硬齒面齒輪的材料性能分析
風力發電增速齒輪箱中，齒輪的為低碳合金鋼，重齒公司常用20CrMnTi、20CrMnMo、17CrNiMo6等材料；內齒圈用42CrMoA材料。它們的力學分析見下表：
鋼號 試樣毛坯
尺寸
(mm) 熱處理 力學性能 供應狀態硬度HB
淬火溫度
（℃） 冷卻 回火溫度(℃) 冷卻 σb
(MPa) σs
(MPa) δ5
（%） ψ
（%） AK
（J）
第壹次 第二次 不小於 不大於
20CrMnTi 15 880 870 油 200 水、空 1080 835 10 45 55 217
20CrMnMo 15 850 油 200 水、空 1175 885 10 45 55 217
17CrNiMo6 11 855 815 油 180 水、空 1300 830 7 30 41 229
42CrMoA 15 840 油 610 水、空 1150 885 10 40 34
齒輪材料為滲碳鋼，滲碳鋼載未滲碳前進行的各種試驗只能測定零件心部的性能，滲碳淬火後的性能除與心部性能有關外，還受滲碳層深度、滲碳層的碳含量與金相組織。內應力的分布等因素的影響。
1、 抗彎強度 滲碳鋼的靜強度壹般通過彎曲試驗測定。零件心部硬度、鋼材的化學成分合面層碳含量都影響彎曲強度。在滲碳層深度壹定的情況下，心部硬度增加時，彎曲強度隨之增加；當滲碳層組織相同時，滲碳層深度增加，彎曲強度隨之增加；在滲碳層深度與心部硬度相同時，含鎳的鋼材彎曲強度比其他鋼材彎曲強度高；滲碳層面層碳含量增加時彎曲強度降低。
2、 疲勞強度 齒輪多因變載荷作用而疲勞損壞，如齒根彎曲疲勞損壞合齒面接觸疲勞損壞。影響疲勞損壞的因素有：
（1） 心部硬度（強度）
（2） 滲碳層內的氧化物 當滲碳鋼中含有鈦、矽、錳和等合金元素，並在吸熱性滲碳氣氛中滲碳時容易形成這些元素的氧化物，他們存在於晶界或晶粒內部。在氧化物附近這些元素貧化，降低了淬透性。這種氧化物還會成為高溫轉變產物的核心，導致淬火後在表面形成壹些非馬氏體產物從而降低了最表面的硬度。
（3） 滲碳層內的碳化物 碳含量的數量、大小、形狀和分布對滲碳鋼的接觸疲勞和彎曲疲勞性能都有影響，網狀碳化物會明顯降低滲碳鋼的彎曲疲勞性能。
（4） 滲碳層內的殘余奧氏體 殘余奧氏體本身強度低，它的存在還降低對疲勞性能有利的殘余壓應力，因此滲碳層組織中有殘余奧氏體會降低疲勞性能，但經滾壓和噴丸強化會提高疲勞強度。