作者：http://www.ylfzfl.com
齿轮材料及加工工艺过程20CrMo钢材料制成的齿轮经渗碳、淬火后，齿面坚硬、耐磨，齿轮内部硬度低，能够承受较大的接触应力及弯曲应力，并有淬火后变形小等优点。广泛应用于我国汽车及高精密机床变速箱内齿轮制造。针对目前情况，本实验采用20CrMo钢作为实验材料进行模拟实验。工艺路线为：齿形粗加工（滚齿，插齿）热处理（渗碳淬火）热滚挤（保温）冷却。具体工艺如下：将20CrMo齿轮经预加工、滚齿后，渗碳、高频感应加热至AC3（875）奥氏体化温度，快速入油冷至150-250，在热油中精挤，挤轮使轮齿表面发生塑性变形达到最终尺寸，滚挤结束。在工件尚处于奥氏体状态下，将工件取出快速冷却使齿面形成坚硬的马氏体组织。
先推导轮齿转角与啮合的位置的关系式。设定滚模与工件齿轮为标准安装，轮齿在滚模轮齿的驱动下做逆时针转动。并将图中轮齿的虚线位置设定为中性位置，轮齿偏离此位置时产生一偏角j1。在中性位置j1=0，轮齿相对于中性位置逆时针偏转时j1为正值，而顺时针偏转时为负值。
左齿面上啮合点的情况与此类似。可写出各位置参数之间的关系式右齿面：j1=j1/2 0-j1（1）左齿面：j1=i1-0-j1/2（2）其中j1=arccos（rb1/rj1）（3）j1=s1/r1-2（invj1-inv0）（4）进一步推导jj1=j1-j1/2（5）xj1=rj1cos（j1/2）-r2F-（tf/2）2（6）根据轮齿转角的取值范围，由上式可知，j1与jj1、rj1的关系唯一确定。
采用同样的方法，也可得出左齿面上i1与ii1、ri1之间的关系式。实际上，i1=j1。因此，只要给定j1，工件轮齿在左、右啮合线上的啮合点i、j点的位置就完全确定。此外，j点在滚模轮齿上的啮合圆半径rj2=rb22 j22（7）式中rb2为滚模轮齿的基圆半径；j2为滚模轮齿上j点处的曲率半径。因此可由式确定j点在滚模轮齿上的位置，求出相应的jj2、xj2和j2等位置参数。
根据Hertz弹性接触变形理论，啮合点j处的弹性压缩变形量e=115FfBE（10）接触点处工件轮齿齿面的塑性变形量Sp可以通过滑移线场理论进行计算Sp103=jFjkB2 bjFjkB cj（11）式中为啮合点j处两齿面的综合曲率半径。于是轮齿上j点处的总变形量j可表示成下式j=jj ij e Sp 2（12）式中2是滚模轮齿齿面的j点处的弹性变形量，计算方法与工件轮齿弹性变形量相同；在滚模与工件齿轮之间存在内传动链，并且采用定中心距的加压方式的情况下，法向总变形量j=S0为定值，这里S0是沿啮合线方向的挤压量。
本文以广泛应用于汽车行业及精密机-床上的20CrMo渗碳齿轮为例，提出了一种将热处理、精滚以及淬火等工序组合成单一在线加工工艺的精滚形变热处理工艺方法，并建立了滚挤过程中轮齿的双面啮合受力模型，推导出滚模和工件的弹性弯曲变形、弹性接触变形及轮齿总变形的计算公式。
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