齿轮是机械传动中重要的传动部件,其具有功率范围广、传动效率高、传动比正确以及使用寿命长等特点。齿轮在工作中是高副接触,由于高应力齿面会产生磨损、点蚀等损伤,重载时尤其严重,齿面磨损会影响齿轮的传动平稳性,严重时导致齿轮失效。对失效齿轮进行修复再制造,是降低企业成本,提高产品使用寿命的有效途径。本文结合激光熔覆优势,在满足齿轮工况条件下,对比选择了几种高强度合金粉末,采用合理的激光熔覆工艺参数对激光熔覆再制造齿轮进行了可行性的研究。主要的研究内容如下:利用有限元软件ANSYS的APDL参数化程序对直齿齿轮啮合过程中轮齿的等效应力进行了数值模拟,通过模拟分析对齿轮失效情况进行预测,为激光熔覆再制造材料及工艺选择提供理论依据。建立了在45号钢表面熔覆制备新材料的温度场有限元模型,考虑了材料的相变潜热、热物性参数以及对流换热等随温度变化的因素,得出了在制备过程中试样表面各点的温度变化规律,确定了熔覆过程是一个准稳态温度场。根据齿轮工作条件选取了合适的合金粉末,在45钢试样上完成了制备熔覆合金层的工艺试验,重点对激光熔覆扫描功率及扫描速度进行研究,为激光熔覆齿轮确定了科学合理的工艺参数以及最佳的熔覆材料,将熔覆完成后的试样进行了金相组织分析、耐磨性能以及显微硬度一系列研究,进一步确定所选取粉末能够满足齿轮的工作条件。完成了齿轮的修复再制造试验,设计了熔覆过程扫描工艺,采用跳齿扫描的方式进行熔覆,进一步证明了激光熔覆修复齿轮的可行性,熔覆后可在齿面获得性能优良的熔覆层,达到了对齿轮修复再制造的目的。