輪齒
簡稱齒，是齒輪上 每壹個用於嚙合的凸起部分，這些凸起部分壹般呈輻射狀排列，配對齒輪上的輪齒互相接觸，可使齒輪持續嚙合運轉；
齒槽
是齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間；端面是圓柱齒輪或圓柱蝸桿上 ，垂直於齒輪或蝸桿軸線的平面
法面
指的是垂直於輪齒齒線的平面
齒頂圓
是指齒頂端所在的圓
齒根圓
是指槽底所在的圓
基圓
形成漸開線的發生線作純滾動的圓
分度圓
是在端面內計算齒輪幾何尺寸的基準圓。
編輯本段分類
齒輪可按齒形、齒輪外形、齒線形狀、輪齒所在的表面和制造方法等分類。 齒輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開線齒輪比較容易制造，因此現代使用的齒輪中 ，漸開線齒輪占絕對多數，而擺線齒輪和圓弧齒輪應用較少。 在壓力角方面，小壓力角齒輪的承載能力較小；而大壓力角齒輪，雖然承載能力較高，但在傳遞轉矩相同的情況下軸承的負荷增大，因此僅用於特殊情況。而齒輪的齒高已標準化，壹般均采用標準齒高。變位齒輪的優點較多，已遍及各類機械設備中。 另外，齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪 ；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪；按輪齒所在的表面分為外齒輪、內齒輪；按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結齒輪等。 齒輪的制造材料和熱處理過程對齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀50年代前，齒輪多用碳鋼，60年代改用合金鋼，而70年代多用表面硬化鋼。按硬度 ，齒面可區分為軟齒面和硬齒面兩種。 軟齒面的齒輪承載能力較低，但制造比較容易，跑合性好， 多用於傳動尺寸和重量無嚴格限制，以及小量生產的壹般機械中。因為配對的齒輪中，小輪負擔較重，因此為使大小齒輪工作壽命大致相等，小輪齒面硬度壹般要比大輪的高 。 硬齒面齒輪的承載能力高，它是在齒輪精切之後 ，再進行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理，以提高硬度。但在熱處理中，齒輪不可避免地會產生變形，因此在熱處理之後須進行磨削、研磨或精切 ，以消除因變形產生的誤差，提高齒輪的精度。
編輯本段材料
制造齒輪常用的鋼有調質鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強度比鍛鋼稍低，常用於尺寸較大的齒輪；灰鑄鐵的機械性能較差，可用於輕載的開式齒輪傳動中；球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪 ；塑料齒輪多用於輕載和要求噪聲低的地方，與其配對的齒輪壹般用導熱性好的鋼齒輪。 未來齒輪正向重載、高速、高精度和高效率等方向發展，並力求尺寸小、重量輕、壽命長和經濟可靠。 而齒輪理論和制造工藝的發展將是進壹步研究輪齒損傷的機理，這是建立可靠的強度計算方法的依據，是提高齒輪承載能力，延長齒輪壽命的理論基礎；發展以圓弧齒廓為代表的新齒形；研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝； 研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場的分布，進行輪齒修形，以改善齒輪運轉的平穩性，並在滿載時增大輪齒的接觸面積，從而提高齒輪的承載能力。 摩擦、潤滑理論和潤滑技術是 齒輪研究中的基礎性工作，研究彈性流體動壓潤滑理論，推廣采用合成潤滑油和在油中適當地加入極壓添加劑，不僅可提高齒面的承載能力，而且也能提高傳動效率。
編輯本段中國齒輪工業的發展
中國齒輪工業在“十五”期間得到了快速發展：2005年齒輪行業的年產值由2000年的240億元增加到683億元，年復合增長率23.27%，已成為中國機械基礎件中規模最大的行業。就市場需求與生產規模而言，中國齒輪行業在全球排名已超過意大利，居世界第四位。 2006年，中國全部齒輪、傳動和驅動部件制造企業實現累計工業總產值102628183千元，比上年同期增長24.15％；實現累計產品銷售收入98238240千元，比上年同期增長24.37％；實現累計利潤總額5665210千元，比上年同期增長26.85％。 2007年1-12月，中國全部齒輪、傳動和驅動部件制造企業實現累計工業總產值136542841千元，比上年同期增長30.96％；2008年1-10月，中國全部齒輪、傳動和驅動部件制造企業實現累計工業總產值144529138千元，比上年同期增長32.92％。 中國齒輪制造業與發達國家相比還存在自主創新能力不足、新品開發慢、市場競爭無序、企業管理薄弱、信息化程度低、從業人員綜合素質有待提高等問題。現階段齒輪行業應通過市場競爭與整合，提高行業集中度，形成壹批擁有幾十億元、5億元、1億元資產的大、中、小規模企業；通過自主知識產權產品設計開發，形成壹批車輛傳動系（變速箱、驅動橋總成）牽頭企業，用牽頭企業的配套能力整合齒輪行業的能力與資源；實現專業化、網絡化配套，形成大批有特色的工藝、有特色的產品和有快速反應能力的名牌企業；通過技改，實現現代化齒輪制造企業轉型。 “十壹五”末期，中國齒輪制造業年銷售額可達到1300億元，人均銷售額上升到65萬元/年，在世界行業排名中達到世界第二。2006-2010年將新增設備10萬臺，即每年用於新增設備投資約60億元，新購機床2萬臺，每臺平均單價30萬元。到2010年，中國齒輪制造業應有各類機床總數約40萬臺，其中數控機床10萬臺，數控化率25％（高於機械制造全行業平均值17%）。
編輯本段類型
傳動比
定傳動比 —— 圓形齒輪機構(圓柱、圓錐） 變傳動比 —— 非圓齒輪機構（橢圓齒輪）
輪軸相對位置
平面齒輪機構 直齒圓柱齒輪傳動 外嚙合齒輪傳動 內嚙合齒輪傳動 齒輪齒條傳動 斜齒圓柱齒輪傳動 人字齒輪傳動 空間齒輪機構 圓錐齒輪傳動 交錯軸斜齒輪傳動 蝸輪蝸桿傳動
工藝
錐形齒輪 毛坯半制品齒輪 螺旋齒輪 內齒輪 直齒輪 蝸輪蝸桿
編輯本段斜齒圓柱齒輪主要參數
螺旋角
β > 0為左旋，反之為右旋
齒距
pn = ptcosβ，下標n和t分別表示法向和端面
模數
mn = mtcosβ
分度圓直徑
d = mtz
中心距
a=1/2*m(z1+z2)
正確嚙合條件
m1 = m2,α1 = α2,β1 = ? β2
編輯本段診斷
進行簡易診斷的目的是迅速判斷齒輪是否處於正常工作狀態，對處於異常工作狀態的齒輪進壹步進行精密診斷分析或采取其他措施。當然，在許多情況下，根據對振動的簡單分析，也可診斷出壹些明顯的故障。 齒輪的簡易診斷包括噪聲診斷法、振平診斷法以及沖擊脈沖（SPM）診斷法等，最常用的是振平診斷法。 振平診斷法是利用齒輪的振動強度來判別齒輪是否處於正常工作狀態的診斷方法。根據判定指標和標準不同，又可以分為絕對值判定法和相對值判定法。
絕對值判定法
絕對值判定法是利用在齒輪箱上同壹測點部位測得的振幅值直接作為評價運行狀態的指標。 用絕對值判定法進行齒輪狀態識別，必須根據不同的齒輪箱，不同的使用要求制定相應的判定標準。 制定齒輪絕對值判定標準的主要依據如下： 1)對異常振動現象的理論研究； (2)根據實驗對振動現象所做的分析； (3)對測得數據的統計評價； (4)參考國內外的有關標準。 實際上，並不存在可適用於壹切齒輪的絕對值判定標準，當齒輪的大小、類型等不同時，其判定標準自然也就不同。 按壹個測定參數對寬帶的振動做出判斷時，標準值壹定要依頻率而改變。頻率在1kHz以下，振動按速度來判定；頻率在1kHz以上，振動按加速度來判定。實際的標準還要根據具體情況而定。
相時值判定法
在實際應用中，對於尚未制定出絕對值判定標準的齒輪，可以充分利用現場測量的數據進行統計平均，制定適當的相對判定標準，采用這種標準進行判定稱為相對值判定法。 相對判定標準要求將在齒輪箱同壹部位測點在不同時刻測得的振幅與正常狀態下的振幅相比較，當測量值和正常值相比達到壹定程度時，判定為某壹狀態。比如，相對值判定標準規定實際值達到正常值的1.6~2倍時要引起註意，達到2.56~4倍時則表示危險等。至於具體使用時是按照1.6倍進行分級還是按照2倍進行分級，則視齒輪箱的使用要求而定，比較粗糙的設備（例如礦山機械）壹般使用倍數較高的分級。 實際中，為了達到最佳效果，可以同時采用上述兩種方法，以便對比比較，全面評價。
編輯本段術語
輪齒（齒）——齒輪上的每壹個用於嚙合的凸起部分。壹般說來，這些凸起部分呈輻射狀排列。配對齒輪上輪齒互相接觸，導致齒輪的持續嚙合運轉。 齒槽——齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間。 齒輪
端面——在圓柱齒輪或圓柱蝸桿上垂直於齒輪或蝸桿軸線的平面。 法面——在齒輪上，法面指的是垂直於輪齒齒線的平面。 齒頂圓——齒頂端所在的圓。 齒根圓——槽底所在的圓。 基圓——形成漸開線的發生線在其上作純滾動的圓。 分度圓——在端面內計算齒輪幾何尺寸的基準圓，對於直齒輪，在分度圓上模數和壓力角均為標準值。 齒面——輪齒上位於齒頂圓柱面和齒根圓柱面之間的側表面。 齒廓——齒面被壹指定曲面（對圓柱齒輪是平面）所截的截線。 齒線——齒面與分度圓柱面的交線。 端面齒距pt——相鄰兩同側端面齒廓之間的分度圓弧長。 模數m——齒距除以圓周率π所得到的商,以毫米計。 徑節p——模數的倒數，以英寸計。 齒厚s ——在端面上壹個輪齒兩側齒廓之間的分度圓弧長。 槽寬e ——在端面上壹個齒槽的兩側齒廓之間的分度圓弧長。 齒頂高hɑ——齒頂圓與分度圓之間的徑向距離。 齒根高hf——分度圓與齒根圓之間的徑向距離。 全齒高h——齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離。 齒寬b——輪齒沿軸向的尺寸。 端面壓力角 ɑt—— 過端面齒廓與分度圓的交點的徑向線與過該點的齒廓切線所夾的銳角。 基準齒條(Standard Rack):只基圓之尺寸,齒形,全齒高,齒冠高及齒厚等尺寸均合乎標準正齒輪規格之齒條,依其標準齒輪規格所切削出來之齒條稱為基準齒條. 基準節圓(Standard Pitch Circle):用來決定齒輪各部尺寸基準圓.為 齒數x模數 基準節線(Standard Pitch Line):齒條上壹條特定節線或沿此線測定之齒厚,為節距二分之壹. 作用節圓(Action Pitch Circle):壹對正齒輪咬合作用時,各有壹相切做滾動圓. 基準節距(Standard Pitch)：以選定標準節距做基準者,與基準齒條節距相等. 節圓(Pitch Circle):兩齒輪連心線上咬合接觸點各齒輪上留下軌跡稱為節圓. 節徑(Pitch Diameter):節圓直徑. 有效齒高(Working Depth):壹對正齒輪齒冠高和.又稱工作齒高. 齒冠高(Addendum):齒頂圓與節圓半徑差. 齒隙(Backlash):兩齒咬合時,齒面與齒面間隙. 齒頂隙(Clearance):兩齒咬合時,壹齒輪齒頂圓與另壹齒輪底間空隙. 節點(Pitch Point):壹對齒輪咬合與節圓相切點. 節距(Pitch):相鄰兩齒間相對應點弧線距離. 法向節距(Normal Pitch):漸開線齒輪沿特定斷面同壹垂線所測節距.
編輯本段塑料齒輪
隨著科學的發展，齒輪已經慢慢由金屬齒輪轉變為塑料齒輪。因為塑料齒輪更具有潤滑性和耐磨性。 可以減小噪音，降低成本，降低摩擦。 常用的塑料齒輪材料有：PVC,POM,PTFE,PA,尼龍，PEEK等。
編輯本段生產企業
齒輪工業主要由三類企業組成：車輛齒輪傳動制造企業，工業齒輪傳動制造企業與齒輪專用裝備制造企業。其中，車輛齒輪壹枝獨秀，其市場份額達到60%；工業齒輪由工業通用、專用、特種齒輪構成，其市場份額分別為18%、12%、8%；齒輪裝備這壹塊只占市場份額的2%。 主要生產企業： 杭州前進齒輪箱集團有限公司 重慶齒輪箱有限責任公司 浙江恒久機械集團有限公司等。 齒輪工業主要由三類企業組成：車輛齒輪傳動制造企業，工業齒輪傳動制造企業與齒輪專用裝備制造企業。其中，車輛齒輪壹枝獨秀，其市場份額達到60%；工業齒輪由工業通用、專用、特種齒輪構成，其市場份額分別為18%、12%、8%；齒輪裝備這壹塊只占市場份額的2%。 主要生產企業舉例： 杭州前進齒輪箱集團有限公司 重慶齒輪箱有限責任公司 浙江恒久機械集團有限公司 江蘇飛船股份有限公司 亞實履帶(天津)有限公司 南京高速齒輪制造有限公司 正茂集團有限責任公司 四川齒輪廠 杭州東華鏈條集團有限公司
編輯本段圖片
直齒輪(應用於數控龍門銑床)
螺旋傘齒輪(應用於數控龍門銑床的附件銑頭)
斜齒輪(應用於普通銑床)
齒輪軸(應用於數控立式車床)
各種模壓成形齒輪(10張)
編輯本段中重型載貨汽車齒輪概況
我國中重型載貨汽車齒輪用鋼牌號較多，主要是為適應引進當時國外先進汽車技術的要求。50年代我國從原蘇聯裏哈喬夫汽車廠引進當時蘇聯中型載貨汽車(即“解放”牌原車型)生產技術的同時，也引進了原蘇聯生產汽車齒輪的20CrMnTi鋼種。 改革開放以後，隨著我國經濟建設的高速發展，為了滿足我國交通運輸的快速發展需要，從80年代開始，我國有計劃地引進工業發達國家的各類先進機型，各類國外先進中重型載貨汽車也不斷引進。同時，我國大汽車廠同國外著名汽車大公司進行合作，引進國外先進汽車生產技術，其中包括汽車齒輪的生產技術。與此同時，我國鋼鐵冶煉技術水平也在不斷提高，采用鋼包二次冶煉及成分微調和連鑄連軋等先進治煉技術，使得鋼廠能生產出高純凈度、淬透性能帶縮窄的齒輪用鋼材，從而實現了引進汽車齒輪用鋼的國產化，使我國齒輪用鋼的生產水平上了壹個新臺階。近年來，適合於我國國情的國產重型汽車齒輪用含鎳高淬透性能鋼也得到了開發和應用，取得了較好效果。汽車齒輪的熱處理技術也從原50-60年代采用井式氣體滲碳護發展到當前普遍采用由計算機控制的連續式氣體滲碳自動線和箱式多用爐及自動生產線(包括低壓(真空)滲碳技術)、齒輪滲碳預氧化處理技術，齒輪淬火控制冷卻技術(由於專用淬火油和淬火冷卻技術的使用)、齒輪鍛坯等溫正火技術等。這些技術的采用不僅使齒輪滲碳淬火畸變得到了有效控制、齒輪加工精度得到提高、使用壽命得到延長，而且還滿足了齒輪的現代化熱處理的大批量生產需要。 有關文獻指出，汽車齒輪的壽命主要由兩大指標考核，壹是齒輪的接觸疲勞強度，二是齒輪的彎曲疲勞強度。前者主要由滲碳淬火質量決定，後者主要由齒輪材料決定。為此，有必要對汽車齒輪用滲碳鋼的要求、性能及其熱處理特點有壹個較全面的了解。
鉻錳鈦鋼和硼鋼
長期以來，我國載貨汽車齒輪使用最普遍的鋼種是20CrMnTi。這是上世紀50年代我國從原蘇聯引進的中型的汽車齒輪18XTr鋼種(即20CrMnTi鋼)。該鋼晶粒細，滲碳時晶粒長大傾向小，具有良好的滲碳淬火性能，滲碳後可直接淬火。文獻指出，在1980年以前，我國的滲碳合金結構鋼(包括20CrbinTi鋼)在鋼材出廠時只保證鋼材的化學成分和用樣品測定的力學性能，但是在汽車生產時常常出現化學成分和力學性能合格的鋼材，由於淬透性能波動範圍過大而影響產品質量的情況。例如若20CrMnTi滲碳鋼的淬透性過低，則制成的齒輪滲碳淬火後，心部硬度低於技術條件規定的數值，疲勞試驗時，齒輪的疲勞壽命降低壹半；若淬透性能過高，則齒輪滲碳淬火後內孔收縮量過大而影響齒輪裝配。 由於鋼材淬透性能對輪齒心部的硬度和畸變都有極其重大的影響，1985年冶金部頒布了我國的保證淬透性結構鋼技術條件(GB5216-85)，在此技術條件中列入了包括20CxMnTiH、20MnVBH鋼在內的10種滲碳鋼的化學成分、淬透性能數據。標準中規定：用於制造齒輪的20CrMnTi鋼的淬透性能指標為距水冷端9咖處的硬度為30-42HRC。在此之後，采用20CrMnTi鋼生產齒輪的齒心部硬度過低和畸變過大的問題基本上得到了解決。但是不管齒輪模數大小和鋼材截面粗細均采用同壹鋼號20CrMnTi鋼顯然是不合理的。近年來，由於我國鋼材冶煉技術水平的提高以及合金結構鋼供應情況的改善，已經有條件把齒輪鋼的淬透性能帶進壹步縮窄，並根據不同產品(如變速器齒輪與後橋齒輪等)的要求開發新的鋼種以滿足其要求。 通過與鋼廠協商，1997年長春壹汽先後與生產齒輪鋼廠的生產廠家簽定了將20CrMnTi鋼淬透性能分擋供應的協議，例如“解放”牌5t載貨汽車上用於制造截面尺寸較小的變速器第壹軸、中間軸齒輪和截面尺寸較大的後橋主、從動圓錐齒輪用20CrMnTiH鋼淬透性能組別分別為I和Ⅱ，對應淬透性能分別為J9：30—36HRC和J9＝36～42HRC。 1960年前後，由於我國鎳、鉻鋼的供應緊張，影響了我國含鎳、鉻鋼材的生產。而當時我國的汽車工業是從原蘇聯引進的技術，蘇聯大量應用含鎳、鉻的鋼材。因此，當時我國汽車工業大力發展了硼鋼的開發、研制工作，用20MnVB和20Mn2TiB鋼代替20CrMnTi滲碳鋼制造齒輪。這是因為在結構鋼中加入微量硼(0.0001%-0.0035%)可以顯著地提高鋼材的淬透性能，因此鋼中加入微量硼可以代替壹定數量的錳、鎳、鉻、鉬等貴重合金元素，因而硼鋼得到廣泛的應用。長春壹汽曾在“解放”牌汽車齒輪生產中使用過20MnTiB和20Mn2TiB鋼。 東風汽車公司生產的“東風”牌5，載貨汽車變速器和後橋齒輪分別采用20CrMnTi和20MnVB鋼制造。同樣，也與鋼廠簽定了把鋼材淬透性能帶縮窄並分檔供應的協議。變速器和後橋主、從動圓錐齒輪用鋼分別為20CrMnTiH(3)和20MnVBH(2)、20MnVBH(3)，對應淬透性能分別為J9＝32～39HRC和J9＝37～44HRC、J9＝34～42HRC。 我國綦江齒輪廠引進了德國公司的重型汽車變速器齒輪生產技術，在國內按德國Ⅲ公司的標準試制了該公司的Cr-Mn-B系含硼齒輪鋼獲得成功。其齒輪材料的淬透性能為J10＝31～39HRC 當然，20CrMnTi鋼及20MnTiB鋼、20MVB鋼等含硼鋼也存在不足。壹般認為20CrMnTi等滲碳鋼是本質細晶粒鋼，滲碳後晶粒不會租化，可直接淬火。但實際上由於鋼材冶煉質量的影響，常常在正常條件下發生晶粒粗化現象。對多批材料的實際晶粒度試驗，發現相當部分實際晶粒度只有2—3級(930℃保溫3h條件下)。文獻認為，20CrMnTi由於Ti含量較高，鋼中TiN夾雜物多，尤其是大塊的TiN夾雜是齒輪疲勞時的疲勞源，它的存在會降低齒輪的接觸疲勞性能。這種夾雜物呈立方結構，受力時易發生解理開裂，導致齒輪早期失效。另壹個問題是該鋼的淬透性能有限，不能滿足大直徑大模數齒輪的要求，滲碳有效硬化層深度和心部硬度均不能滿足重型齒輪的要求。此外，在熱處理過程中20CrMnTi鋼易產生內氧化和非馬氏體組織而降低齒輪的疲勞壽命。但目前在我國齒輪滲碳鋼中還沒有哪壹種鋼在滲碳工藝上有20CrMnTi鋼這樣成熟和可靠。所以，它仍是目前國內使用最普遍的滲碳鋼種。20MnVB、20MnTiB和20Mn2TiB等硼鋼也存在壹些缺點，如在冶煉時由於脫氧去氮不好而使硼不能起到增加淬透性能的作用，因此，使硼鋼的性能不穩定，滲碳淬火後的齒輪畸變增大而影響產品的質量。同時由於混晶和晶粒易於粗大，致變形不易控制和韌性較差，且硼鋼齒輪根部易產生托氏體組織和碳氮***滲齒輪的黑網、黑帶。因此，目前很多工廠中止使用該鋼種。然而，決不能就此得出硼鋼不適宜作齒輪滲碳鋼的結論。含硼的滲碳鋼在國外還有使用。例如，德國著名的Ⅳ齒輪廠，壹直使用由其本廠擬訂的保留鋼種ZF7，這是壹種含硼的低碳鉻錳鋼。該鋼主要化學成分(質量分數，%)為0.15～0.20C，0.15～0.40S，1.0～1.3Cr，1.0～1.3Mn，0.001～0.003B。美國汽車變速器齒輪和後橋主、從動齒輪有的也采用含硼滲碳鋼，如50B15、43BVl4和94B17。因此，只要鋼廠冶煉技術跟上去，硼鋼的上述問題是能夠解決的。 20CrMnTiH、20MnVBH和20MnTiBH鋼齒輪鍛坯在連續式等溫正火爐內進行處理可以保證得到均勻分布的片狀珠光體+鐵素體。這樣可以使齒輪的熱處理畸變大大減小，使齒輪的精度提高，使用壽命延長。 齒輪鍛坯等溫正火硬度為156～207HB。
鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼
22CrMnMo、20CrMnMoH和20CrMoH鋼由於有著較高淬透性而用於中型汽車齒輪。此類鋼可采用滲碳後直接淬火工藝。由於鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼中含有鉻和鉬等形成碳化物的元素，在滲碳過程中將促使輪齒表面碳含量增加，容易在滲碳層組織中出現大量碳化物，使滲碳層性能惡化。因此，齒輪采用鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼滲碳時，宜采用弱滲碳氣氛，以防止形成過量碳化物。22CrMnMo和20CrMnMoH齒輪鍛坯正火後在650～670℃進行高溫回火處理，金相組織為細片狀珠光體+少量鐵素體，硬度為171～229HB。20CrMnH齒輪鍛坯最好在連續式等溫正火爐中處理，935～945℃加熱，640～650℃先預冷後等溫，可獲得均勻的鐵素體+珠光體組織，硬度為156～207HB。文獻指出，20CrMoH鋼冶煉工藝穩定，淬透性帶較窄且易於控制，與20CrMnTi鋼齒輪比較，具有熱處理畸變小；滲層有良好、穩定的淬透性；金相組織、滲碳淬火後的表面和心部硬度，均能較好地滿足技術要求；疲勞性能好，比較適合汽車中小模數齒輪。綜合考慮齒輪的服役條件，既保證齒輪的疲勞壽命，又減少齒輪的熱處理畸變，在用以制造變速箱齒輪時應為J9＝30～36HRC，用以制造後橋齒輪時應為J9＝37～42HRC。
國外先進汽車齒輪用鋼的國產化
隨著國外先進車型的引進，各種齒輪鋼的國產化使我國的齒輪鋼水平上了壹個新臺階。目前，德國的Cr-Mn鋼，日本的Cr-Mo系鋼，和美國的SAE86鋼滿足了中小模數齒輪用鋼。國產載貨汽車齒輪有的采用美國牌號SAE8822H鋼，如8t和10t橋用圓錐齒輪采用SAE8822H，該鋼主要化學成分(質量分數，%)為0.19～0.25C，0.70～1.05Mn，0.15～0.35Si，0.35～0.75Ni，0.35～0.65Cr，0.30～0.40Mo。文獻認為，控制淬透性是解決齒輪畸變問題的關鍵。為減少畸變應選用Jominy淬透性帶寬在4HRC以下的H鋼。采用H鋼的齒輪熱處理後精度(接觸區)比普通鋼高70%～80%，使用壽命延長。因此，工業發達國家先後規定了滲碳合金結構鋼的淬透性帶。根據需要將淬透性帶限制在很窄的範圍(4～5HRC)。1)在德國訂貨時，可以要求鋼材的淬透性能在給定的範圍內，也可以要求縮窄淬透性能的鋼材。17CrNiM06非常適合制造大模數重負荷汽車齒輪，該鋼主要化學成分(質量分數，%)為0.15～0.20C，0.40～0.60Mn，1.50～1.80Cr，0.25～0.35Mo，1.40～1.70Ni。此鋼在我國已開始生產和使用。文獻認為，在17CrNiM06鋼齒輪滲碳過程中，在適當降低滲碳後期碳勢的同時加快滲碳後的冷卻速度，由空冷改為風冷，阻止大塊碳化物的形成，然後在630cC進行高溫回火，以析出部分合金碳化物，為的是在820℃二次加熱淬火時減少殘留奧氏體量，最終獲得較好的金相組織。2)奧地利"Styer"重型汽車廠要求淬透性帶寬為7HRC。3)日本中重型貨車，如“日野”牌KB222型載重9t汽車和“日產”牌CKL20DD型載貨8t汽車的變速器齒輪及後橋齒輪廣泛采用Cr-Mo系鋼，如SCM420H和SCM822H鋼，相當於我國國產化20CrMnMoH和22CrMoH鋼。 此類鋼具有較高的淬透性能。在壹定範圍內，齒輪的彎曲疲勞壽命隨著淬透性的增加而提高。文獻指出，長春壹汽開始在生產“解放”牌9t載貨汽車後橋齒輪時，采用20CrMnTiH鋼，既使使用淬透性能為Ⅱ組的鋼材(J9＝36～42HRC)，熱處理後齒輪輪齒心部硬度也只有22～24HRC，達不到齒輪技術條件規定的要求，汽車在使用時，後橋主動和從動圓錐齒輪發生早期損壞。因此不得不選用淬透性能更高的Ct-Mo鋼，其主要成分參考日本的SCM822H齒輪鋼，該鋼材的主要化學成分(質量分數，%)為：0.19～0.25C，0.55～0.90Mn，0.15～0.35Si，0.85～1.25Cr，0.35～0.45Mo。經與鋼廠協商，生產出了國產化的新鋼種22CrMoH鋼，其淬透性能指標為J9＝36～42HRC，較好地滿足了汽車齒輪的使用要求。但是，該鋼的工藝性能較差，齒輪鍛坯要經過等溫退火處理後才能進行切削加工，硬度為156～207HB，金相組織為先***析鐵素體+偽***析珠光體。此鋼淬透性能較高，普通正火容易產生粒狀貝氏體，粒狀貝氏體的出現對切削加工極為不利，不僅使刀具的使用壽命大幅度下降，而且由於異常組織的出現，總是伴隨著金相組織的不均勻性，最終造成齒輪熱處理畸變的增大。4)近年來，美國汽車制造廠家力圖降低生產成本並提高零件的可靠性和耐久性，這就需要產品的幾何尺寸及力學性能的高度壹致。對熱處理的零件要改善產品性能的壹致性，必須降低零件淬火後硬度的分散程度，這就與鋼的淬透性能帶的寬窄程度有直接關系。齒輪心部硬度的壹致性將減少熱處理的畸變，從而提高齒輪的精度，並使輪齒表層的殘余壓應力分布更加均勻。美國載貨汽車變速器齒輪和後橋主動圓錐齒輪用鋼有的采用SAE8620鋼和SAFA820鋼制造。美國SAE8620H、SAE8822H等牌號鋼在我國也已開始生產(如寶鋼集團上鋼五廠等)和使用，分別用於中型載貨汽車變速器齒輪和後橋圓錐齒輪。
國內重型汽車齒輪用鋼
目前，我國齒輪鋼基本滿足使用和引進技術過程國產化的要求，而重型車傳動齒輪及中重型車的後橋齒輪用鋼，尚有待開發和生產。根據國內重型汽車的使用技術現狀分析，超載使用和路況較差這兩個問題較為嚴重，而且短期內無法克服，這就使齒輪經常承受較大的過載沖擊載荷。過載沖擊載荷介於疲勞和斷裂應力之間，它對齒輪使用壽命有很大影響，往往造成齒輪早期失效。從這壹點來說，大模數重負荷汽車齒輪應選擇Cr-Ni或Cr-Ni-Mo系鋼，如德國的17CrNiM06鋼最好，還有國產20CrNi3H、20CrNiMoH鋼。大功率發動機的問世促進了新型Cr-Ni-Mo系列齒輪鋼