1 齿轮热处理概述

1��1齿轮的服役条件、失效形式与性能要求1

1��1��1服役条件分析1

1��1��2齿轮常见的失效形式2

1��1��3失效类型和原因的统计分析3

1��1��4齿轮失效分析的方法4

1��1��5主要性能要求5

1��1��6齿轮失效分析典型案例6

[实例1]某45钢齿坯裂纹分析6

[实例2]某主减速器齿轮轮齿断裂的失效分析7

[实例3]某产品高低机和方向机主齿轮塌齿(严重变形)的

失效分析9

[实例4]SCM420H曲轴齿轮的失效分析10

[实例5]40Cr齿轮断齿失效分析13

1��2齿轮用材的合理选择15

1��2��1对齿轮用钢的要求15

1��2��2齿轮常用钢材的选择17

1��2��3齿轮用铸铁20

1��2��4齿轮用有色金属合金21

1��2��5粉末冶金齿轮21

1��2��6齿轮用非金属材料22

1��2��7齿轮合理用材典型案例22

[实例6]X53T铣床、T618镗床主传动箱齿轮的选材分析22

[实例7]载货汽车变速器齿轮材料的合理选用22

[实例8]重载齿轮的结构设计与热处理分析24

[实例9]材料选择不合理而造成的40Cr钢制齿轮崩齿25

1��3齿轮热处理零件的结构工艺性与加工工艺流程26

1��3��1齿轮热处理零件的结构工艺性26

1��3��2齿轮的热处理与其他机械加工工艺的相互配合28

1��3��3齿轮零件的机械加工工艺流程安排30

1��3��4齿轮热处理零件的结构工艺性案例分析31

[实例10]某减速器齿轮结构在热处理中的工艺性分析31

[实例11]20CrMnTi齿轮轴热处理与切削加工性的关系32

1��4齿轮零件预备热处理工艺34

1��4��1齿轮零件的预备热处理工艺特点34

1��4��2齿轮坯料预备热处理工艺案例38

[实例12]变速箱齿轮锻件正火预备热处理工艺38

[实例13]转向器齿轮冷挤压锻件几种预备热处理工艺

比较39

[实例14]一汽大众250变速箱齿轮等温正火预备热处理

工艺40

[实例15]轿车变速箱齿轮锻件等温正火预备热处理工艺44

1��5齿轮最终热处理工艺特点及应用案例45

1��5��1齿轮的调质及其应用案例45

[实例16]45钢齿轮的调质最终热处理工艺方案47

[实例17]液力偶合器泵轮30CrMoV9的调质最终热处理50

[实例18]低合金铸钢大齿轮粗机械加工后的调质处理工艺

特点51

[实例19]改进型42CrMo4V大型齿轮锻坯的热处理工艺

特点52

1��5��2齿轮的淬火 低温回火及其应用案例54

[实例20]基于工装保护内孔弧齿圆锥齿轮最终热处理新

工艺55

1��5��3齿轮的表面淬火强化及其应用案例56

[实例21]40Cr圆柱直齿轮的高频淬火表面强化65

[实例22]40Cr双联齿轮和锥齿轮的高频淬火表面强化67

1��5��4齿轮的渗碳和碳氮共渗表面强化69

[实例23]20CrMnTi锥齿轮的渗碳热处理强化81

[实例24]一种减少20CrMnTi大弧齿锥齿轮渗碳淬火变形的

方法83

1��5��5齿轮的渗氮和氮碳共渗及应用案例84

[实例25]38CrMoAl齿轮的气体渗氮表面强化94

[实例26]42CrMo行星大齿圈的渗氮与离子渗氮热处理

工艺95

[实例27]柴油机小齿轮的气体氮碳共渗热处理工艺96

2 机床齿轮的热处理强化

2��1机床齿轮材料及热处理概述99

2��1��1机床齿轮的服役条件、失效形式与性能要求99

2��1��2机床齿轮材料的选用99

2��1��3机床齿轮的热处理101

2��1��4典型机床齿轮的机械加工工艺流程与加工余量107

2��2一般机床齿轮的热处理强化典型案例108

2��2��1齿轮的感应淬火强化及减少变形开裂措施案例分析108

[实例28]某车床主轴箱齿轮的高频感应淬火热处理强化108

[实例29]C616车床变速箱传动齿轮的高频感应淬火表面

强化110

[实例30]C630车床主轴箱齿轮高频淬火后的变形规律112

[实例31]减小C616车床齿轮高频淬火内孔变形的方法112

[实例32]铣床6036齿轮轴断裂的失效分析及改进方法114

[实例33]某机床主轴箱花键齿轮的感应淬火表面强化

工艺115

[实例34]大模数齿轮、齿条单齿中频淬火质量改进117

[实例35]42CrMo端齿盘的超音频感应淬火表面强化118

[实例36]45钢薄壁齿轮的超音频感应淬火表面强化120

2��2��2齿轮火焰淬火热处理表面强化典型案例分析121

[实例37]大型立车齿圈单齿火焰淬火热处理工艺的优化121

2��2��3齿轮调质热处理强化典型案例分析122

[实例38]某加工机床齿条的调质热处理强化122

2��3机床齿轮的渗氮化学热处理强化典型案例123

2��3��1渗氮与离子渗氮齿轮的热处理表面强化实例分析123

[实例39]LC280A车床某薄片齿轮的气体渗氮热处理表面

强化123

[实例40]车床变速箱拨叉齿轮的气体渗氮工艺124

[实例41]车铣床主轴箱齿轮轴及小齿轮的气体渗氮工艺126

[实例42]控制薄壁齿轮轴气体渗氮变形128

[实例43]38CrMoAl齿轮轴的离子渗氮化学热处理表面

强化129

[实例44]38CrMoAlA渗氮钢端齿盘的离子渗氮化学热处理

强化131

[实例45]38CrMoAl机床齿轮离子渗氮的畸变控制132

[实例46]40Cr高速中载机床变速箱齿轮的复合热处理工艺

研究134

2��3��2齿轮的氮碳共渗热处理表面强化典型案例分析135

[实例47]45钢机床齿条的氮碳共渗表面强化135

2��3��3高精度数控机床齿轮的真空热处理强化136

[实例48]高精度数控铣床齿轮的微变形真空热处理136

2��4特定工况机床齿轮的热处理强化典型案例138

2��4��1齿轮的渗碳化学热处理表面强化典型案例分析138

[实例49]铣床传动机构弧齿锥齿轮的渗碳化学热处理表面

强化138

[实例50]渗碳钢端齿盘的渗碳化学热处理表面强化140

[实例51]数控铣床螺旋锥齿轮渗碳淬火的变形研究142

[实例52]控制带有内花键的花键轴渗碳淬火变形的工艺

措施144

[实例53]万能分度头蜗杆的气体渗碳化学热处理表面

强化146

2��4��2齿轮的碳氮共渗热处理表面强化典型案例分析148

[实例54]机床分度头蜗杆的稀土碳氮共渗表面强化148

3 车辆齿轮的热处理强化

3��1车辆齿轮材料及其热处理概述154

3��1��1车辆齿轮的服役条件、失效形式与性能要求154

3��1��2车辆齿轮钢材料154

3��1��3车辆齿轮的热处理工艺156

3��1��4典型车辆齿轮的机械加工工艺流程160

3��2汽车齿轮及其热处理强化实例分析160

3��2��1汽车变速箱类齿轮热处理强化实例分析160

[实例55]汽车变速箱齿轮的渗碳化学热处理表面强化160

[实例56]载重汽车变速箱第二轴倒挡齿轮的滴注式气体渗碳

表面强化161

[实例57]JN��150型载重汽车变速箱二轴齿轮的渗碳淬火

表面强化164

[实例58]某汽车变速器一挡从动齿轮最终热处理工艺的

改进165

[实例59]20CrMnTi同步器齿环的稀土渗碳热处理工艺优化167

[实例60]别克轿车变速器主减速太阳轮轴的低压真空渗碳

表面强化169

[实例61]SAE8620RH解放牌汽车变速器三速齿轮的渗碳

工艺171

[实例62]汽车变速器主动轴五挡齿轮渗碳淬火热变形的

控制176

[实例63]19MnCr5G轿车变速箱齿套的碳氮共渗及压淬

关键技术177

[实例64]20CrMnTi汽车变速齿轮碳氮共渗黑色组织的分析

及预防180

[实例65]40Cr变速器内齿圈的氮碳共渗182

[实例66]20CrMo汽车变速箱齿轮轴的氮碳共渗复合热处理

表面强化185

3��2��2汽车驱动桥类齿轮热处理强化实例分析187

[实例67]20CrMnTiH汽车后桥从动锥齿轮的稀土快速渗碳

工艺187

[实例68]20CrMnTi从动螺旋锥齿轮的BH催渗渗碳热处理表面强化190

[实例69]20CrMnTi STR主动锥齿轮的渗碳淬火热处理工艺

改进194

[实例70]提高20CrMnTiH汽车后桥从动锥齿轮渗碳压淬合格

率的措施196

[实例71]20CrMoH汽车后桥从动齿轮断齿和齿面损伤的失效

分析201

[实例72]20CrMnTiH载重汽车后桥圆锥齿轮失效分析及改进

措施203

[实例73]SAE8822H重型卡车车桥大直径盘式锥齿轮渗碳淬火

畸变的控制207

[实例74]8620H轻型车从动锥齿轮渗碳淬火平面度变形控制

的试验209

[实例75]汽车后桥螺旋锥齿轮热处理变形的影响因素与

控制213

[实例76]20CrMnTi汽车后桥被动锥齿轮渗碳淬火变形的

研究215

[实例77]20CrMnTi汽车后桥被动齿轮碳氮共渗热处理变形

的预防措施216

[实例78]20CrMnTi汽车主减速器主、从动齿轮的热处理

工艺218

[实例79]22CrMoH重载汽车主减速器大模数齿轮渗碳淬

火的致裂因素220

3��2��3其他类型汽车齿轮热处理强化实例分析223

[实例80]20CrMnTi渗碳淬火大模数齿轮磨削裂纹原因223

[实例81]渗碳淬火齿轮磨削烧伤成因分析及改善措施225

[实例82]8620RH汽车太阳轮热处理工艺探讨227

[实例83]20CrMnTi重载汽车内齿圈碳氮共渗和淬火变形的

控制229

[实例84]20CrMnTiH汽车行星和半轴齿轮热处理工艺的

改进231

[实例85]42CrMo钢制Y10T输出齿轮轴的感应淬火表面

强化234

[实例86]27MnCr5轿车发动机曲轴平衡箱小齿轮的离子渗氮

表面强化236

[实例87]40Cr高速柴油机凸轮轴双联齿轮的盐浴氮碳共渗

表面强化239

3��3拖拉机、农业机械与摩托车齿轮的热处理强化实例分析241

3��3��1拖拉机变速箱齿轮的失效分析与热处理强化典型

案例242

[实例88]20CrMnTi拖拉机主动弧齿锥齿轮的早期磨

损失效分析242

[实例89]18CrMnTi拖拉机二轴齿轮接触疲劳损坏的研究244

[实例90]20CrMnTi拖拉机变速箱齿轮的预氧化低温气体

渗碳247

[实例91]20CrMnTi拖拉机变速箱二轴齿轮的热处理工艺

改进249

[实例92]20Cr小四轮拖拉机变速箱齿轮的热处理工艺

研究252

3��3��2拖拉机其他类型齿轮的失效分析与热处理强化典型

案例254

[实例93]20CrMnTi拖拉机主减速器齿轮的失效分析254

[实例94]奥贝球铁拖拉机最终传动从动齿轮的热处理

工艺优化256

[实例95]45钢拖拉机发动机飞轮齿圈的中频淬火表面强化260

3��3��3农业机械类齿轮的热处理强化实例分析261

[实例96]20CrMnTiH农用三轮车变速箱四轮曲轴齿轮

断裂的失效分析261

[实例97]20CrMnTi耕整机变速箱三轴离合齿轮的热

处理工艺264

3��3��4摩托车齿轮的热处理强化实例分析265

[实例98]125摩托车齿轮的气体碳氮共渗工艺265

[实例99]125摩托车主轴五挡齿轮点蚀磨损的改善267

[实例100]提高BEST110型摩托车发动机离合器齿轮

精度的措施269

[实例101]40Cr摩托车主驱动齿轮的低真空变压氮碳共渗272

3��4工程机械传动齿轮的热处理强化实例分析275

3��4��1驱动桥类齿轮的热处理强化实例分析275

[实例102]20CrMnTi装载机驱动桥主动锥齿轮的失效分析275

[实例103]振动压路机驱动桥弧齿准双曲面齿轮的失效分析279

[实例104]水泥搅拌车底盘驱动桥主动锥齿轮加工工艺设计282

[实例105]20CrMoH3工程车辆轮边减速器内齿圈的渗

碳淬火变形控制283

[实例106]S48CV大功率推土机齿轮感应淬火裂纹的探讨286

3��4��2变速器及其他类型齿轮的热处理强化实例分析289

[实例107]20CrMo起重机械变速箱用斜齿轮的热处理工艺

研究289

[实例108]20CrMnTi叉车变速箱输入齿轮的热处理强化291

[实例109]工程机械提梁机发动机中间齿轮的失效分析294

[实例110]搅拌系列减速机螺旋锥齿从动轮的渗碳淬火

畸变及控制297

[实例111]大型养路机械车轴齿轮箱用带内花键双联齿轮

的优化设计299

[实例112]8620RH大型机械齿轮轴的热处理工艺优化302

[实例113]SCSiMn2H钢挖掘机链轮的中频淬火表面强化304

4 能源与航空装备类齿轮的热处理强化

4��1风电齿轮用材及其热处理强化概述308

4��1��1风电齿轮的服役条件、失效形式与性能要求308

4��1��2风电齿轮箱齿轮用钢309

4��1��3风电齿轮的热处理工艺310

4��1��4风电齿轮热处理畸变及其控制311

4��1��5典型风电齿轮的机械加工工艺流程312

4��2风电齿轮的热处理强化实例分析312

4��2��1风电齿轮箱齿轮的热处理强化实例分析312

[实例114]18CrNiMo7��6大功率风电齿轮箱增速齿轮断裂

分析312

[实例115]风电齿轮箱二级传动结构某齿轮断齿的失效

分析314

[实例116]42CrMoA 2MW风电齿轮箱内齿圈的热处理

工艺改进317

[实例117]消除风电增速箱行星齿轮内孔磨削烧伤的

工艺改进318

[实例118]风电系统中加速器齿轮的微动磨损失效分析320

[实例119]风电齿轮齿面的微点蚀现象及其重要性321

4��2��2风电齿轮箱齿轮轴、偏航减速器齿轮的热处理强化实例

分析324

[实例120]42CrMo风电机组偏航减速器小齿断裂的失效

分析324

[实例121]42CrMo偏航齿圈的离子渗氮表面强化327

[实例122]20CrMnTi风电齿轮轴带状组织的消除及工艺

改进329

4��3火电与核电设备齿轮的热处理强化实例分析331

4��3��1火电设备齿轮的热处理强化实例分析331

[实例123]VH2��280减速器第二级小齿轮的失效分析及

改进331

[实例124]17Cr2Ni2MoA主汽轮机减速器齿轮渗碳淬火变形

的控制333

[实例125]45CrNiMoVA燃气轮机减速箱齿轮的断齿失效

分析335

4��3��2核电设备齿轮的热处理强化实例分析338

[实例126]压水堆核电站循环冷却水泵行星减速器齿轮的选材

与热处理338

[实例127]大亚湾核电站循环冷却水泵减速齿轮的失效分析

与改进341

4��4航空齿轮用材及其热处理强化概述342

4��4��1航空齿轮的服役条件、失效形式与性能要求342

4��4��2高性能的航空齿轮钢342

4��4��3航空齿轮钢的热处理工艺344

4��4��4典型航空齿轮零件的机械加工工艺流程344

4��4��5常见航空齿轮热处理缺陷及预防补救措施345

4��4��6航空齿轮热处理强化实例分析345

[实例128]12Cr2Ni4A某型号发动机锥齿轮的断齿失效

分析345

[实例129]9310钢某型飞机主减速器太阳轮轮齿表面损伤

失效分析348

[实例130]16Ni3CrMoE发动机尾减输入齿轮的疲劳失效

分析351

[实例131]18CrMnTi航空发动机HK�并蟪萋值奈⒘盐品治黾�

消除措施355

[实例132]16CrNi4MoA环形齿轮渗碳淬火畸变的控制357

[实例133]12Cr2Ni4A传动齿轮在碳氮共渗和淬火中的畸变

控制360

[实例134]20CrMo主减齿轮的渗碳淬火畸变控制362

[实例135]30Cr3MoA航空发动机转子组件内花键的离子渗

氮表面强化364

5 轨道交通装备齿轮及其热处理强化

5��1牵引齿轮――现代轨道交通机车的纤绳367

5��1��1机车牵引齿轮的服役条件、失效形式与性能要求367

5��1��2机车牵引齿轮的材料选用368

5��1��3机车牵引齿轮的热处理工艺370

5��2轨道交通机车牵引齿轮的热处理强化典型案例371

5��2��1机车牵引齿轮的失效实例分析371

[实析136]20CrMnMoA薄壁牵引主动齿轮的失效分析及

工艺改进371

[实例137]20CrMnMoA内燃机车牵引主动齿轮断裂失效

原因分析374

[实例138]SDD8型机车用牵引主动齿轮的合理设计376

[实例139]SS4G型机车从动齿轮的齿根惯性裂纹

失效分析381

5��2��2机车牵引齿轮的热处理强化实例分析384

[实例140]18CrNiMo7��6机车牵引主动齿轮的渗碳热处理

强化384

[实例141]机车牵引齿轮的直接淬火热处理工艺试验研究387

[实例142]18CrNiMo7��6重载机车齿轮的喷丸工艺参数

选择390

[实例143]机车牵引齿轮的热处理工艺392

5��3轨道交通机车其他齿轮的热处理强化典型案例395

5��3��1轨道交通机车其他齿轮的失效案例分析395

[实例144]42CrMo机车从动齿轮的断裂失效分析395

[实例145]20CrMnTi重型机车齿轮的失效分析及工艺

改进397

5��3��2轨道交通机车其他齿轮的热处理强化实例分析398

[实例146]稀土渗碳工艺在机车齿轮上的应用398

[实例147]东风机车大直径重载齿轮的渗碳淬火变形

有效控制400

[实例148]淬火温度对20CrMnTi渗碳钢组织及性能的

影响402

[实例149]渗碳齿轮的盐浴淬火热处理强化405

[实例150]20CrMnTi内燃机车柴油机齿轮的碳氮共渗热

处理强化409

[实例151]东风11准高速内燃机车变速箱齿轮的气体碳氮

共渗表面强化412

6 冶金、矿山、石油化工及建材设备齿轮的热处理强化

6��1冶金机械类齿轮及其热处理强化实例分析415

6��1��1概述415

6��1��2冶金机械齿轮的失效分析典型案例416

[实例152]20CrMnMoA轧钢机重载齿轮的断裂失效分析416

[实例153]惯量齿轮驱动装置传动齿轮的损伤失效分析及

改进418

[实例154]17Cr2Ni2Mo热连轧机齿轮轴的断裂失效分析421

[实例155]ZG35CrMo大型感应淬火铸钢齿轮的异常断裂

失效分析424

[实例156]斗轮取料机用减速器末级大齿轮的失效分析及

国产化427

6��1��3冶金机械齿轮的热处理强化实例分析431

[实例157]20CrNi2MoA大型齿圈的热处理工艺及畸变

控制431

[实例158]20CrMnMo大齿宽双联齿圈的热处理渗碳淬

火畸变控制434

[实例159]17Cr2Ni2Mo大模数齿轮轴的渗碳淬火热处理工艺

优化435

[实例160]650轧钢机大型锥齿轮轴锻件的热处理工艺437

[实例161]65t转炉倾动减速机大齿轮的热处理、焊接及机械

加工工艺研究439

6��2矿山机械设备齿轮及其热处理概述442

6��2��1矿山机械设备齿轮的工作条件、失效形式及性能要求442

6��2��2矿山机械设备齿轮的选材445

6��2��3矿山机械设备齿轮的热处理特点446

6��3矿山机械设备齿轮及其热处理实例分析448

6��3��1煤矿机械齿轮的失效分析典型案例448

[实例162]42CrMo单驱动辊式破碎机传动齿轮的失效

分析448

[实例163]18Cr2Ni4WA采煤掘进机渗碳齿轮轴的纵裂

失效分析450

[实例164]17Cr2Ni2Mo采煤机行走轮的失效与热处理

强化452

6��3��2煤矿机械齿轮的热处理强化实例分析454

[实例165]采掘机械重载齿轮钢15CrNi3MoA的热处理

工艺454

[实例166]18Cr2Ni4WA采煤机齿轮的复合等温淬火

工艺456

[实例167]采煤机焊接齿轮的热处理工艺研究458

[实例168]40t刮板运输机齿轮的微氮中温气体渗碳

热处理研究459

[实例169]20Cr2Ni4A采煤机双联齿轮的真空离子碳

氮共渗表面强化462

6��3��3矿山机械齿轮的失效分析典型案例464

[实例170]挖掘卷扬机减速器行星齿轮的破碎失效分析464

[实例171]矿井提升绞车减速器二级齿轮的早期开裂

失效分析467

6��3��4矿山采掘机械齿轮的热处理强化实例分析469

[实例172]20CrNi2MoA矿采机械重载齿轮的渗碳热处理

强化469

[实例173]矿山机械大型齿轮的热处理工艺改进472

[实例174]20CrMnTi双联齿轮的碳氮共渗热处理强化473

[实例175]35CrMoVA掘进机大模数重载齿轮的表面

热处理强化474

[实例176]ZG42CrMo大型球磨机大齿轮的热处理工艺475

[实例177]矿山机械磨机大模数开式齿轮的热处理技术改造478

6��4石油、化工机械齿轮及其热处理强化实例分析480

6��4��1石油机械齿轮的失效分析典型案例480

[实例178]抽油机减速器人字齿轮的失效分析480

[实例179]变速器齿轮故障(失效)的频谱分析诊断481

6��4��2石油机械齿轮的热处理强化实例分析484

[实例180]20CrMnTi油田柱塞泵减速箱齿轮的热处理

工艺改进484

[实例181]42CrMo石油钻机弧齿锥齿轮的渗氮热处理

工艺优化485

[实例182]钻井泵小齿轮轴的选材与加工487

6��4��3化工机械齿轮的失效分析及热处理强化实例分析489

[实例183]搅拌器减速机齿轮轴和齿轮的断裂失效分析489

[实例184]离心设备用ZG80行星齿轮箱的失效分析492

[实例185]大型减速器齿轮断裂失效分析及改进措施494

[实例186]螺杆压缩机同步齿轮的失效分析及改进设计496

[实例187]34CrNi3Mo主风机高速双圆弧齿轮的深层离子渗氮

强化498

6��5建材设备齿轮及其热处理强化实例分析500

6��5��1建材设备齿轮的失效分析典型案例500

[实例188]KMPS675立磨减速机齿轮断齿的失效分析及预防

措施500

[实例189]YT10液压振动压路机驱动桥弧齿准双曲面齿轮的

失效分析504

6��5��2建材设备齿轮的热处理强化实例分析507

[实例190]ZG35CrMo水泥机械剖分式特大型齿轮的加工防

变形措施507

[实例191]ZG35CrMo回转窑大齿圈变形的热校正508

7 船舶与海洋工程装备齿轮的热处理强化

7��1船舶装备用高速齿轮的热处理强化实例分析510

7��1��1船舶装备用高速齿轮的失效分析典型案例510

[实例192]20CrMnMo船用输出渗碳重载齿轮的表面裂纹

失效分析510

7��1��2船舶装备用高速齿轮的热处理强化实例分析513

[实例193]二次正火法在20CrMnMo齿轮轴晶粒细化中的

应用513

[实例194]舰船齿轮的渗碳变形及其控制514

[实例195]20CrMnMo重载齿轮的高效节能渗碳复合热处理

工艺517

[实例196]G42CrMo4升船机驱动机构大型齿条的中频感应

淬火强化520

[实例197]42CrMo船舶起重机浮吊传动件齿条的热处理变形

防止措施522

[实例198]MWM系列高速柴油机凸轮轴齿轮的氮碳共渗

热处理强化523

7��2海洋工程装备齿轮的热处理强化实例分析526

[实例199]自升式平台升降系统齿轮的失效分析526

[实例200]34CrNi1Mo海洋工程用大型人字齿轮的热处理及其

制造技术529

参考文献 5312100433B