20CrMnMo齒輪齒根殘余應(yīng)力理論及試驗研究.pdf

1、齒輪作為一種重要的機械傳動零件，廣泛應(yīng)用于制造裝備業(yè)的各個領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對齒輪傳動高強度、高效率、高可靠性的需求日益增強。齒輪疲勞作為齒輪的主要失效形式，嚴重影響著齒輪傳動性能和使用壽命。噴丸作為一種金屬表面冷加工技術(shù)，常應(yīng)用于齒輪表面處理。目前，國內(nèi)外研究者主要以齒輪噴丸強化工藝與噴丸后齒根殘余壓應(yīng)力為研究重點，但忽視了殘余壓應(yīng)力對齒輪性能的影響。少數(shù)研究者雖然對噴丸處理后殘余壓應(yīng)力對齒輪性能的影響給出過一些定性的結(jié)論，但

2、是缺乏具體試驗數(shù)據(jù)的支持。本文主要從齒輪齒根殘余應(yīng)力檢測入手，以20CrMnMo漸開線齒輪為研究對象，通過理論分析、數(shù)值仿真、試驗驗證等手段，對噴丸工藝、殘余壓應(yīng)力以及彎曲疲勞強度三者的內(nèi)在關(guān)系進行研究。研究內(nèi)容主要包括：
　　①基于殘余應(yīng)力檢測原理，結(jié)合試驗對象的特點，選定了X射線固定法作為本次試驗的檢測方法。
　?、谶x用同種規(guī)格兩組20CrMnMo齒輪，一組作噴丸強化處理，另一組不作處理進行對比分析。分別采用固定法、固定

3、法對現(xiàn)有分組齒輪進行檢測，分析結(jié)果表明固定法測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可靠性均優(yōu)于固定法。
　　③對比分析噴丸組及未噴丸組齒輪齒根殘余壓應(yīng)力的檢測結(jié)果，獲得了噴丸強化能提高殘余壓應(yīng)力水平的可靠數(shù)據(jù)，論證了噴丸強化與殘余壓應(yīng)力之間的關(guān)系。
　?、茚槍υ囼烗X輪的噴丸工藝，基于通用有限元分析軟件ANSYS，對實際噴丸過程進行了模擬；探討影響噴丸齒輪殘余壓應(yīng)力的若干因素，研究了彈丸速度、彈丸直徑和覆蓋率與噴丸后殘余應(yīng)力間的關(guān)系，提出提高齒輪齒