硬齿面齿轮齿根裂纹扩展特性与剩余寿命研究

为了研究齿根裂纹对硬齿面齿轮疲劳寿命的影响,以某渐开线硬齿面齿轮为研究对象,基于断裂力学方法和疲劳裂纹扩展理论,分析研究了齿轮齿根疲劳裂纹扩展机制;建立了考虑载荷大小、初始裂纹大小以及初始裂纹位置等因素影响的硬齿面齿轮齿根裂纹扩展剩余寿命分析模型,研究了齿根裂纹不同扩展阶段的应力强度因子演变规律与裂纹扩展机制;根据某渐开线硬齿面齿轮副弯曲疲劳试验数据,对所建计算模型进行了分析与验证,证明了模型的准确性。结果表明,与Ⅱ型裂纹、Ⅲ型裂纹相比,Ⅰ型裂纹应力强度因子最大,从齿面到裂纹深度方向,其值逐渐减小;随载荷、裂纹长度、裂纹宽度以及初始裂纹距齿宽中心位置的距离等因素的增大,裂纹扩展剩余寿命都随之减小。

齿轮渗碳淬火变形与齿面磨削量的关系研究

齿轮渗碳淬火变形指标有很多,但最终都将体现在齿面实际磨削量上。通过理论分析并结合长期生产实践发现,齿顶圆胀缩对磨削量影响最大,螺旋角变化和轮缘周向翘曲影响次之,其他因素影响相对较小。给出了依据齿轮直径胀缩量和其他参数计算齿面最大、最小磨削量的经验公式。在设计、工艺编制及热后质检时利用这些公式,可更加合理地确定图纸有效硬化层深度(Case-Hardened Depth,CHD)、滚齿时齿面预留磨削量和渗碳淬火时的目标CHD;渗碳淬火后还可以按照经验公式提前计算预估最大磨削量、最小磨削量和磨后齿面实际CHD,为后续生产提供指导。

25Cr2MoV离子渗氮齿轮疲劳强度的试验

本文对２５Ｃｒ２ＭｏＶ离子渗氮齿轮所进行的齿面接触疲劳和轮齿弯曲疲劳试验研究，得出了这种齿轮疲劳寿命分布规律和疲劳强度分布规律的结论，并求得这种齿轮的Ｒ－Ｓ－Ｎ线簇方程以及各种可靠度下的齿轮接触疲劳极限应力值和轮齿弯曲疲劳极限应力值．

微合金化渗碳齿轮钢的研究进展

通过添加Al、Nb、Tj、N和B等微合金化元素可细化渗碳齿轮钢的晶粒,提高切削性能和钢的疲劳性能;同时通过添加Nb、Ti等元素,可缩短渗碳时间,精简工序,降低成本。介绍了微合金化冷锻齿轮钢,高温渗碳齿轮钢,高强韧性齿轮钢的钢种、化学成分、生产工艺特点和研究进展。

硬切削技术在硬齿面齿轮加工中的应用

介绍了硬切削技术的产生背景与现状,并就发展硬切削技术应具备的关键技术进行了分析,阐述了硬切削技术在硬齿面齿轮加工中可提高生产效率,保证产品质量,降低产品成本,并能够实现有利于环境保护的绿色制造,节约资源。

直齿轮渗碳层厚度分布与组织改善技术途径

针对传统的“先成形 ,后渗碳”工艺在硬齿面齿轮渗碳层厚度分布和组织形态方面存的问题 ,提出齿轮“渗碳—温挤”成形新工艺。实验结果表明 ,通过调整模具结构 (模具圆角半径等 )、合理选择成形工艺参数 (成形温度等 ) ,可使齿轮渗碳层厚度分布合理、组织改善 (晶粒细化 )。

齿轮宽带激光淬火工艺研究

根据齿轮的形状特征和宽带激光束的特点 ,通过理论上的研究分析与计算 ,总结出齿轮表面宽带激光淬火 ,使齿轮获得均匀硬化层的工艺方法。实验结果表明 ,通过采用该工艺对齿轮表面进行宽带激光淬火 ,齿轮获得了沿齿面均匀分布的硬化层 ,齿轮先处理一侧回火问题得到了显著的改善 ,齿轮激光淬火后的硬化层沿层深方向分为完全淬硬层、过渡层和高温回火区三层。

20CrMnTi渗碳淬火齿轮剥落强度

用２０ＣｒＭｎＴｉ渗碳淬火齿轮试件，在ＣＬ－１００齿轮试验机上进行接触疲劳实验，得出齿面存在非扩展型剥落的结论；确定了齿面剥落规律和控制剥落扩展的方法及试件材料的抗剥落强度指标为１．２８．

提高轧机主传动齿轮承载能力分析

通过分析认为采用变位齿轮、硬齿面齿轮，提高齿轮制造和装配精度以及采用极压工业齿轮油润滑等措施可有效地提高轧机主传动齿轮承载能力和使用寿命。

常用齿轮钢渗碳层淬透性的计算方法

用20CrMnTi、20MnVB及20CrNiMo 3种常用齿轮钢作试验,在研究3种相关淬透性组织判据(DI(90％M)、DI(99.9％M)和DI(50％M))的基础上,以90％马氏体透性的组织判据,建立了含有元素交互作用项、能连续计算渗层淬透性值JD(90％)(端淬试为渗层淬样上自水冷端到90％马氏体区的J距离)的多项式回归方程。利用该方程对上述3种钢所作的相应计算,结果与实测值符合得很好。

渗碳淬火硬齿面齿轮制造难点的工艺研究

介绍了渗碳淬火硬齿面齿轮的特点,分析了在制造过程中存在的一些主要问题,并提出了相应的解决方案。

感应加热表面淬火在齿轮传动件上的应用

详细回顾了齿轮类零件感应淬火的方法。介绍了两种最常用感应器的设计和主要结构,一种用于齿轮的一次淬火,另一种用于逐齿淬火。就如何根据不同模数齿轮的淬硬层要求选择电流频率提出了建议。给出了齿轮感应淬火所需功率的计算及感应器类型的选择方法。列举了几种齿轮和链轮淬火用感应器的结构及用于模数大于10 mm、直径小于1000 mm齿轮的感应淬火机床。

齿轮的精密热处理及抗疲劳制造探讨

追溯了齿轮制造技术的发展历程,比较了三代制造技术的特征,阐释了"无应力集中"抗疲劳制造的先进性。探讨了作为关键基础技术的3种齿轮表层硬化精密热处理技术——渗碳、氮化、感应淬火的工艺发展状况、先进工艺及力学性能等,从优化控制表面变质层的硬度梯度、残余应力场、组织结构及减小热处理畸变入手,创新发展齿轮的精密热处理,大幅度地提高齿轮的抗疲劳性能,从而解决齿轮结构重、寿命短、可靠性差的"三大问题"。预测齿轮抗疲劳精密热处理的发展趋势是"超硬化"、"深层化"、"复合化"、"真空离子化"等。

单圆头留磨滚刀齿形参数设计与分析

重载齿轮以硬齿面齿轮为主,齿面硬度在HRC57~61,一般工艺为：滚齿—渗碳淬火—磨齿。为消除热处理变形并保证齿面磨削量,热前滚齿所用滚刀多采用留磨滚刀。渗碳淬火后磨削齿形要求满足：有效渐开线的起始点直径等于或小于理论有效渐开线起始点直径,避免磨削台阶的出现。本文对单圆头留磨滚刀参数进行阐述,采用软件对滚刀及零件进行理论模拟加工来优化滚刀设计参数。

齿轮激光淬火硬化层数值模拟

建立了采用轴向扫描工艺对渐开线齿轮进行激光淬火时的三维温度场数值模型,采用ANSYS软件模拟激光束扫描过程中齿面及轮齿横截面的温度分布。结果表明,激光淬硬层深度模拟结果与试验结果相吻合,可以通过该温度场模型对各种模数和齿数的齿轮激光淬火过程进行模拟,快速得到与实际相近的硬化层深度分布曲线。建立该数值模型的一些思路和方法也适用于各种曲面类零件激光淬火的数值模拟。

时效硬化渗氮齿轮钢及深层渗氮工艺

为了满足大型高速重载齿轮的要求,开发了一种时效硬化型渗氮齿轮钢20Cr Ni3Mn2Al及其深层离子渗氮工艺。材料在空冷固溶处理状态下硬度为283~332 HBW,可保证具有良好的切削加工性,采用520~540℃变温深层离子渗氮工艺处理后,表面硬度高,化合物层薄,硬度梯度平缓;表面以下0.1 mm处硬度大于900 HV,0.4 mm处硬度大于600 HV,渗氮层深大于0.6 mm,基体硬度升至400~450 HV。可用于制造高速重载精密齿轮,部分替代渗碳齿轮,省去渗碳和油淬工序,简化了工艺,减少了畸变。

硬齿面齿轮强度的研究

为了提高船用减速器齿轮的寿命和可靠性,探讨新型渗碳淬火材料20CrMnTi钢在船舶上广泛应用的可能性,本文就渗碳淬火齿轮的承载能力和制约其承载能力的因素进行了理论的和实验的研究。揭示了表面硬化齿轮常见失效形式;齿面疲劳剥落、塑性变形和磨损的机理;给出了硬齿面齿轮产生上述现象令人信服的解释,为20CrMnTi钢在船舶上的应用提供了可靠的依据。

大模数齿轮感应加热表面淬火结果的计算预测

为使某特定钢材齿轮类零件经过热处理获得一定表面硬度、沿齿廓分布的淬硬层深度等性能,就必须研发强化工艺和实施该工艺的设备。使大模数齿轮获得要求的感应加热质量的问题文献[1]已有论述,但未对同样是淬火过程的重要组成部分的淬火冷却方法予以分析。

硬齿面齿轮层深接触疲劳强度计算方法的探讨

硬面齿轮的齿面硬度和芯部硬度有很大落差,当齿面承受的循环接触应力超过接触疲劳极限时,容易产生齿面点蚀和剥落,这与有效硬化层深度及层深接触应力的分布有关,而设计者往往不验算层深接触强度。根据具体设计工作实践,介绍了防止接触层深强度不足引起齿轮剥落损伤的计算方法。

装载机驱动桥主动锥齿轮失效分析及改进

化学成分、显微硬度和金相组织分析表明,有效硬化层深不足、硬度梯度过陡和心部硬度低是装载机驱动桥主动锥齿轮齿面早期剥落的主要原因,采用控制材料的淬透性、延长渗碳处理强渗及扩散时间、提高淬火冷却能力和延长回火时间等措施,有效地提高了齿轮的承载能力,减少了三包外反馈损失,取得了较好的效益。