渗碳齿轮齿根部的硬化层深度分析

渗碳齿轮的硬化层深度通常按现有标准检测齿轮节圆部位[1-2],对齿根处的硬化层深度没有提出要求.但在实际使用中,齿根承受的交变应力最大,齿根的硬化层深度对齿轮的弯曲疲劳寿命影响最大,目前对齿轮齿根渗碳层研究的数据不多[3].在一些国外提供的加工图纸中,要求渗碳齿轮节圆、齿根部的硬化层深度都要达到图纸技术要求规定的硬化层深度范围.作者对4820H钢材料的齿轮进行了试验,检测了试样渗碳淬火、回火后齿轮齿顶、节圆和齿根处硬化层深度的差异情况,以确定齿根部和节圆处的硬化层深度是否能达到图纸技术要求规定的范围.     

提升机减速齿轮断裂分析

对失效提升机减速齿轮进行了宏观和微观分析以及硬度检测。结果表明，齿轮齿面硬度不足，齿根处未淬上火，硬度和强度也较低，齿轮材料中有较大非金属夹杂物，在接触应力和弯曲应力作用下，齿轮从齿根处疲劳开裂。     

17Cr2Ni2MoVNb和20Cr2Ni4A钢齿轮渗碳质量与弯曲疲劳寿命的试验研究

通过金相检测和显微硬度测试等手段,对17Cr2Ni2MoVNb钢齿轮和20Cr2Ni4A钢齿轮的渗层、心部组织、晶粒度及渗层深度等渗碳处理质量进行分析,并采用PLG-300C拉压疲劳试验机对上述两种材料齿轮进行弯曲疲劳寿命测试。结果表明,齿轮加载齿根处有效渗层深度和显微硬度是齿轮弯曲疲劳寿命的主要影响因素,相同载荷条件下加载齿根处有效渗层深度减小,轮齿弯曲疲劳寿命明显缩短;加载齿根显微硬度增大,轮齿弯曲疲劳寿命提高。渗层表面出现浅层脱碳层时(齿根脱碳层≤0.2 mm),虽然会降低轮齿的弯曲疲劳寿命,但相比加载齿根处的渗层深度和表面硬度,脱碳层的影响并不明显。     

齿根裂纹几何参数对齿轮强度影响的研究

在工程机械再制造过程中,齿根裂纹特征作为齿轮失效的主要检测依据之一,直接决定齿轮回收件的再制造处理方案。提出了基于缺陷建模的齿轮强度分析方法,根据齿轮回收件裂纹统计情况,设计了一组裂纹特征的几何参数,并使用齿根裂纹建模技术将其引入到齿轮副模型中,使用Ansys系统进行有限元静力分析,得到了齿轮内部最大等效应力随裂纹几何参数的变化曲线。结果表明：与无裂纹时齿根受拉侧最大等效应力108 MPa相比,裂纹处的最大等效应力变化范围为301～890 MPa,齿根裂纹有明显的应力集中作用;在相同几何参数条件下,中部裂纹处的最大等效应力大于端部裂纹处的最大等效应力,中部裂纹对应力集中的影响较大;裂纹最大等效应力随深度变化曲线斜率比随长度变化曲线斜率大,裂纹深度对最大等效应力的影响比裂纹长度强。     

基于精确建模的微线段齿轮弯曲强度理论分析

提出了一种微线段齿轮精确建模方法。该方法通过建立齿轮轮廓方程和齿根过渡曲线方程,编程求出微线段全齿廓的坐标点,并利用PRO/E建立微线段齿轮的齿形模型,最后导入到Ansys中进行齿根弯曲强度分析。结果表明,齿根过渡曲线对齿轮齿根的弯曲强度大小有直接影响。该文所述方法提高了微线段齿轮齿根弯曲强度计算的准确性。     

20CrMn钢齿轮断裂原因分析

20CrMn钢齿轮在使用过程中发生断裂。对断裂和未断裂的齿轮进行了化学成分分析、显微组织观察、硬度测试及断口分析。结果表明,齿轮断裂为疲劳断裂,是由齿根处发生完全脱碳导致疲劳源的产生及齿轮表面加工粗糙所造成的。     

上传主动锥齿轮断裂分析

发动机返厂检查发现上传主动锥齿轮的一个轮齿发生断裂。通过对断裂齿轮进行断口宏微观分析、金相组织和硬度检查，分析认为锥齿轮的断裂性质为弯曲疲劳，疲劳断裂的原因是齿根弯曲应力过大。对齿轮齿厚、齿根圆角进行测量，对齿根圆角过渡情况进行检查，并运用有限元分析方法对锥齿轮断齿受力进行模拟分析。结果表明:齿根弯曲应力过大是因为齿厚超差导致齿轮啮合位置偏离，同时齿轮在加工过程中齿根存在加工接刀尖边导致齿根应力分布改变，出现应力集中。后续采取改进齿轮的加工工艺及加强对齿轮的制造质量控制等措施，避免该类故障再次发生。     

考虑冲击与齿根应力的齿轮接触稳定性分析

为研究齿轮冲击、运行工况等因素对齿根应力及齿轮接触稳定性的影响,阐明各因素间关联关系,应用能量守恒定理计算了变工况下齿轮啮合冲击力,并用修正后的齿根应力计算法对不同转矩下齿根应力进行计算。并以一对机匣齿轮为例,应用有限元法建立真实工况下齿轮动态啮合模型,计算齿轮动态接触力,与理论值进行对比,验证其合理性。随后分别分析不同工况对齿轮啮合冲击力、齿根应力与接触稳定性的影响,最后综合分析了转速、转矩、啮合冲击力、齿根应力之间关联关系,阐明了齿轮接触稳定性随工况变化的规律,为齿轮系统最佳工况选取及接触稳定性优化提供参考。分析结果表明：转矩变化会引起接触力、齿根应力与啮合冲击共同变化,其对接触稳定性的影响大于转速。     

18CrNiMo7-6钢渗碳淬火齿轮不同喷丸处理后的齿根表层应力分布

对模数20 mm的18CrNiMo7-6钢渗碳淬火齿轮经不同喷丸处理后的齿根表层应力分布进行测试,并与未喷丸时进行了对比。结果表明,在喷丸前后18CrNiMo7-6钢渗碳淬火齿轮齿根最表层均为压应力状态,从表至里均呈先升高后降低的变化趋势。未喷丸时最表层残余应力约为-75 MPa,最大残余应力出现在次表层110~120 μm处,约为-250 MPa;喷丸处理可使齿根表层残余压应力提高4~5倍,最表层残余应力在-350 MPa左右,最大残余应力出现在次表层90～110 μm处,为-900~-1000 MPa。     

曲轴齿轮感应淬火后齿根开裂原因分析

某大型柴油机42CrMoA钢曲轴齿轮在中频感应淬火后数小时内齿根出现裂纹。分析表明,齿根延迟开裂是由于先淬火的主轴颈受到后来轮齿淬火加热时的热影响而使齿根产生过大拉应力所致。采取轴颈淬火和磨削后、轮齿淬火前进行240℃×4 h去应力退火,在轮齿淬火加热时对已经淬火的主轴颈进行补充冷却,以及主轴颈与轮齿侧面连接的圆角处不予淬火等措施后,齿根开裂问题得到了解决。     

机器人用关节减速器的失效分析及改善措施

结合理化检测分析和有限元应力分析,研究了机器人用关节减速器摆线轮及行星轮在寿命试验过程中接触疲劳失效的成因。结果表明:摆线轮齿面失效形式为胶合,行星轮齿面失效形式为过度磨损。摆线轮和行星轮齿面接触疲劳强度设计值均满足服役要求,所用材料符合设计要求。根据金相检测结果,行星轮表面热处理性能不符合设计要求,导致齿面硬度和接触疲劳强度下降,这是行星轮失效的主要原因。且基于分析结果提出了行星轮后续制造工艺的改进措施。     

大型立磨行星轮系故障分析与解决方法

行星轮系是大型立磨中的关键组成部分,其故障分析对立磨的全寿命服役性能至关重要。本文针对大型立磨行星轮系使用过程中出现的故障进行了分析,通过宏观检验、显微分析以及有限元分析相结合的方法明确了行星轮系故障的失效机理。结果表明:接触疲劳是导致行星轮系中行星轮内壁断裂的主要成因。进一步分析了行星轮壁厚对齿根应力的影响,验证了行星轮疲劳微裂纹产生的生成原因。最后提出了行星轮断裂的预防方法,改进了行星轮系的设计和可靠性。     

传动中齿轮的擦伤及危害

以某力力发电厂卸煤减速箱锥齿轮断齿为裂,分析了齿轮传动时出现擦伤的特征、原因及危害,并根据实际情况提出减少擦伤的措施。     

XBM25装载机齿轮、齿圈失效分析

应用化学分析、硬度检验及金相分析等方法对ＸＢＭ２５装载机齿轮、齿圈的失效原因进行了综合分析。齿圈与齿轮联接跳动值大,两者处于不完全啮合状态,严重地载是造成其失效的主要原因。除齿顶外,被测齿圈硬度不足也导致齿轮、齿圈在短期内失效。     

点蚀故障行星轮系动态特性分析

获取啮合力特性是开展行星轮系故障诊断的基础。运用SolidWorks与ADAMS建立健康状态和太阳轮点蚀故障状态下行星轮系的虚拟样机，合理设置仿真参数，对太阳轮与行星轮之间的啮合力进行仿真研究。结果表明：在太阳轮点蚀故障状态下，太阳轮与行星轮之间啮合力的时域波形具有周期性的冲击和调幅现象；啮合力的频域波形不仅出现了行星架的转频和太阳轮点蚀的故障特征频率，而且在行星轮系啮合频率及其倍频两侧出现了太阳轮点蚀故障特征频率的调制边频带；点蚀越严重，边带主频幅值比增大越明显。研究结果为行星轮系的早期故障诊断提供一定的理论参考     

变速箱齿轮轴断裂分析

利用光学显微镜分析、化学成分分析及扫描电镜分析,对变速箱齿轮轴断裂件进行了分析。结果表明,齿表面的裂纹和轴心部的冶金缺陷造成了该齿轮轴的断裂。     

差速器齿轮失效分析

皮卡在进行整车传动系统冲击试验时,后桥差速器齿轮失效。通过对齿轮进行成分分析、金相分析和断口分析,排除材料组织缺陷和母材质量问题。通过建立用实测数据进行校准的有限元模型,模拟齿轮在失效工况下的受力情况,确认齿轮失效的根本原因。结果表明:轮齿强度不足是齿轮失效的根本原因。在优化设计后,采用CAE对优化方案辅助分析并获得通过,再用台架试验进行验证并进行整车验证,解决该问题。同时提出提高齿轮强度的建议,该研究为预防同类故障的发生提供参考。     

基于网络的齿轮传动失效分析专家系统

本文根据齿轮传动失效的特点，综合运用专家系统、网络技术、数据库等理论，将Intemet技术与专家系统技术相结合，开发了基于Web的齿轮传动失效分析专家系统，极大地提高了远程齿轮传动失效诊断的效率。本文提出了该专家系统的网络体系结构，研究了其智能模型，介绍了其工作模式，并讨论了其中涉及的关键技术。     

装载机后桥减速器齿轮轴崩齿失效分析

对装载机后桥减速器齿轮轴伞齿段崩齿进行了断口分析及金相显微分析.结果表明,齿表面渗碳层深度不足,并有脱碳现象,渗碳层组织粗大,使用中存在偏载现象等问题,是造成齿轮轴伞齿段发生崩齿失效的主要原因.     

油泵用渐开线直齿圆柱齿轮的设计与分析

对油泵用渐开线直齿圆柱齿轮设计中涉及到的变位齿轮、可能引起的过渡线干涉现象及齿轮的失效等进行分析,提出在泵用齿轮设计过程中应注意的事项和应采取的一些措施。