平地機齒圈齒形優(yōu)化及材料熱處理工藝研究.pdf

1、齒輪傳動具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠等優(yōu)點,在工程機械傳動中得到了廣泛的應(yīng)用。齒輪的使用壽命在齒輪傳動中起著重要的作用。而輪齒失效的形式,如輪齒折斷、齒面磨損、齒面點蝕、齒面膠合和塑性變形等直接影響著齒輪的壽命,從而影響了整個生產(chǎn)過程。
　　本文以國內(nèi)外齒輪材料的研究趨勢為背景,結(jié)合平地機齒圈的結(jié)構(gòu),針對某機械廠生產(chǎn)的平地機齒圈在投入使用過程中出現(xiàn)磨損嚴重、齒面膠合等問題以及機械性能要求,本文從齒圈嚙合應(yīng)力分析、齒圈材料選擇及熱

2、處理工藝三方面著手,選擇出能夠滿足使用條件的最佳齒圈材料。對原用的齒圈齒形和設(shè)計的另一種齒圈齒形,通過計算機軟件模擬齒圈嚙合過程,ANSYS有限元軟件分析應(yīng)力分布,得到嚙合性和接觸應(yīng)力,經(jīng)分析與對比,得出后者較好,并對其齒形進一步優(yōu)化。由于齒圈材料的選擇直接影響到齒圈的加工性能和使用壽命,對比18MnMoNb鋼、Q345鋼、Q550鋼在工藝性能、力學(xué)性能等方面的差異,按照使用時的工作條件選用合適的齒圈材料。通過工藝性能分析,得出Q345

3、鋼的工藝性能較好。對試樣進行拉伸試驗,得出Q345鋼強度極限為550MPa、延伸率為34.2％最高。磨損試驗結(jié)果表明Q345鋼的耐磨性最好,Q550鋼的耐磨性最差。通過對齒根彎曲疲勞壽命、齒面接觸疲勞壽命分析,得出18MnMoNb鋼、Q345鋼的抗疲勞性能遠優(yōu)于Q550鋼。為了進一步提高齒面硬度和耐磨性,制定合理的表面感應(yīng)淬火工藝,對 Q345鋼與18MnMoNb鋼進行表面感應(yīng)淬火,測定出Q345鋼淬硬層和硬度值分布的更穩(wěn)定、均勻。