渗碳及渗碳喷丸齿轮轮齿弯曲疲劳极限的定量分析

跳出学科分工的局限性,对以齿轮为例的表面强化零件的表象疲劳极限进行综合分析。采用20CrMnTi钢制备三点弯曲小试样及齿轮试样。试样都经过同样的渗碳(并淬火及低温回火)处理,其中一半试样再经过表面喷丸强化。为了对比,还有一组小试样经过伪渗碳处理。测定了小试样表面层的残余压应力场。利用升降法确定了5×106周、应力比0.05条件下小试样和齿轮试样轮齿的弯曲疲劳极限载荷,并对各组试验中疲劳寿命最长的断口进行分析。建立有限元模型,并利用ANSYS软件计算齿轮根部的应力场。利用“疲劳源形成和疲劳极限的微细观过程理论”及“表面和内部疲劳极限”的概念对试验结果进行定量分析,并探讨根据小试样疲劳极限确定复杂零件(如齿轮)疲劳极限载荷的方法,以及表面强化工艺优化的问题。