齿轮激光淬火和渗碳淬火的经济性比较

激光淬火是齿轮表面硬化的一个新工艺,与渗碳淬火相比,具有变形小等特点,具有广阔的应用前景。针对齿轮激光淬火和渗碳淬火两种不同工艺,从材料、工艺流程、制造成本等方面进行了比较,结果表明：齿轮激光淬火比渗碳淬火更加经济。     

激光淬火齿轮组织分析

利用扫描电镜、透射电镜对40CrNiMoA钢激光淬火齿轮淬火区组织进行了细致的分析。结果表明：其组织分为淬硬层、过渡区和基体三层。淬硬层为马氏体组织，过渡区为马氏体与回火索氏体的混合组织，基体为四火索氏体。     

淬火或渗碳淬火钢硬面齿轮传动多目标优化数学模型分析

本列出了三种淬火或渗碳淬火钢硬面齿轮传动多目标优化的数学建模方案，分析了各方案的特点，以利于此类齿轮传动的优化设计．     

用途广泛的高端产品——齿轮钢(一)

按照热处理方法,齿轮可分为经淬火、回火后使用的调质齿轮和经渗碳、高频淬火、氮化和软氮化等处理后使用的表面硬化齿轮．调质齿轮和高频淬火齿轮均采用碳素钢和强韧钢,而渗碳淬火齿轮一段采用表面淬火钢,氮化或软氮化齿轮一段采用含铬、铝、铝和钒等合金元素的钢．     

等温淬火球铁齿轮的试制

介绍了等温淬火球铁齿轮的主要生产工艺,以及合金与非合金等温淬火球铁齿轮的试制应用.其结果表明,用Cu-Mo合金化的等温淬火球铁(370 ℃× 1.5 h)可代替20CrMnTi钢制造拖拉机末端传动齿轮;用含Mn达0.7%左右的球铁棒材,经280～300 ℃×1.5 h等温淬火处理得到贝氏体马氏体球铁,可用来代替20CrMnTi钢正时齿轮;采用地方生铁(0.6%～0.8%Mn),通过增加硅量、强化孕育处理、降低奥氏体化温度以及等温淬火后回火处理等措施,可生产出接近于合金等温淬火球铁性能水平的齿轮.以上3种等温淬火齿轮均具有明显的经济效益.     

激光淬火齿轮组织和应力分析

采用扫描电镜、透射电镜和X射线应力分析系统，对齿轮宽带激光淬火后淬硬层显微组织和应力特性进行了研究，结果表明：激光淬火硬化区依其组织特征，大致分为3层：第1层为表面完全淬硬层，其主要是由马氏体和残余奥氏体组成；第2层为过渡层，由马氏体和基体上分布着回火析出的碳化物混合组成；第3层为高温回火区，由回火索氏体组织组成．激光淬火硬化层应力状态为压应力．     

25MnTiBRe齿轮渗碳淬火变形的初步研究

本文对25MnTiBRe钢制手扶拖拉机37104渗碳淬火齿轮花键孔,公法线等的变形规律做了探索。主要从装挂方式、淬火油温的影响来探讨。试验测量结果表明:25MnTiBRe钢制齿轮比20CrMnTi钢制齿轮的变形大,波动范围宽,渗碳淬火时平放的比横挂的收缩少,小端比大端变形大,并提出稳定变形尺寸的建议。     

20CrMnTi钢齿轮渗碳淬火的数值模拟与实验验证

采用DEFORM-HT软件,对20CrMnTi钢齿轮的渗碳、淬火热处理工艺过程进行模拟,得出其渗碳后表层到心部碳质量分数变化。分析淬火后马氏体组织变化,并分析淬火后残余应力,选择适当的淬火冷却介质,通过试验测定其金相组织及表面至心部的洛氏硬度。结果表明,金相组织、洛氏硬度与模拟预测结果较吻合,对生产具有一定的指导意义。     

齿轮宽带激光淬火组织和应力分析

利用扫描电镜、透射电镜和X射线应力分析系统,对齿轮宽带激光淬火后淬硬层显微组织和应力特性进行了细致分析.结果表明其组织分为:淬硬层、过渡层、高温回火区三层.淬硬层主要是由马氏体和残余奥氏体组成;过渡层为马氏体和回火索氏体混合组织;高温回火区由回火索氏体组织组成.激光淬火硬化层应力状态为压应力.     

20CrMo 钢齿轮坯锻热预处理的研究

本文研究了锻热预处理对20CrMo 钢齿轮坯切削加工性和渗碳、淬火组织的影响。试验中采用锻热缓冷和锻热等温冷却两种预处理工艺。结果表明,经两种锻热预处理的齿轮坯具有良好的切削加工性;与通常正火的比较,渗碳状态下的奥氏体和冷却后的铁素体和珠光体晶粒(团)要粗些,但最终淬火组织差别很小。     

井下专用行星减速器中心齿轮有限元分析

利用三维机械设计软件SolidWorks和大型工程分析软件ANSYS，基于行星齿轮啮合原理，建立了具有精确齿廓曲线的直齿圆柱齿轮模型，分析了潜油行星减速器中最薄弱的中心轮应力一应变分布状况，给出了渐开线直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度设计校核的有效计算方法，为潜油专用行星减速器可靠性优化设计提供了理论依据．     

微观点蚀机理的研究

由于有的齿轮在失效过程中,同时存在有宏观点蚀及微观点蚀两种不同的失效形式,为了弄清微观点蚀和宏观点蚀的关系,因此采用18Cr_2Ni_4W_A渗碳滚轮试样进行了接触疲劳性能试验。通过试验,发现试样的表面粗糙度对试样的失效形式是有影响的。并从表面粗糙度,油膜厚度及力学条件等方面,论证了微观点蚀和深层剥落两种失效形式的形成条件、微观点蚀的成因和发展过程,而且提出了微观点蚀发展成宏观点蚀的机理。     

An intelligent method for contact fatigue reliability analysis of spur gear under EHL

To complete the contact fatigue reliability analysis of spur gear under elastohydrodynamic lubrication(EHL) efficiently and accurately, an intelligent method is proposed. Oil film pressure is approximated using quadratic polynomial with intercrossing term and then mapped into the Hertz contact zone. Considering the randomness of the EHL, material properties and fatigue strength correction factors, the probabilistic reliability analysis model is established using artificial neural network(ANN). Genetic algorithm(GA) is employed to search the minimum reliability index and the design point by introducing an adjusting factor in penalty function. Reliability sensitivity analysis is completed based on the advanced first order second moment(AFOSM). Numerical example shows that the established probabilistic reliability analysis model could correctly reflect the effect of EHL on contact fatigue of spur gear, and the proposed intelligent method has an excellent global search capability as well as a highly efficient computing performance compared with the traditional Monte Carlo method(MCM).     

仿生表面形态对齿轮弯曲疲劳性能的影响

以工程仿生学为基础,利用试验优化设计方法设计试验方案,采用激光图形雕刻加工实现齿根处的仿生表面形态,研究仿生表面形态齿轮和普通齿轮的弯曲疲劳性能。试验结果表明,与普通齿轮相比较,具有仿生表面形态的齿轮试件的弯曲疲劳寿命提高了1.06～1.42倍,仿生表面形态改善了齿轮的抗疲劳性能。     

Effect of gear teeth finishing method on properties of teeth surface layer and its resistance to pitting wear creation

This work presented the characteristics of two gear teeth finishing methods, due to the properties of gear teeth surface layer obtained at the tooth working depth. These methods are: 1) the teeth carburization, hardening to a hardness of HRC 60-62 and then grinding, 2) the soft gear shaving as the final mechanical treatment and then carburizing and hardening to the hardness of HRC60-62. This work included the test results of the contact fatigue strength carried out on the circulating power system. The Wohler curves were plotted due to the obtained results, as the basis for the practical evaluation of the considered gear finishing methods. The parameters like volume distribution of the voids, content of the retained austenite, compressive residual stress value, but also the results of contact fatigue strength tests, are more favorable for the teeth shaving method than for the teeth grinding method.     

基于MASTA的齿轮微观修形研究

根据齿轮啮合原理,基于MASTA建立了齿轮传动系统模型。在对齿轮进行模拟装配后,利用MASTA的微观修形模块对齿轮进行了修形分析,得到了齿轮修形前后的传递误差图、振幅以及接触斑点分布图。将修形前后的各图进行对比后发现,齿面接触面积和接触偏载情况均得到明显改善,传递误差明显减小,验证了基于MASTA对齿轮进行微观修形的有效性。表明通过MASTA,可对齿轮齿面微观修形参数进行合理设计和优化,可有效改善齿轮传动时的齿面偏载,减小齿面接触应力,提高齿轮副的传动质量和承载能力。     

基于啮合效率下斜齿圆柱齿轮设计参数的选择

斜齿轮因具有传动平稳和承载能力高等优点而被广泛用于高速、重载传动中。目前对于斜齿轮的设计多以满足齿面接触强度、轮齿弯曲强度和齿面抗胶合承载能力为准则,未考虑设计参数对啮合效率的影响,易造成能源浪费和经济损失。在影响齿轮啮合效率的因素中,滑动摩擦功率损失占主要地位。因此,本文从计算斜齿轮滑动摩擦功率损失入手,通过计算啮合点处的滑动摩擦功率损失并沿啮合线积分,得到斜齿轮啮合效率的表达式,从中揭示出设计参数对啮合效率的影响规律,进而提出在满足齿面接触强度、轮齿弯曲强度和齿面抗胶合承载能力的前提下斜齿轮设计参数的选择原则。     

渗碳层非马氏体组织对接触疲劳性能的影响

本文通过H-800、BS-540型透射电镜、XYL-74型x射线应力测定仪和JP-BD-1型接触疲劳试验机,分别对四组不同非马氏体层深度的20CrMnTi钢渗碳滚轮试样进行了组织形态、应力分析和接触疲劳试验。结果发现,渗碳层表面非马氏体组织是极细珠光体、针状珠光体和上贝氏体。这类非马氏体层深度愈深,表面张应力愈大,次表层最大压应力愈小。与组织和应力对应,接触疲劳寿命随非马氏体层深的增加而降低,而组织沿层深分布的不均匀性是导致疲劳寿命下降的主要原因。     

渐开线圆柱齿轮齿廓的修形研究

根据坐标变换方法和标准渐开线方程,推导出了一个新的非工作面齿廓修形方程,然后根据该修形方程和SolidWorks建立了齿轮模型.利用有限元分析法对渐开线圆柱齿轮齿廓修形前后的受力情况进行了分析,结果表明修形后的齿轮接触应力比修形前减小了7.01%,修形后的齿根应力比修形前减少了10.95%.