本发明公开了一种提高发动机齿轮抗磨损/疲劳性能的复合工艺方法，根据齿轮结构形式，设计渗碳-激光冲击强化的加工路径，满足不同位置加工的需求；其具体步骤为：步骤1：采用气体渗碳技术对齿轮表面进行渗碳处理；步骤2：对经步骤1渗碳处理后的齿轮进行淬火和回火处理；步骤3：对经步骤2淬火和回火处理后的齿轮进行激光冲击强化处理，根据齿轮所用材料的特性确定激光冲击强化的参数：激光波长、脉宽、功率密度、冲击次数和冲击角度，激光冲击强化处理时的光斑直径为2.4mm，光斑搭接率为50％。本发明综合利用渗碳和激光冲击强化的技术优势，有效提升航空发动机传动齿轮的表面硬度、残余压应力，从而提高抗磨损、抗疲劳性能，满足工业应用的要求。