热处理是齿轮加工制造中的关键且复杂的因素，其极大地影响了每个齿轮在传递动力或将运动传递到组件中的其他部件方面的性能。热处理通过改变其化学，冶金和物理特性来优化性能并延长使用中的齿轮的寿命。这些特性是通过考虑齿轮的几何形状，动力传递要求，在负载下的齿轮内的不同点处的应力，负载循环率，材料类型，配合部件设计和其他操作条件来确定的。
热处理改善了物理性能，例如表面硬度，这赋予了耐磨性以防止齿和轴承表面简单地磨损；热处理还通过产生地下压应力来改善齿轮的疲劳寿命，以防止齿轮齿上的高接触应力引起的点蚀和变形。这些相同的压缩应力可防止齿轮根部因周期性弯曲而发生疲劳失效。
物理性质如表面硬度，芯部硬度，表面深度，延展性，强度，耐磨性和压缩应力分布可根据所应用的热处理类型而有很大变化。对于任何给定类型的热处理，可以通过改变工艺参数（例如加热源，温度，循环时间，气氛，淬火介质和回火循环）来调整结果，以满足特定的应用要求。
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