珠光体和珠光体—铁素体球墨铸铁齿轮抗点蚀能力的研究

本文总结了珠光体和珠光体—铁素体球铁齿轮的齿面接触疲劳极限应力的测定结果。根据齿轮寿命试验的结果数据,采用ISO齿轮承载能力计算方法,求得可靠度为0.99的接触疲劳曲线方程,和循环基数N_0=5×10~7时的接触疲劳极限应力бнlim: 当HB=253时,бнlim=673N/mm~2; 当HB=226时,бнlim=637N/mm~2。上述数值均高于国外同硬度的球铁齿轮或碳钢齿轮的相当数值。试验中,还测定了齿面的磨损曲线,进行了齿轮润滑状态的计算。同时采用齿面复膜和扫瞄电镜分析技术,揭示了珠光体球铁齿轮齿面破坏的两种不同方式。本文还对复膜追踪,扫瞄电镜分析,齿面磨损量测定,бнlim快速测定法等试验技术进行了评价。     

球墨铸铁齿轮的寿命试验

本文综合了作者最近进行的近100对球铁齿轮寿命试验的结果数据,从而得到了各种球铁齿轮接触疲劳和弯曲疲劳的S－N曲线以及具有一定失效概率的疲劳极限值σ (Hlin)和σ (Flim)。本试验得到的软氮化球球铁齿轮和贝氏体球铁齿轮的σ (Hlin)和σ (Flim)值,可供增补ISO60/6N200E和ISO60/6N201E数据不足的参考。     

深窄槽铣削加工

转子是构成滑片式回转空气压缩机的重要零件,转子槽的加工难度较大。图1是HY37型滑片式回转空压机转子工作图。转子由40Cr合金结构钢锻造毛坯,热处理后的机械性能是:抗拉强度σ_b≥650N/mm~2;弯曲疲劳极限σ_(-1)≥295N/mm~2;屈服强度σ≥450N/mm~2;布氏硬度为HB229～269。转子上有8个等分径向槽,槽宽为9.5_0~(+0.09)、槽深为89.2_0~(+0.14)、槽长度为1115.5,槽表面粗糙度R。值应小于2.5μm、形位公差要求如图1所注,转子净重750kg。     

600MPa冷压桥壳钢疲劳裂纹扩展速率

利用光学显微镜观察Mn-Ti体系和Nb-V体系600 MPa冷压桥壳钢显微组织,采用MTS-810低频疲劳试验机,在试验频率为10Hz条件下,应用三点弯曲法,对2种成分体系冷压桥壳钢进行疲劳裂纹扩展速率试验,并绘制2种试验材料的裂纹扩展速率da/dN与应力强度因子幅度ΔK的关系曲线。结果表明,2种成分体系桥壳钢显微组织均为铁素体+少量的珠光体,Nb-V体系铁素体晶粒尺寸为3.3μm,Mn-Ti体系铁素体晶粒尺寸为5.8μm。利用线性拟合法,得到Mn-Ti体系和Nb-V体系的Paris方程系数分别为:m=2.629 8,C=4.13×10~(-12) mm/次和m=2.679 9,C=1.30×10~(-12) mm/次,计算得出裂纹扩展门槛值ΔKth分别为46.50和66.58 MPa·m~(1/2)。     

箱形梁在弯曲和扭转时约束翘曲影响的计算

主梁的强度和耐久计算都归结为验算弯曲正应力σ_(max),σ_(max)由梁危险截面的弯矩除以相应截面模数求得。此时假定梁在弯曲时其横截面仍为平面,因此翼缘板的正应力沿翼缘宽度均匀分布,而腹板的正应力按线性规律分     

稀士镁球铁齿轮承载能力的研究

作者们进行了130多对球铁齿轮的寿命试验,从而得到了具有各种成份、各种不同硬度的10种球铁齿轮的S-N曲线以及与它们对应的疲劳极限值σ_(Flin)。作者采用快速齿轮寿命试验法,对比了钒-钛贝氏体(中国用)贝氏体一奥氏体(芬兰用)、贝氏体一马氏体(美国用)三种球铁齿轮在承载能力上的差别。根据这些试验数据和对试验过程中某些球铁齿轮特有现象的观察,作者对球铁齿轮承载能力,对主、从动轮抗点蚀能力上差别的敏感性等方面还作了分析研究。本文是上述试验研究的总结。此外,作者还提出:球铁齿轮的弯曲静强度极限应力值,取决于齿轮的塑模比δ/m的论点。     

齿轮接触疲劳极限Locati快速测定法的研究

对齿轮进行寿命和可靠性设计时,其材料的疲劳极限起着至关重要的作用。由于罗卡提(Locati)快速测定法具有时间短、数据少并且试验结果较可靠的优点,成为齿轮疲劳试验常用的方法,但该方法必须参照相关试验资料确定参考曲线。探讨了一种更为可靠的数据处理方法,与传统的方法相比,既不需要预先确定参考曲线,也不需要计算疲劳损伤累积和,而是通过直接求解疲劳曲线方程得出相应的疲劳极限。改进后的方法只是单纯地求解方程,计算过程简单,结果更为可信准确。通过疲劳试验验证该方法是可行的,为疲劳试验快速测定法获得相关材料的疲劳极限提供了理论依据。     

钛加铌共处理的高强无间隙原子钢铁素体区高温拉伸流变应力方程及热加工图

用Gleeble-1500型热模拟试验机针对钛加铌共处理无间隙原子钢在铁素体区进行了拉伸变形,其变形机制主要表现为动态回复型,平均变形激活能Q=573.33 kJ/mol,在铁素体高温区拉伸流变峰值应力为σp=100arcsinh(1.776 6×10-26(ε)e6859.6/T)-1.7055.在试验数据的基础上拟合了该钢在铁素体高温区拉伸流变应力峰值σp的解析表达式,建立了铁素体高温区拉伸变形的功率耗散图和加工失稳图,并形成了铁素体高温区间的热加工图.     

不同温度和应变速率下P92钢的高温拉伸特性

采用Instron5869拉伸试验机,在550~650℃、1×10~(-3)~1×10~(-5) s~(-1)应变速率条件下对P92钢进行了高温拉伸试验,分析了温度、应变速率对P92钢高温拉伸特性的影响,并得到了P92钢的本构方程,同时预测了1×10~(-4) s~(-1)和不同温度条件下的σ_(ε=0.1)值。结果表明:温度和应变速率是影响P92钢高温拉伸行为的两个重要因素,钢的强度随温度升高而降低,随应变速率增加而增大,断后伸长率和断面收缩率均随温度升高而增大;P92钢的变形激活能为92.24kJ·mol~(-1),不同温度下σ_(ε=0.1)的预测值与文献中的试验值比较吻合。     

齿轮内在品质对齿轮强度和寿命的影响

齿轮的内在品质是由齿轮的材料品质、锻造品质和热处理工艺品质等所决定的.约有35％的齿轮的失效与齿轮内在品质太差有关.主要论述了渗碳淬火齿轮内在品质的部分项目(表层脱碳、内氧化、粗大马氏体、碳化物组织、非马氏体组织、黑色组织、残余奥氏体、晶粒度等)对齿轮强度和寿命的影响,其影响程度多数以试验结果的数据表示.用5种材料渗碳淬火齿轮的R-S-N曲线试验结果数据(齿轮脱碳层深度0.2～0.3 mm时,齿轮的弯曲疲劳极限应力σF lim降低23％～50％),说明了齿轮表面脱碳对齿轮弯曲疲劳强度的极大影响.     

履带车辆传动系统圆柱齿轮齿宽设计方法研究

军用履带车辆传动系统因其换挡操作频繁、运行环境恶劣、战技指标苛刻,决定了齿轮需要在有限寿命下可靠传递转速和转矩,而齿轮齿宽是影响传动功率密度的主要因素之一。以军用履带车辆圆柱传动齿轮设计为依托,以满足强度和寿命为基础,以符合可靠度要求为准则,对圆柱齿轮表面接触应力和齿根弯曲应力进行分析,在有限寿命的前提下,从齿轮承载能力的角度,探索了同时满足齿轮齿面接触强度最大值σ_(max)小于许用接触σ_(HP)和轮齿弯曲强度σ_(F)小于许用齿根应力σ_(FP)的齿宽设计方法,并结合工程应用,给出具体实例,具有一定实用价值。     

起重钢丝绳自重所引起的应力增加量

当外部拉力为F,起重钢丝绳的横截面积为A时,钢丝绳的拉应力σ(N/mm~2)计算公式为σ=F/A 上式忽略了绳的自重,考虑自重G的拉应力应该为     

疲劳极限应力图线的表达式与试验研究

本文推导了只含有一个待定常数的二次多项式拟合方程σ_a=[1-pσ_m/σ_b-(1-p)(σ_m/σ_b)~2),对该方程作了较详尽的评定分析,并就我国常用的正火45、调质40Cr、16Mn和A3四种钢材的单向拉伸疲劳极限应力图线进行了试验研究。理论分析和试验结果均表明,本文引荐的拟合方程具有普遍的适用意义,由此引起的最大相对误差一般不会超过15％。文中还给出了上述四种钢材的拟合方程。     

S38C车轴钢的旋转弯曲和超声振动疲劳性能

选取经硬化(强化)处理的S38C车轴钢小试样,分别采用旋转弯曲疲劳试验机和超声振动疲劳试验机进行疲劳试验,研究其旋转弯曲和超声振动疲劳性能。研究表明,对于具有低温回火马氏体组织的S38C车轴材料,若以4×108周次不发生疲劳破坏的最大应力为疲劳极限,旋转弯曲疲劳试验得到的疲劳极限为775 MPa,超声疲劳试验得到的疲劳极限为675 MPa。通过升降法试验得到(旋转弯曲加载)的具有低温回火马氏体组织的S38C材料在108周次的疲劳极限:对应失效概率10%、置信度95%的疲劳强度下极限为707 MPa;对应失效概率1%、置信度95%的疲劳强度下极限为647 MPa。     

基于Monte-Carlo模拟的小样本下齿轮疲劳极限计算方法及软件开发

齿轮疲劳极限评估Dixon-Mood(D-M)法的试验样本需求量较大,标准差估计值存在较大偏差,因此基于Monte-Carlo模拟提出小样本的齿轮疲劳极限分析方法(CQUboot),并结合大量弯曲疲劳极限试验对D-M法和CQUboot法进行了对比分析。与GB/T 14230—2021《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》推荐的20～22个样本计算结果相比,样本量降至12时,D-M法的最大误差为15.76%～24.99%,CQUboot法为8.02%～12.98%;以12.66%为疲劳极限预估允许的最大误差时,D-M法至少需要10～18个样本点,CQUboot法只需8个样本点。     

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。     

采用高纯净度钢提高齿轮的强度和寿命

对于采用电渣重熔钢制造的机械零件的工作性能迄今尚缺乏研究。为此,苏联金属切削机床实验科学研究院进行了这项试验,目的是探讨采用电渣重熔钢制造金属切削机床传动齿轮的可能性。齿轮的强度试验,采用了三种不同方法熔制的钢:电渣重熔钢(40XШ),在钢水包中以合成渣处理的钢(40XCШ)和普通方法冶炼的钢(40 X)。 实验确定了下列齿轮的弯曲强度特性:旋转齿轮在107循环负荷下的疲劳曲线和疲劳强度;静止齿轮的弯曲强度,一次冲击下的冲击强度,在 2×105多次冲击下的疲劳强度曲线和冲击疲劳强度。 实验采用直齿圆柱齿轮:模数m=3毫米,齿数z=48,压…     

低碳马氏体在防滑链条上的应用

低碳钢或低碳合金钢经淬火后,可获得低碳马氏体组织。其组织形态为尺寸大致相等且近于平行的马氏体板条,而其亚结构在电子显微镜下的特征是马氏体板条内具有高密度的位错(经电阻法测得其密度为0.3～0.9×10~(12)cm~(-2))。由于低碳马氏体的组织形态与亚结构不同于一般高碳型的片状马氏体,而使其具有相当高的强度及良好的塑韧性。(σ_s=100～130kgf/mm~2,σ_b=120～160kgf/mm~2和σ_5≥10％,φ≥40％及Ak≥6kgf/cm~2     

14NiCrMo10 6V与Q345E钢过渡匹配焊接接头的组织与力学性能

采用E551T1-Ni2药芯焊丝对Q345E钢与14NiCrMo10 6V钢进行焊接,并通过室温拉伸、弯曲、冲击、硬度试验以及金相分析等对焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用此焊丝可以获得拉伸、弯曲和冲击性能均良好的焊接接头,焊缝硬度在200～250HV之间;焊缝处晶界组织为先共析铁素体、少量无碳贝氏体(从晶界伸向晶内),晶内为针状铁素体与珠光体,个别部位有粒状贝氏体;Q345E钢侧热影响区与焊缝过渡区的组织为沿晶界析出的块状先共析铁素体和向晶内生长的条状铁素体以及少量的珠光体和贝氏体;14NiCrMo10 6V钢侧热影响区与焊缝过渡区的组织为板条状马氏体。     

基于X射线技术的齿轮根部残余应力测定方法研究

齿根部横向残余应力的合理分布对齿轮弯曲疲劳强度的影响极大,但鉴于齿轮的几何形状,目前工程上一般采用切齿暴露齿根的方法(有损检测)来完成横向残余应力的测定。为了在不破坏材料表面原有应力状态的条件下,还能较为准确的测得齿轮根部横向残余应力(无损检测),本文拟通过理论分析及试验测定相结合的方法,推导齿轮齿根横向与纵向残余应力的关系方程,得出在已知无应力布拉格角θ_0的条件下,利用X射线法测得的齿轮根部纵向残余应力推导出横向残余应力的大小,为齿轮齿根横向残余应力的准确测定提供参考。