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。

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。

齿轮工艺课程设计课程一、教学目标通过本章的学习，学生将掌握齿轮的基本概念、类型和工艺流程。

具体目标如下：1.了解齿轮的定义、分类和应用领域。

2.掌握齿轮的设计原理和计算方法。

3.熟悉齿轮的加工工艺和注意事项。

4.能够运用齿轮设计原理计算简单齿轮的基本参数。

5.能够根据实际需求选择合适的齿轮类型和材料。

6.能够分析齿轮加工过程中可能出现的问题，并提出解决措施。

情感态度价值观目标：1.培养学生对齿轮工艺的兴趣，提高学生对机械制造行业的认识。

2.培养学生严谨的科学态度，提高学生的创新意识和实践能力。

3.培养学生团队协作精神，提高学生的沟通与表达能力。

二、教学内容本章主要内容包括齿轮的基本概念、类型和工艺流程。

具体安排如下：1.齿轮的定义、分类和应用领域（第1-2课时）。

2.齿轮的设计原理和计算方法（第3-4课时）。

3.齿轮的加工工艺和注意事项（第5-6课时）。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本章将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

具体应用如下：1.讲授法：用于讲解齿轮的基本概念、设计原理和加工工艺。

2.讨论法：学生讨论齿轮应用领域、材料选择和问题解决等方面的问题。

3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解齿轮在工程中的应用和解决实际问题的能力。

4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，加深对齿轮加工过程的理解。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：《齿轮工艺学》。

2.参考书：相关齿轮工艺领域的专著和论文。

3.多媒体资料：齿轮加工过程的视频、图片等。

4.实验设备：齿轮加工机床、测量工具等。

五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式，包括平时表现、作业、考试等。

具体评估方式如下：1.平时表现（20%）：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答、讨论表现等，评估学生的学习态度和积极性。

汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺汽车齿轮作为汽车传动系统中的重要部件，其材料的选择和热处理工艺对于汽车性能的提升和使用寿命的延长起着关键作用。

本文将从材料选择和热处理工艺两个方面进行探讨。

材料选择是汽车齿轮设计的首要考虑因素之一。

齿轮材料需要具备较高的强度、硬度和耐磨性，以承受汽车传动系统中的高载荷和高速运动。

目前常用的齿轮材料主要包括合金钢、碳钢和铸铁等。

合金钢是一种优质的齿轮材料，具有较高的强度和硬度，能够承受较大的载荷和磨损。

同时，合金钢还具有较好的韧性和耐疲劳性能，能够在长期高速运动下保持稳定的使用性能。

然而，合金钢的制造成本较高，加工难度较大，需要经过精密的热处理工艺才能达到理想的性能。

碳钢是一种常用的齿轮材料，具有较高的强度和硬度，并且制造成本相对较低。

碳钢齿轮需要经过热处理工艺，以提高其硬度和耐磨性。

常用的热处理工艺包括淬火和回火。

淬火可以使碳钢齿轮获得较高的硬度，但韧性相对较差，容易产生脆性断裂。

回火可以提高碳钢齿轮的韧性和耐疲劳性能，但硬度相对降低。

因此，根据齿轮的具体工作条件和要求，选取合适的热处理工艺非常重要。

铸铁是一种经济实用的齿轮材料，广泛应用于汽车传动系统中。

铸铁齿轮具有良好的耐磨性和降噪性能，适用于低速和中速传动。

然而，铸铁齿轮的强度和韧性相对较低，容易产生断裂和疲劳损伤。

因此，在设计铸铁齿轮时，需要考虑到其工作条件和要求，合理选择材料和热处理工艺。

热处理工艺对齿轮材料的性能提升至关重要。

在热处理过程中，通过控制加热温度、保温时间和冷却速率等参数，使材料的组织结构发生变化，从而改善其机械性能和耐磨性。

常用的热处理工艺包括淬火、回火、表面渗碳和氮化等。

淬火是一种常用的热处理工艺，通过快速冷却使材料达到高硬度和高强度。

淬火后的材料具有较高的耐磨性和抗断裂能力，适用于高速传动。

然而，淬火过程中容易产生应力集中和变形问题，需要进行适当的回火处理以提高韧性。

回火是一种常用的热处理工艺，通过加热材料至适当温度并保温一段时间后，再进行适当冷却。

汽车齿轮的生产工艺设计书第一章绪论当下人们对汽车高速、安全、舒适、节能、环保等性能要求日趋严格，传动系统向小型化、轻量化、高功率化的趋势发展，要求提高齿轮寿命、传动精度和降低成本。

因此，使得汽车齿轮承受的负荷越来越大，对汽车齿轮钢质量的要求也越来越高。

随着社会汽车保有量及生产量的不断扩大，汽车齿轮钢用量也在增加。

中国汽车保有量在2011年8月增加983万辆，首次突破1亿辆，占机动车总量的45.88%。

年新产汽车用齿轮钢量约54.2万t。

汽车齿轮钢属结构钢，其中以合金结构钢为主，尽管开发和引进了各种类型的齿轮钢，但20SiMnVB具有较高的淬透性，十分适合应用于汽车齿轮的生产。

汽车齿轮工作时受到周期性变载荷（扭转或弯曲力）及冲击载荷的作用，且零件与零件表面之间有相对摩擦，并有高的接触应力。

这些零件对材料的机械性能要求：1）材料具有高的屈服强度和高的弯曲疲劳性能；2）材料表面具有高的接触疲劳强度和高的耐磨性。

含碳量为0.4%及以上的结构钢不能满足要求，因其经热处理后尽管硬度很高，但韧性太低，达不到内韧外硬的要求，故用低碳结构钢进行渗碳，使零件从表面到中心具有从高碳（0.8%---1.1%）到低碳（0.10%---0.25%）连续过度的化学成分。

使零件表层具有高强度、高耐磨性，零件心部具有适当的强度和较好的韧性，使零件满足在其在机械性能上的要求。

对于一般零件，渗碳层的含碳量限制为0.8%---1.1%；渗碳层的深度控制在0.6---2.0mm之内。

齿轮传动装置按密封形式可分为开式、半开式及闭式3种；按使用工况可分为低速、高速及轻载、中载、重载；按齿轮齿面硬度不同，又分为硬齿面齿轮（齿面硬度HRC>55,如经整体或渗碳淬火、表面淬火或氮化处理）、中硬齿面齿轮（齿面硬度55>HRC>38，HB>350，如齿轮经过整体淬火或表面淬火）、软齿面齿轮（齿面硬度HB<350，如经调质、常化的齿轮）。

汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺一、引言汽车齿轮作为传动系统的核心部件之一，其性能对整个汽车的运行质量和寿命有着重要的影响。

齿轮的材料选择和热处理工艺对于其强度、硬度、耐磨性以及齿面质量等方面都有着关键作用。

本文将从材料的选择和热处理工艺两个方面，对汽车齿轮进行深入探讨。

二、汽车齿轮材料的选择2.1 材料要求汽车齿轮材料在选择时需要考虑以下要求： - 高强度：齿轮需要承受较大的载荷和冲击，因此材料需要具备较高的强度； - 耐磨性：齿轮在长时间摩擦中容易受到磨损，材料需要具备一定的耐磨性； - 高硬度：齿轮表面需要有足够的硬度，以提高齿面的使用寿命； - 良好的韧性：齿轮在受到冲击时需要具备良好的韧性，以避免断裂； - 低摩擦系数：材料需要具备较低的摩擦系数，以减少能量损失。

2.2 常用材料根据以上要求，目前常用的汽车齿轮材料主要包括以下几种：2.2.1 碳素钢碳素钢是最常见的齿轮材料之一，其具有良好的强度和耐磨性。

由于其制造成本较低，被广泛应用于中低档汽车的齿轮制造中。

2.2.2 低合金钢低合金钢相对于碳素钢来说，具有更好的强度和韧性，适用于中高档汽车的齿轮制造。

通过适当的热处理工艺，可以进一步提高其性能。

2.2.3 铸造钢铸造钢可以根据具体应用的要求，选择不同的成分和硬化方式。

其制造成本较高，但可以获得较高的硬度和强度，适用于高档车型。

2.2.4 渗碳钢渗碳钢是通过在碳含量较低的钢表面渗入碳元素，从而提高齿轮表面的硬度和耐磨性。

它在制造成本和性能之间取得了很好的平衡，适用于中档车型的齿轮制造。

三、汽车齿轮的热处理工艺3.1 热处理的目的热处理是通过对材料进行加热和冷却，改变其内部组织和性能的工艺。

对于汽车齿轮而言，热处理的目的主要包括以下几个方面： - 提高材料的硬度和强度； - 改善材料的韧性和抗疲劳性能； - 调整材料的组织结构，提高齿面的质量。

3.2 常用热处理工艺根据齿轮的材料和要求，常见的热处理工艺包括以下几种：3.2.1 淬火和回火淬火是将齿轮材料加热至临界温度后迅速冷却，使其获得高硬度和较好的强度。

汽车发动机曲轴材料选择及工艺设计汽车发动机曲轴材料选择及工艺设计一、汽车发动机曲轴材料选择1、钢材的选择：汽车发动机曲轴的材料是非常重要的，首先要考虑的是钢材的类型和材质。

一般有45钢、40Cr和20CrNiMo等等。

其中45钢已经很少使用，因为它的强度较低，机械磨损也较大。

而40Cr和20CrNiMo的高强度和高耐磨性使它成为一个被广泛使用的材料。

2、坯料的选择：除了考虑钢材，还必须选择合适的坯料。

一般情况下，以滚压为主的坯料更适合汽车发动机曲轴的制作，因为它更具有抗断裂能力，断面硬度也更高。

同时，还需要考虑坯料的厚度：滚压坯料一般是12mm左右，铸坯料则要求厚度达到25mm以上。

二、汽车发动机曲轴工艺设计1、冷加工工艺：汽车发动机曲轴的冷加工工艺主要有淬火、焊接、车削、热处理和精超等。

淬火是加强曲轴的一种方法，使曲轴降低韧性，提高强度和硬度。

焊接的主要目的是为了完善曲轴的刚性，确保曲轴不出现断裂现象。

精超则是主要为曲轴精度做调整，保证曲轴各个维度尺寸的质量。

2、光学磨削工艺：光学磨削是汽车发动机曲轴开口加工的一种专用工艺，具有加工孔孔径精度高、加工时间短、加工质量高的优点。

光学磨削的加工步骤可通过不同元件实现，有旋转元件、切纸元件和活塞元件等。

在加工过程中，光学磨削可用于精密加工曲轴缺口，主要在浮动内孔、外廓凲缠等部位加工，因此可以获得更高的加工精度和更快的加工速度。

三、总结汽车发动机曲轴材料选择是有讲究的，一般来说，要考虑钢材的类型和材质，以及坯料的厚度等因素。

工艺设计方面，冷加工工艺可以保证曲轴的降低韧性、增强硬度，而光学磨削可以加工精密的缺口，提高加工精度和加工速度。

因此，汽车发动机曲轴的材料选择及工艺设计是十分重要的，要根据实际情况进行选择和设计，以保证汽车发动机曲轴的高性能及使用寿命。

齿轮材料的选择及其热处理工艺1、齿轮材料的选择原则齿轮材料的种类很多，在选择时应考虑的因素也很多，下述几点可供选择材料时参考：1）齿轮材料必须满足工作条件的要求。

例如，用于飞行器上的齿轮，要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求，因此必须选择机械性能高的合金银；矿山机械中的齿轮传动，一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高，因此往往选择铸钢或铸铁等材料；家用及办公用机械的功率很小，但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作，因此常选用工程塑料作为齿轮材料。

总之，工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。

2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。

大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。

中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯，可选择锻钢制作。

尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。

齿轮表面硬化的方法有：渗碳、氨化和表面淬火。

采用渗碳上艺时，应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料；氨化钢和调质钢能采用氮化工艺；采用表面淬火时，对材料没有特别的要求。

3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。

4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。

5）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。

6）金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为30～50HBS或更多。

当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差（如小齿轮齿面为淬火并磨制，大齿轮齿面为常化或调质）；且速度又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。

因此，当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时，大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20％，但应注意硬度高的齿面，粗糙度值也要相应地减小。

攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：汽车变速箱齿轮钢的选择及热加工工艺设计学生姓名：学号：所在院(系)：材料工程学院专业：材料科学与工程班级：指导教师：职称：副教授2015年12月21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。

1 引言随着我国交通运输业的快速发展，汽车工业正面临着难得的发展机遇，特别是自80年代以来，国外先进车型及生产技术的引进，使我国的汽车制造水平得到了很大提高。

变速箱齿轮作为汽车的重要零部件，从材料选择到生产工艺都发生了巨大变化。

其中重型汽车齿轮由于模数差距大、承受负荷重、对材料和热处理工艺要求高，因而在国产化时需要从影响齿轮质量的几个因素认真地加以分析和探讨。

2 重型卡车变速箱齿轮的综合性能分析2.1 变速箱齿轮服役条件分析齿轮在汽车变速箱中起传递运动和动力的作用。

⑴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；⑵高速齿轮在运转过程中的过载产生振动，承受一定的冲击力或过载；⑶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。

因此，齿轮的表面有高的硬度和耐磨性，高接触疲劳强度，有较高的齿根抗弯强度，高的心部抗冲击能力。

2.2 齿轮力学性能分析因齿轮形状复杂，且使用工况很复杂，所以随着齿轮加工制造技术的发展，硬齿面齿轮在国内及国际汽车行业被普遍使用。

这是由于汽车变速箱齿轮不仅要求强度高、韧性好、耐磨性高，而且要能保证在齿轮截面上获得足够的淬硬层，以保证齿轮的综合力学性能。

同时要求齿轮材料淬透性带宽较窄，在较缓慢的冷却速度下就可以获得所需组织，保证齿轮热处理后变形小。

3 重型卡车变速箱齿轮的加工工艺流程分析3.1 预备热处理通常20CrMTi选用正火或调质处理作为预备热处理，其目的是降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工；细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能，为以后的热处理作准备；消除锻造应力，防止变形和开裂，保证齿形合格。

《汽车材料》教案任课教师：课程名称：课程代码：上课班级：专业：总学时：周学时：学期：202 ～202 学年第学期汽车材料教案主要教育教学目标一、知识目标1. 能说出汽车零件失效的原因及选材的原则和方法；2. 能概述汽车齿轮工作条件、性能要求及热处理工艺；3. 能概述汽车轴类零件工作条件、性能要求及热处理工艺；4. 能概述汽车弹簧工作条件、性能要求及热处理工艺；5. 能概述汽车箱体类零件工作条件、性能要求及热处理工艺；6. 能概述汽车车身冲压零件工作条件、性能要求及热处理工艺；7. 能概述汽车其他零件工作条件、性能要求及热处理工艺；二、能力目标1. 具有根据使用要求初步选材的能力；2. 具有分析汽车零件在不同工作条件下对性能要求的能力；3. 具有根据汽车零件的工作条件和性能要求，进行选材和分析其加工工艺的能力。

三、素质目标1. 培养严谨的工作态度、责任心；2. 培养吃苦耐劳的精神；3. 培养能运用所学知识解决实际问题的能力。

教学活动过程一、组织教学二、复习前课知识1、零件选材的类型和原则；2、各类加工工艺毛坯的选择。

三、导入新课汽车典型零件中，齿轮是最为常见也是为重要的零件。

那我们如何来进行汽车齿轮的选材呢？导出：根据齿轮所工作的条件，明确其对性能的要求，再根据性能确定加工工艺，最后找对应的材料类型。

点名，记考勤（1min）教师提问引导学生回答（2 min ）四、新授课第二节汽车典型零件的选材——汽车齿轮的选材一、齿轮常见的失效形式1.轮齿折断当齿轮受力超过材料的弯曲疲劳极限时，齿根处产生疲劳裂纹，并不断扩展使轮齿断裂。

突然过载、严重磨损及安装制造误差等也会造成轮齿折断。

提高轮齿抗折断能力措施之一：对齿轮进行热处理以提高齿轮的强度。

2.齿面磨损灰尘、砂粒、金属微粒等落入轮齿间，会使齿面间产生摩擦磨损。

严重时会因齿面减薄过多而折断。

磨损是开式传动的主要失效形式。

采用闭式传动；主要措施：提高齿面硬度；降低齿面粗糙度；采用清洁的润滑油。