噴丸對齒輪彎曲疲勞影響的數(shù)值仿真及試驗(yàn).pdf

1、齒輪是機(jī)械傳動中的重要組成部分，在工業(yè)產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。齒輪的運(yùn)動形式和受力狀況，決定了齒輪的失效形式主要是疲勞破壞，而疲勞斷齒是所有齒輪失效中最多的。強(qiáng)力噴丸在齒輪表面形成殘余壓應(yīng)力場，阻礙疲勞裂紋的產(chǎn)生，是一種有效提高齒輪疲勞壽命的表面處理方式。利用數(shù)值模擬的方法，對噴丸前后齒輪在不同載荷下的單齒彎曲疲勞進(jìn)行受力分析和壽命計算，得到齒輪噴丸前后的單齒疲勞壽命，不但節(jié)省了試驗(yàn)時間，而且為齒輪壽命預(yù)測提供了一種嘗試，對噴丸工藝的優(yōu)化也有一

2、定的意義。
　　試驗(yàn)齒輪有兩種，一種是m=4.5mm、Z=24的齒輪(A型齒輪)，材質(zhì)是17CrNiMo6，另一種是 m=10mm、Z=29的齒輪(B型齒輪)，材質(zhì)是42CrMoA，齒輪都經(jīng)過滲碳淬火。齒輪噴丸強(qiáng)度為0.5mmA和0.4mmA。本文使用MSC公司的有限元計算軟件MARC進(jìn)行齒輪在加載條件下的應(yīng)力場分析，使用疲勞壽命分析軟件Fatigue預(yù)測齒輪的彎曲疲勞壽命。在計算過程中忽略熱處理帶來的殘余應(yīng)力，噴丸造成的齒輪殘余

3、應(yīng)力場采用試樣實(shí)測值并以賦初值的方式加入計算模型中。彎曲疲勞試驗(yàn)按照GB14230-1993采用少試驗(yàn)點(diǎn)組合法(B試驗(yàn)法)在高頻疲勞機(jī)上進(jìn)行單齒彎曲疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)采用正弦載荷，每個齒輪分別采用5種載荷進(jìn)行試驗(yàn)。
　　分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在齒輪受載過程中，輪齒上端齒根所受拉應(yīng)力最大，塑性變形量最大，最容易發(fā)生疲勞破壞。彎曲疲勞壽命預(yù)測結(jié)果表明，噴丸之后齒輪彎曲疲勞壽命明顯提高，疲勞裂紋源從表面移至次表層。齒輪在彎曲疲勞試驗(yàn)過程中，都是從受