齿轮传动作为机械传动的重要组成部分常因齿面损伤或轮齿折断而失效中止工作，通常因齿面失效所引起的机械传动失效所占比重较大。因此，如何改善提高齿轮齿面承载能力具有十分重要的研究意义和价值。目前，国内外常用的齿轮表面强化手段主要包括两类：即传统齿轮表面强化技术（如渗C，渗N，C、N共渗，表面淬火等）和新型齿轮表面强化技术（如高能束表面强化，表面镀膜，表面合金化等）。然而，随着当今科学技术的不断发展，这些方法逐渐表现出各自无法弥补的不足之处。　　针对上述单一技术所存在的不足，本文拟采用多项技术复合处理的方法对齿轮齿面进行涂层制备，包括：电子束（EB）、离子渗氮（N）、PVD（Cr/CrN）等技术手段。通过对比分析不同工艺处理试样的微观组织、硬度分布、摩擦磨损性能、接触疲劳性能和弯曲疲劳性能等，总结出制备齿面涂层较好的技术路线。文章内容主要包括以下几个方面：　　（1）总结了电子束、离子渗氮、PVD等改性技术各自的特点，提出了通过技术复合制备齿面涂层的学术思想。　　（2）通过综合对比不同工艺条件下齿轮材料的微观组织、硬度分布、粗糙度和摩擦磨损性能等，确定“40Cr+电子束+Cr/CrN”和“40Cr+N+电子束+Cr/CrN”为制备齿面涂层的较优工艺路线。　　（3）齿轮材料滚动接触疲劳实验结果表明：“40Cr+电子束+Cr/CrN”为方案一中最优工艺路线；当可靠度P=0.99时，其接触疲劳性能增长约17.73％。　　（4）齿轮材料滚动接触疲劳失效分析表明：滚子表面以点蚀、剥落等为主要失效特征，相邻剥落坑会产生群连反应且剥落坑内存在大量金属氧化物；而从截面的角度则可将裂纹分为外裂纹和内裂纹两类，文章对它的产生原因和扩展机理做了分析讨论。　　（5）齿轮弯曲疲劳实验结果表明：“40Cr+电子束+Cr/CrN”为方案一中最优工艺路线，具备较好的弯曲疲劳性能；当可靠度R=0.99时，其弯曲疲劳性能提升约22.67%。　　（6）齿轮弯曲疲劳失效分析表明，齿轮断面主要分为两个区：即瞬断区和剪切唇区，文章分别对其产生原因作了宏观和微观的失效分析。　　通过理论分析和实验验证可知，“电子束、离子渗氮、PVD”等技术可作为制备齿面复合涂层的有效方法。且以“40Cr+N+电子束+Cr/CrN”和“40Cr+电子束+CrN”的综合改性效果为佳。与此同时，齿轮材料接触疲劳实验和齿轮弯曲疲劳实验也进一步证实了上述工艺路线的优越性。因此，这种“技术复合”的方法可作为提高齿轮承载性能，延长齿轮疲劳寿命的有效方式。　　本文创新性着重体现在采用“技术复合”的方式在齿面制备“Cr/CrN”复合涂层的创新方法。该法汲取了各单项技术的优点，综合实现了在齿轮表面制备表、截面硬度高，硬度分布连续性好，硬度变化层深大，耐磨、耐腐蚀的复合涂层。同时文章还系统地总结了Cr/CrN涂层的复合制备工艺及物理性能研究方法，开展了齿轮材料滚动接触疲劳实验和齿轮弯曲疲劳实验等实况实验，并进行了失效分析。