噴丸工藝對18CrNiMo7-6齒輪彎曲疲勞強度的影響研究.pdf

1、齒輪的傳動效率高，傳動比和速度的變化范圍大，被廣泛應(yīng)用于機械傳動中。齒輪在傳動時往往承受著較大的負載，齒輪的彎曲疲勞強度是齒輪傳動的關(guān)鍵性能指標，齒輪彎曲疲勞試驗對于齒輪的設(shè)計及安全使用十分有必要。噴丸強化能使工件獲得殘余壓應(yīng)力，合理的噴丸強化可以有效提高工件的壽命。目前，國內(nèi)外在噴丸強化提高齒輪使用壽命方面做了大量研究，然而噴丸工藝的參數(shù)與工件性能之間沒有建立完整的量化關(guān)系，噴丸參數(shù)的選擇主要依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗，效果不佳。因此，研究不

2、同噴丸工藝對齒輪彎曲疲勞壽命的影響，對于提高齒輪的彎曲疲勞壽命具有重要的意義。本文從國內(nèi)目前所能達到的熱處理和噴丸強化工藝水平出發(fā)，對18CrNiMo7-6齒輪進行系列化的噴丸強化，通過試驗獲得其彎曲疲勞強度，繪制其 R-S-N曲線，對比不同噴丸工藝下的彎曲疲勞壽命和極限承載能力，研究了不同噴丸工藝對表面完整性中的相關(guān)評價指標的影響。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　1）設(shè)計了齒輪彎曲疲勞試驗的專用夾具；討論了齒根彎曲應(yīng)力計算中

3、的相關(guān)問題。
　　2）針對P9系列齒輪進行了彎曲疲勞試驗，利用t分布理論確定試驗的最少試驗點數(shù)，利用數(shù)理統(tǒng)計的相關(guān)理論對數(shù)據(jù)進行擬合，利用柯爾莫哥洛夫檢驗對擬合結(jié)果進行檢驗，得到了不同可靠度下的R-S-N線簇，獲得了齒輪極限承載能力。
　　3）針對8種不同噴丸工藝的齒輪進行了彎曲疲勞對比試驗：運用成組對比法和篩選法對不同工藝齒輪進行了壽命對比，運用等斜率法對齒輪進行了極限承載能力對比，試驗結(jié)果表明：經(jīng)過組合噴丸的齒輪彎曲疲勞

4、壽命最高。
　　4）研究了不同噴丸工藝對表面完整性中相關(guān)評價指標的影響，試驗結(jié)果表明：a、在丸粒較大時，隨著噴丸強度的增大，齒根表面粗糙度減小；在丸粒較小時，隨著噴丸強度的增大，齒根表面粗糙度增大；提高噴丸覆蓋率有利于降低表面粗糙度。b、噴丸工藝能明顯增加齒根表面的殘余壓應(yīng)力；提高噴丸覆蓋率，有利于提高表面殘余壓應(yīng)力；隨著噴丸強度的增加，齒根表面殘余壓應(yīng)力均有所增加；相比于常規(guī)單次噴丸，組合噴丸工藝能明顯增加齒根表面的殘余壓應(yīng)力。