不同精加工齿面的电子束处理齿轮弯曲疲劳性能

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对不同工艺齿面下齿轮进行强流脉冲电子束强化处理,实验研究其弯曲疲劳性能,并对齿轮电子束处理前后的齿面硬度、表面粗糙度、齿根表面形貌及组织和表面应力进行对比,分析不同工艺齿面下电子束处理对齿轮弯曲疲劳性能的影响。实验结果证明,在恒幅载荷条件下,未磨削齿轮在经电子束处理后在可靠度50%下弯曲疲劳极限降低了14%,磨削齿轮经电子束处理后弯曲疲劳极限提高了6.1%。齿轮的表面工艺对弯曲疲劳强度影响较大,经过磨削工艺,原始齿轮和电子束处理的齿轮强度分别增加了52.2%和88.2%。
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渗碳与喷丸复合处理对18Cr2Ni4WA钢表面完整性及疲劳性能的影响

为提高18Cr2Ni4WA钢齿轮的服役性能,研究了渗碳与喷丸强化复合处理对18Cr2Ni4WA钢表面完整性及常规疲劳和接触疲劳性能的影响规律。利用X射线应力仪、粗糙度仪、扫描电子显微镜、显微硬度计等测试和分析了表面组织结构、残余应力场、表面粗糙度、表面形态特征及表面加工硬化作用。结果表明:合理的喷丸强化工艺与渗碳复合处理能够显著提高18Cr2Ni4WA齿轮钢的旋弯弯曲疲劳性能和接触疲劳性能,但并不是喷丸强度越高,疲劳性能越好,而是存在较佳的喷丸强化参数,此条件下可获得良好的表面完整性,因而常规机械疲劳抗力和接触疲劳抗力均可协调提高。过高强度的喷丸处理会破坏渗碳钢的表面完整性,不利于疲劳性能。此外,复合改性对常规疲劳行为和接触疲劳行为的影响规律有所不同,此归于二者失效机制及控制因素的差异。     

工艺因素对渗碳钢抗静弯曲断裂的影响

高载荷渗碳零件的工作能力颇大程度上取决于钢材质量和化学热处理工艺。由于渗碳零件多半在周期负荷下工作,采用疲劳试验较为合适。但是,疲劳试验漫长又繁重,目前比较通用的试验方法是静弯曲试验,它能说明渗碳层的强度和整个渗碳断面塑性变形和脆断情况。它的试验结果与疲劳极限有关。同时,钢材质量的变化,静弯曲试验非常敏感。为了查明渗碳零件在制造过程中的缺陷的形成原因和提高使用寿命,苏联研究了工艺因素对各种渗碳钢静弯曲断裂强度的影响。     

齿轮激光相变硬化处理技术

对齿轮激光相变硬化处理技术进行了研究。提出了齿轮激光表面强化的连续偏置技术、变速扫描技术和辅助冷却技术，获得了沿齿面均匀分布的硬化层。激光淬火齿轮和渗碳淬火齿轮接触疲劳试验结果表明：激光淬火齿轮的接触疲劳极限应力略低于渗碳淬火齿轮的接触疲劳极限应力，其幅度小于9％。激光淬火齿轮接触疲劳寿命离散度小于渗碳淬火齿轮。     

喷丸强化件表象疲劳极限优化研究

测定了经不同规范喷丸40Cr钢试样的三点弯曲表象疲劳极限；研究了喷丸后精磨的影响；结合试样表面残余应力场分布及疲劳源所在的位置，分析了其变化规律及机理；探讨了喷丸工艺的优化问题，提出了喷丸残余应力场深度应为奥氏体晶粒平均直径10～15倍的喷丸工艺优化准则；并指出，对重要零件，应在喷丸后进行表面磨削。还提出了应根据材料内部／表面疲劳极限的概念来计算优化喷丸表象疲劳极限的方法。     

直齿轮“渗碳-温挤”渗碳层分布与性能研究

齿轮广泛用于各种机械设备和仪器仪表中,是机械传动的基本零件。近年来,随着汽车工业的发展,特别是轿车生产,对齿轮的精度及力学性能的要求越来越高,齿轮正朝着高精度、低噪声、高承载、高速度、轻量化及长寿命的方向发展。其中,采用硬齿面齿轮是提高齿轮强度及承载能力的有效途径。目前,硬齿面直齿轮普遍采用“机加-渗碳-热处理”的工艺加工,材料利用率不高,尤其是金属流线被切断,而且成形后渗碳处理使渗碳层晶粒粗大、渗碳层厚度分布不合理,造成齿轮强度与疲劳寿命的降低。而直齿轮“渗碳-温挤”技术将坯料先做渗碳处理,再温精密塑性成形为齿轮,具有材料利用率高、生产率高及晶粒细化等优点。将文讨论“渗碳-温挤”直齿轮工艺的渗碳层分布与齿轮性能关系。     

基于长裂纹扩展阈值的渗碳Cr-Ni合金钢超高周疲劳极限评估

文章旨在构建渗碳Cr-Ni合金钢的超高周疲劳极限预测模型。在两种应力比下对渗碳Cr-Ni合金钢开展超高周疲劳试验,结果表明,渗碳Cr-Ni合金钢的S-N特性呈现持续下降的趋势。通过扫描电镜对断口表面裂纹形貌的观测,当疲劳寿命低于5×10⁵周次时,表面失效是疲劳试样主要失效形式,当寿命高于1×10⁶周次时,内部夹杂-FGA-鱼眼诱发失效成为渗碳Cr-Ni合金钢的主要失效方式。利用裂纹扩展阈值对FGA尺寸进行了评估,结合El-Haddad模型,构建了基于长裂纹扩展应力强度因子阈值的疲劳极限预测模型。与他人模型预测的疲劳极限对比,得出构建的阈值应力模型预测的疲劳极限误差最小,预测结果更保守。     

渗碳淬火钢齿轮齿根弯曲疲劳可靠性试验研究

本文通过四个应力水平二十八对20Cr 渗碳淬火钢齿轮的弯曲疲劳可靠性试验,从而确定了四个应力水平上的寿命服从三个参数威布尔分布,疲劳极限应力眼从两参数威布尔分布.试验结果为齿轮的可靠性设计和计算提供了重要的依据。     

铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳性能影响的试验研究

当前，表面硬化齿轮存在多种铸锭工艺状态，开展铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳性能影响研究，对齿轮抗疲劳精益设计和成本控制有十分重要的意义。对模铸锭、连铸坯和电渣锭18CrNiMo7-6渗碳齿轮开展了表面完整性表征测试，研究了不同铸锭状态齿轮的齿根残余应力、表面粗糙度和硬度差异；基于国家标准GB/T 14230—2021《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》，设计了齿轮弯曲疲劳试验方案，对模铸锭、连铸坯和电渣锭18CrNiMo7-6齿轮开展了升降法齿轮弯曲疲劳试验，获取了不同可靠度下的弯曲疲劳极限，探究了铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳极限的影响；对3种工艺状态齿轮开展了Locati快速测定法的齿轮弯曲疲劳极限测试，研究了两种试验方法的弯曲疲劳极限结果差异，为我国齿轮疲劳基础数据建设与抗疲劳主动设计提供参考。     

渗碳层和氮化层中的疲劳断裂源

渗碳层深度为0.7毫米的疲劳试样的断裂源经常发生在表层;而氮化试样的疲劳断裂源则易产生于化合物层和扩散层的交界处附近,这与残余应力在渗层中的分布有明鲜的相对应性。在过高的应力水平时,疲劳源可能在表层发生。改善渗碳件表层组织可有效地提高疲劳强度,18Cr2Ni4wA钢渗碳后重新加热淬火比直接淬火的试样提高疲劳极限35%,比未渗碳的提高疲劳极限70～80%。氮化件原始组织形态对疲劳强度有一定影响;改善渗碳试样的表面光洁度可提高疲劳强度。渗碳件表层和氮化件次层以及其表层所存在的夹杂物,常常成为疲劳断裂源的发源地。     

关于自由度的计算

关于自由度的计算,已经引起了世界上许多学者的注意。本文提出了“根据机械系统的闭合特点,割断机架分析末杆运动,在同一瞬间把末杆与机架焊接,重新形成原机械系统”的理论,来计算机械系统（包括机构、结构）的自由度。本文阐明了机械系统中的静不定次数和自由度数的内在联系;为判断机械系统能否实现有限位移提供了必要性判据,同时为判定机械系统是否能作为结构提供了充分性判据;揭示了静不定和自由度的物理意义;严格地说明了把机构分成六个族是错误的,机构分族的观点是毫无意义的。根据上述理论,我们导出了闭合数计算公式、自由度数计算公司以及静不定次数计算公式。用这些公式可以毫无例外地按机械系统（包括机构、结构）的构造,正确地计算出它的自由度数和静不定次数。     

RV减速器针摆传动啮合特性分析

在分析RV减速器的传动原理和结构特点的基础上,从系统角度出发,考虑RV减速器两级传动系统耦合变形、摆线轮轮辐结构以及轴承刚度,建立了RV减速器啮合特性分析模型。对RV减速器针摆传动啮合特性进行了仿真分析,具体讨论了摆线轮轮缘厚度、修形量以及载荷大小对啮合特性的影响规律。同时根据所建立的分析模型对RV减速器的扭转刚度进行了分析。最后通过对RV减速器进行了针齿壳齿根压应力实验测试以及扭转刚度实验测试,验证了仿真分析的正确性。     

车辆主要噪声源识别方法的研究

描述了车辆车外主要噪声源的两种常用识别方法即声强法和声压法,给出了小客车车外噪声源的声强法和声压法的对比识别结果。这两种方法对比识别结果表明：在声源愈单一的情况下,声强法与声压法识别结果的相差愈小;在声源愈复杂的情况下,声强法与声压法识别结果相差愈大。     

球开蜗杆砂轮的磨齿原理及其球基螺旋面参数

提出用球开蜗杆砂轮连续分度展成磨削内齿轮的概念,阐述了其磨齿原理.建立了砂轮的球基渐开螺旋面议程和分度球面螺旋线方程,给出螺旋运动参数,螺旋线导程,螺旋升角的定义及计算式.     

CONSIDERATION OF THE FORM OF THE UNDEFORMED SECTION OF CUT IN THE CALCULATION OF MACHINING FORCES

For the calculation of machining forces in turning processes, the empirical equation of Victor and Kienzle has been established as a common model. However, the model has some constraints. The undeformed chip thickness has to be higher than 0.1 mm and the ratio of undeformed chip width and undeformed chip thickness has to be higher than four. This means that the equation cannot be used for several combinations of process parameters. This paper shows an approach to calculate the machining forces for any form of undeformed sections of cut based on the approach of Victor and Kienzle. In order to achieve this, the undeformed chip thickness and the undeformed chip width are defined in a new way. Furthermore, the direction of chip flow is considered to determine the feed and passive force components.     

球形滚刀的理论研究

对球面螺旋面进行深入的理论研究。给出了球面螺旋线导程、螺旋运动参数、球面螺旋升角的定义及新公式。建立了球形滚刀各螺旋面方程、刃口方程及侧后角计算等一整套新公式,可作为设计制造滚刀时的参考,总结出球形滚刀存在的有理论误差及减少误差的方法。最后给出了设计实例。     

轮轨滚动接触疲劳现象分析

论述轮轨滚动接触疲劳破坏的几种典型现象，定性地分析它们的起因和发展过程。介绍我国部分铁路现场轮轨接触表面的疲劳破坏调查情况，给出由非赫兹滚动接触理论分析计算的我国铁路轮轨接触表面作用力分布情况。计算结果表明我国铁路轮轨接触表面疲劳现象如此严重的主要原因之一是轮轨型面不配匹和轨底坡设置不合理。并论述该领域今后的进一步研究方向。     

技术创新的源泉--知识的条件性

人类文明和科技进步源于创新。创新的内涵源于知识的拓新,而知识拓新又源于知识本身的特征──条件性。自觉地还是自发地运用知识的条件性,具有很大的效果差异。自觉地认识知识的条件性并转化为方法,可加快和顺利地开拓创造性思维,把难题化解,并进行物化,以获得新成果。     

五足步行机器人步态研究

将五足步行机规则步态分为奇异和非奇异两大类型,对步态各类数、负荷因子取值范围、稳定行走条件以及稳定裕度求算进行了分析,所得结论对于指导五足机的机构和实用步态设计有重要理论意义。     

圆管凸缘整体成形技术的研究

对圆管凸缘一步及多步整体成形工艺进行了研究,采用有限元数值模拟方法分析了圆管坯料尺寸、摩擦等因素对成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因。给出了2种内径、3种壁厚情况下,成形凸缘宽度－极限摩擦因数关系曲线,提出了圆管镦锻凸缘成形极限图的概念。并依据数值模拟结果进行了圆管镦锻凸缘一步整体成形试验,试验结果显示所成形的圆管凸缘符合数值模拟预测的结果,说明所提出的成形极限概念对圆管凸缘整体成形技术有指导意义。