现缺陷，浪费所发生的加工费。
对于探伤后确认无缺陷，再进行铣齿。
53.2高温回火20CrMnTi钢在920℃渗碳后预冷到860℃直接淬火后，渗碳层将存在大量残余奥氏体。
减少残余奥氏体量的方法有两种：一是淬火后进行冷处理；一是在淬火前进行高温回火，使残余奥氏体分解。
生产上常用高温回火工艺。
故此处采用570摄氏度，保持3~3.5h高温回火工艺。
63.3渗碳齿加工完以后，进行渗碳。
采用井式炉920℃渗碳，渗碳时间根据所要求的渗碳层厚度 1.0～1.4mm查表《920℃渗碳时渗层厚度与时间的关系》，确定为6小时。
具体渗碳后该零件组织如图1所示，表层为珠光体与二次渗碳体混合的过共析组织，其中二次渗碳体呈网状，心部为珠光体与铁素体混合的亚共析原始组织，中间为过渡区，越靠近表面层铁素体越少。
这样渗碳以后，就为淬火+低温回火工序做好了准备。
7图1 20CrMnTi螺旋锥齿轮渗碳缓冷后的金相组织3.4淬火加低温回火钢的淬火温度一般可根据Fe-Fe3C相图选择，亚共析钢淬火加热温度选择Ac3以上30℃～50℃，过共析钢淬火加热温度选择Ac1以上30℃～50℃。
根据渗碳后齿轮的表层含碳量的分布状况及实践经验从920℃预冷到860℃左右进行油冷可以得到好的效果8。
加热温度过高或保温时间过长，会引起奥氏体的晶粒粗大引起过热或晶界氧化并部分熔化的过烧现象。
过热时奥氏体的晶粒粗大不仅降低齿轮力学性能，也容易引起齿轮的变形和开裂。
过烧后的工件只能报废。
加热温度过低、保温时间不足会引起硬度不足。
故可选择920℃温度渗碳，预冷860℃左右油冷淬火。
淬火冷却速度太快，奥氏体向马氏体组织转变剧烈、体积收缩，引起很大的内应力，容易造成齿轮的变形和开裂，由于20CrMnTi是合金钢，淬透性较好，故选择油冷减小冷却速度，防止淬火造成齿轮变形或开裂。
同时也能获得马氏体组织，达到较高的硬度9。
淬火后的钢组织是马氏体及少量残余奥氏体，它们都是不稳定的组织，有向稳定组织转变的趋势，同时淬火时产生内应力。
为了减小或消除淬火内应力，稳定组织和尺寸，获得所需的力学性能，选择在200℃进行4小时低温回火工艺。
低温回火时马氏体中过饱和碳原子以碳化物的形式逐步析出，马氏体晶格畸变程度减弱，内应力有所降低。
此时的回火组织由马氏体和碳化物组成。
虽然马氏体的分解使α-Fe中碳的过饱和程度降低，钢的硬度相应下降，但析出的碳化物又对基体起强化作用，部分的残余奥氏体分解为回火马氏体，所以零件仍保持很高的硬度、耐磨性和一定的韧性。
10经淬火+低温回火热处理后，零件最终组织为：表面为细小的片状回火马氏体及少量的残余奥氏体和碳化物，硬度为HRC58-62左右，而心部是由回火低碳马氏体、铁素体和细小的珠光体组成，其硬度为HRC35-45，并且具有较高强度以及足够高韧性和塑性。
符合零件的技术要。
3.5喷丸上述工序完成后进行喷丸处理，其目的之一：是为了清除上道工序生成的氧化皮，使表面光洁；之二：作为一种强化手段，使零件表面压应力进一步增大，有利于提高疲劳强度。