確定重載大模數(shù)齒輪深層滲碳深度的方法比較

1、確定重載大模數(shù)齒輪深層滲碳深度的方法比較李光瑾1 任頌贊1 滕魯湘2 陳德華1 哈勝男1 祝兵壽2 蔣勇剛2 楊亞文2 王(1 上海市機(jī)械制造工藝研究所有限公司 , 上海 200070)(2 常州減速機(jī)總廠有限公司 , 江蘇 常州 213149) (3 上海大學(xué) , 上海 200072)洪3摘要分析比較了多種重載齒輪深層滲碳深度的確定方法 ,列出了近年部分重載齒輪對(duì)滲碳層深度要求的變化 。選用不同直徑的代表性試樣和齒形試樣 ,進(jìn)行了滲碳淬硬層應(yīng)力測(cè)定 ,認(rèn)為可以從壓縮 現(xiàn)有深層滲碳層深度冗余和在歸結(jié)近年來(lái)滲層深度變化的基礎(chǔ)上 ,努力實(shí)現(xiàn)深層滲碳工藝精益化 ,適當(dāng)降低滲碳層深度 ,在確保齒輪承載

2、能力的前提下 ,使深層滲碳過(guò)程成為節(jié)能減排 、清潔高效的加工技術(shù) 。關(guān)鍵詞深層滲碳有效硬化層深度工藝精益化comparison of the methods of determining carburizeddepth of heavy2duty large module gearli guangjin1 ren songzan1 teng luxiang2 chen dehua1 ha shengnan1zhu bingshou2 j iang yonggang2 yang yawen2 wanghong3(1 shanghai institute of machine building t

3、echnology co . , ltd. , shanghai 200070 , china) (2 changzhou general speed reducer factory co . , ltd. , changzhou 213149 ,china)(3 shanghai university , shanghai 200072 ,china)abstracta variety methods of determining the depth of deep case carburizing of heavy2duty gear are compared ,the variation

4、 of carburized depth requirement of heavy2duty gear in recent years are listed. the quench stress test of the carburizing samples with different diameter and the specimen with teeth shape are carried out . on the basis of com2 pressing the depth redundancy of the existing deep carburized layer and r

5、eferring to the variation of carburized depth in recent years ,we can make great efforts to attribute lean process of carburized depth ,appropriate reducing the depth , and on condition of ensuring gear load capacity ,make deep carburizing process to a processing technology of energy conservation an

6、d emission reduction and clean efficient .key words deep carburizingeffective hardening depthtechnique lean process定和校核標(biāo)準(zhǔn) ,將滲碳淬硬層深度簡(jiǎn)稱“淬硬層深度”(用 chd 表示) 。齒輪成品的有效淬硬層深度為齒面 經(jīng)磨削后的硬化層深度 ( 用 eht 表示) 。兩者的關(guān)系 為 :chd = eht + 磨削余量 。0引言重載硬齒面齒輪常采用低碳合金鋼深層滲碳淬火工藝 ,以適應(yīng)在重載荷情況下齒面接觸疲勞和齒根彎曲疲勞性能 。按照 jb/ t 8929 1999 深層滲碳標(biāo)準(zhǔn)界

7、 定 ,有效硬化層深度 3mm 以上即為“深層滲碳”( 該標(biāo)準(zhǔn) 2008 版取消了 3mm 的界定) 。滲層深度直接決定了滲碳工藝周期長(zhǎng)短 、能源消耗和生產(chǎn)效率高低 。如 何確定齒輪的滲碳層深度有若干標(biāo)準(zhǔn)和方法 ,近年來(lái) 重載齒輪深層滲碳齒輪有效硬化層深度的設(shè)定發(fā)生了很大變化 。gb/ t 9450 2005 鋼件滲碳淬火硬化層深度的測(cè)1現(xiàn)有確定硬面齒輪滲碳淬火 eht 值的方法參與齒輪承載能力計(jì)算的材料特征參數(shù)各種齒輪承載能力計(jì)算方法 , 常用的材料特征參1. 1數(shù)有 :彈性模量 ( e) 、泊松比 () 、許用齒根應(yīng)力 (fp) 、彎曲疲勞極限應(yīng)力 (flim) 、許用接觸應(yīng)力 (hp )

8、 、接觸 疲勞極限應(yīng)力 (hlim) 、抗拉強(qiáng)度 ( rm ) 、硬度 ( hrc 、hv第 35 卷 第 02 期確定重載大模數(shù)齒輪深層滲碳深度的方法比較61等) 。這些指標(biāo)中強(qiáng)度 、硬度和疲勞極限等 , 可通過(guò)選擇合適的材料和熱處理工藝方法獲得 。我們注意到 , 在多種齒輪承載能力計(jì)算方法標(biāo)準(zhǔn) 中 , 有對(duì)齒輪材料與熱處理的要求 , 但未提出參與計(jì)算 所需的 eht 數(shù)據(jù) , 有的僅強(qiáng)調(diào)應(yīng)“保證適當(dāng)?shù)挠行в不瘜由疃取薄?. 2 部分確定硬齒面齒輪滲碳淬硬 eht 值的方法長(zhǎng)期以來(lái) , 人們依據(jù)齒輪設(shè)計(jì) 、制造 、試驗(yàn)和運(yùn)行 的經(jīng)驗(yàn) , 確定出相關(guān)系數(shù) ( 如安全系數(shù) 、過(guò)載系數(shù) 、多種 工

9、況系數(shù)等) , 提煉出多種模數(shù) - eht 值對(duì)應(yīng)關(guān)系圖和基于多種要素的計(jì)算公式 , 本文中僅選擇模數(shù) - eht值的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖進(jìn)行比較 。1. 2. 1 我國(guó)部分齒輪滲碳淬硬 eht 值選擇方法 我國(guó) 部分標(biāo)準(zhǔn)推薦的齒輪滲碳淬硬 eht 值選擇方法有幾個(gè) 標(biāo)準(zhǔn) 。其一 , gb/ t 3480. 5 2008 直齒輪和斜齒輪承載能 力計(jì)算第 5 部分 :材料的強(qiáng)度和質(zhì)量 ( 該標(biāo)準(zhǔn)等同采用 iso 6336 5 :2003 標(biāo)準(zhǔn) ,同時(shí)是對(duì) gb/ t 8539 2000 的修 訂) 。接觸強(qiáng)度的最佳硬化層深度推薦值 eht hopt 和綜合 考慮彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度的最大硬化層深度 ehtm

10、ax 0. 4 mn ( 6mm) , ehtmin 0. 3mm ,對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖 1 。表 1行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與資料推薦的齒輪滲碳淬硬 eht 值計(jì)算方法nn注 1 :表中兩種模數(shù)的符號(hào)均按原標(biāo)準(zhǔn)及資料錄入 , 未作統(tǒng)一 。注 2 : tb/ t2989 2000 等效采用法國(guó) nf f02 303 :1990 機(jī)車車輛用 車輛標(biāo)準(zhǔn) 。1. 2. 2 munich 技術(shù)大學(xué)推薦的模數(shù)與 eht 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系 munich 技術(shù)大學(xué)以 mn = 3mm、5mm 的 16mncr5 鋼齒輪 為研究對(duì)象 , 通過(guò)齒輪的接觸疲勞和彎曲疲勞試驗(yàn)以及 統(tǒng)計(jì)分析 ,推薦的具有常規(guī) mn/ c 比值 (端面模數(shù)/

11、在節(jié)點(diǎn)的曲率半徑) 滲碳齒輪的最佳層深見(jiàn)圖 32 47 。圖 3 munich 技術(shù)大學(xué)推薦的模數(shù)與 eht 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖 1 gb/ t 3480 . 5 2008 推薦的滲碳淬火齒輪模數(shù)與 eht 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系其二 , 機(jī)械 、鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及大型重載齒輪的推薦值 , 見(jiàn)表 1 和圖 2 。1. 2. 3g. 尼曼 、h. 溫特爾推薦的模數(shù)與 eht 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系g. 尼曼 、h. 溫特爾是國(guó)際齒輪界最負(fù)盛名的教 授 , 所著的機(jī)械零件被推崇為“世界名著”, 他們推薦的模數(shù)與不同材料和不同工藝方法獲得的 eht 值的對(duì) 應(yīng)關(guān)系 ( 圖 43 186 ) 曾被廣泛引用 , 據(jù)稱該關(guān)系適用于

12、模數(shù)為 240mm 的齒輪 。1. 2. 4格里森制推薦的模數(shù)與 chd 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系 弧齒錐 ( 傘) 齒輪加工有不同齒制 ( 如 gleason 制 、klin2 gelnberg 制 、oerlikon 制 等) , 格 里 森 制 推 薦 的 模 數(shù) 與chd 值對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖 54 。ansi/ agma 2101 c95 : 1995 推 薦 的 模 數(shù) 與1. 2. 5圖 2 兩個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推薦的滲碳淬火齒輪硬模數(shù)與 eht 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系eht 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖 6 為該標(biāo)準(zhǔn)推薦的模數(shù)與 eht的對(duì)應(yīng)關(guān)系 , 圖 6 中所示曲線和范圍 , 對(duì)性能要求很高序號(hào)資料來(lái)源確定有效硬化層 深度

13、的辦法深度范圍1jb/ t 8853 2001m = 1 . 56 時(shí) ,t = (0 . 20. 3) m n ;m = 718 時(shí) ,t = (0 . 150. 25) m n上 、下限深度 相差 50 % ; 上 、下限深度 相差 66 . 7 %2tb/ t2989 2000滲碳或碳氮共滲 齒輪 e ( m + 1) / 10 ( 表面淬火齒輪e 0 . 2 m)僅設(shè)定起點(diǎn)深度3我國(guó)大型 重載齒輪 1 1169t = (0 . 200. 30) m上下限深度 相差 50 %機(jī)械傳動(dòng)2011 年62的齒輪傳動(dòng) , 應(yīng)對(duì)其使用場(chǎng)合 、載荷情況 、加工工藝進(jìn)行詳細(xì)研究 , 以確定齒輪合適的硬

14、度和內(nèi)部應(yīng)力梯度 。 層深的測(cè)量方法和允許偏差 , 應(yīng)由用戶與制造者商定 。零件、agma2101 d04 和 iso6336 5) , 計(jì) 算 出 模 數(shù)與 eht 值對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖 7 。圖 7 kisssoft 軟件計(jì)算出的模數(shù)與 eht 值對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算結(jié)果表明 , iso6336 5 的對(duì)應(yīng)關(guān)系區(qū)間 , 經(jīng)軟件運(yùn)行 , 所獲得的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖與 iso6336 5 標(biāo)準(zhǔn)中的 對(duì)應(yīng)關(guān)系圖比較發(fā)生了顯著變化 。下限為近似線性 、上限為簡(jiǎn)單的 2mm 、4mm 、6mm 折線形成的多邊形框 區(qū) , 這也在某種意義上說(shuō)明了軟件計(jì)算值具有的參考 價(jià)值 。g. 尼曼 、h. 溫特爾的著作中推薦的模數(shù)與

15、eht 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系為近似平行四邊形區(qū)間 。按 iso6336 5 和 g. 尼曼 、h. 溫特爾的方法的計(jì)算 , 輸入不同的安全系數(shù) 、剪切應(yīng)力等要素 , 計(jì)算結(jié)果不因這些要素的變化 而改變 。agma2101 d04 : 2004 計(jì)算結(jié)果 , 35 模數(shù)以 下為線性對(duì)應(yīng) , 以上為折線對(duì)應(yīng) , 50 模數(shù)對(duì)應(yīng)的 eht 值 至 7 . 44mm 。圖 4 g. 尼曼 、h. 溫特爾推薦的模數(shù)與 eht 的對(duì)應(yīng)關(guān)系2現(xiàn)有確定齒輪深層滲碳淬火 eht 值方法的局限(1) gb/ t 3480 . 5 2008 已經(jīng)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)完全接圖 5 格里森制推薦的模數(shù)與 chd 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系軌 , 但接

16、觸疲勞和彎曲疲勞極限均基于 3mm5mm 模數(shù)齒輪 ; 滲碳鍛鋼的接觸疲勞極限和許用彎曲疲勞極 限是基于 eht 為 ( 0 . 150. 20) m 對(duì)應(yīng)關(guān)系 。其他方法也是建立在對(duì)小模數(shù)的齒輪試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上 , 所推薦的數(shù)據(jù)不宜簡(jiǎn)單的作為確定重載大模數(shù)齒輪技術(shù)要 求的原則 。(2) 滲碳淬火后 eht 值對(duì)重載大模數(shù)齒輪可靠性 的影響 , 難以通過(guò)齒輪實(shí)物的彎曲疲勞和接觸疲勞試 驗(yàn)加以考核 , 在很大程度上影響了重載齒輪深層滲碳 效果的研究 。圖 6 agma 推薦的模數(shù)與 eht 的對(duì)應(yīng)關(guān)系在 ansi/ agma 2001 d04 : 2004 版本中 , 提供了以縱坐標(biāo)為徑節(jié) ,

17、橫坐標(biāo)為模數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖 。1. 2. 6用計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算 eht 值有的齒輪設(shè)計(jì)機(jī) 軟件可在輸入若干參數(shù)后計(jì)算出 eht 值 , kisssoft 軟件為其中之一 。該軟件選擇有代表性的三種齒輪承載能力計(jì)算方法 ( 分別為 g. 尼曼 、h. 溫特爾的著作機(jī)械(3)上述部分確定齒輪深層滲碳淬火 eht 值的方法 , 產(chǎn)生于過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的歷史階段 , 出自不同國(guó)度的汽車 、重載裝備 、鐵道等行業(yè)的齒輪要求 , 許多基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 常相互援引借鑒 , 有的學(xué)者對(duì)一些參數(shù)的設(shè)置也存在 著認(rèn)知差異 。(4) 除 g. 尼曼外 , 文獻(xiàn) 1 1169 對(duì)我國(guó)大型重載齒第 35 卷 第 02 期確定重載大模數(shù)齒

18、輪深層滲碳深度的方法比較63輪 eht 值也作了 0. 20. 3 系數(shù)的推薦 , 如此 , 大模數(shù)齒輪滲碳淬火的 eht 值將很高 。( 5) 受制于齒輪滲碳裝備的技術(shù)保障能力 , 按現(xiàn) 有推薦方法 , 同一模數(shù)的齒輪 eht 值要求寬泛 , 在保證 齒輪承載能力的前提下 , 將導(dǎo)致齒輪在滲碳高溫下長(zhǎng)時(shí)間被加熱引起變形程度加劇 ; 導(dǎo)致齒輪滲碳過(guò)程能 源消耗水平差異懸殊 ; 導(dǎo)致齒輪滲碳設(shè)備利用率低下 ; 導(dǎo)致齒輪制造成本差異顯著 。經(jīng)驗(yàn) 表 明 , 滲 碳 層 深 度 達(dá) 4mm 后 , 深 度 每 增 加1mm 約需滲碳 30h ;大于 6mm ,深度每增加 1mm 約需滲 碳 50h5

19、 。以 500kw 功率大型井式滲碳爐計(jì)算 , 僅滲碳爐的電耗分別增加約 1 . 5 萬(wàn) kwh 和 2 . 5 萬(wàn) kwh 。形試樣 (材料 17cr2ni2mo 、齒面已磨削 、齒根未磨削) 參數(shù)見(jiàn)表 3 , 分別經(jīng) 930 滲碳降溫出爐 , 820 淬油 220 回火處理 。表 3 試樣的材料 、規(guī)格和滲碳層深度試驗(yàn)試樣應(yīng)能在碳含量及顯微組織方面控制熱處理工藝質(zhì)量 ;試樣尺寸大小 ,主要考慮能反映齒輪的冷 卻速度 。按 gb/ t8539 2000 要求 ,代表性試樣的最小 直徑為 6 模數(shù) 。按此計(jì)算 ,表 3 中 88mm 試樣僅能 代表 14mm 、16mm 模數(shù) 。參閱 morg

20、an 某滲碳齒輪的制造技術(shù)規(guī)范所推薦 的試樣幾何尺寸 , 大約為節(jié)圓上的齒厚 , 32mm 試樣 對(duì)應(yīng) 于 法 向 模 數(shù) 20mm 。依 此 比 例 推 算 , 88mm 、76mm 、56mm 試 樣 , 可 近 似 對(duì) 應(yīng) 于 50mm 、45mm 、35mm 法向模數(shù) 。4. 1 幾種試樣滲碳淬硬層應(yīng)力測(cè)試借助 x - 350a 型 x 射線應(yīng)力儀 ,結(jié)合電化學(xué)剝層技 術(shù) ,測(cè)量各試樣表層殘余應(yīng)力及其分布。儀器參數(shù) :管電近年來(lái)部分重載大模數(shù)滲碳淬硬齒輪 eht 值的變化為研究之需 , 我們收集了百余種重載齒輪產(chǎn)品資 料 , 作為重載大模數(shù)滲碳淬硬齒輪 eht 值變化的原始 記載 ,

21、仍沿用 t = 系數(shù) 模數(shù)模式 , eht 值設(shè)置的情況 見(jiàn)表 2 , 隨著齒輪模數(shù)的增大 , 系數(shù)顯著減小 , eht 值的 上 、下限差幅度顯著壓縮 。3表 2部分重載大模數(shù)齒輪的 eht 值要求壓 25kv ,管電流 5ma ,cr 靶k 輻射 ,準(zhǔn)直管直徑 2mm ,fe(211) 晶面 , 角 045,應(yīng)力常數(shù) = - 318mpa/ () ,測(cè)試執(zhí)行 gb/ t 7704 2008 標(biāo)準(zhǔn) ,測(cè)量原理為= k( 52/ 5sin2)式中 , 為殘余應(yīng)力 , k 為應(yīng)力常數(shù) , 2 為衍射角 , 為空間方位角 。鋼件滲碳淬火后 , 硬化層因組織應(yīng)力與熱應(yīng)力的 疊加 , 導(dǎo)致殘余應(yīng)力呈凹

22、型分布 , 見(jiàn)圖 8圖 10 。各個(gè)試樣未磨削表層約 0. 5 0. 6mm 深處殘余壓應(yīng)力最大 ,1 . 02 . 5mm 深殘余壓應(yīng)力波動(dòng)幅度約 - 50mpa- 100mpa 。各種試樣 eht 層關(guān)鍵點(diǎn)位測(cè)得的應(yīng)力數(shù)據(jù) 見(jiàn)表 4 。從圖 9 可見(jiàn) , 由于齒面經(jīng)磨削加工 , 齒形試樣節(jié)圓 處表層的壓應(yīng)力高于圓柱試樣 , 最大殘余壓應(yīng)力出現(xiàn) 位置淺于圓柱試樣及齒根處 , 最大殘余壓應(yīng)力分布深 度位置變淺 , 還可能伴隨有表層殘余壓應(yīng)力松弛 。從圖 10 可見(jiàn) , 因齒根未經(jīng)磨削 , 齒形試樣齒根表 層殘余壓應(yīng)力大小 、分布特征 、最大殘余壓應(yīng)力分布深度與圓柱形試樣大致相同 。深層滲碳淬硬

23、層試樣的應(yīng)力分布結(jié)合重載齒輪生產(chǎn)實(shí)際 , 參照 gb/ t 8539 2000 齒輪 材 料 及 熱 處 理 質(zhì) 量 檢 驗(yàn) 的 一 般 規(guī) 定 和 jb/ t7516 1994 齒輪氣體滲碳熱處理工藝及其質(zhì)量控制 , 制作代表性試樣 (材料 20crmnmo 、圓柱狀未磨削) 和齒4資料 來(lái)源模數(shù)與系數(shù)的變化深度上下限 相差范圍產(chǎn)品 實(shí)例m n = 10 , t = (0 . 130. 175) m nm n = 12 , t = (0 . 1530. 192) m nm n = 14 , t = (0 . 140. 175) m nm n = 16 , t = (0 . 150. 188)

24、 m nm n = 18 , t = (0 . 1360. 164) m nm n = 20 , t = (0 . 140. 165) m nm n = 24 , t = (0 . 130. 17) m nm n = 25 , t = (0 . 140. 18) m nm n = 28 , t = (0 . 1250. 15) m n m n = 30 , t = (0 . 110. 137) m n m n = 32 , t = (0 . 150. 185) m nm n = 34 , t = 0 . 135 m nm n = 35 , t = (0 . 160. 17) m nm n =

25、36 , t = (0 . 0970. 128) m n m n = 39 , t 7 = (0 . 080. 103) m n m n = 50 , t 9 = (0 . 050. 06) m n34 . 6 %25 . 5 %25 . 0 %22 . 0 %20 . 6 %17 . 9 %30 . 1 %28 . 6 %20 . 0 %24 . 5 %23 . 3 %-6 . 25 %32 . 0 %28 . 8 %20 . 0 %試樣 類型代表性試樣 :尺寸/ 滲碳 層深度/ mm齒形試樣 :模數(shù)/ 滲碳層深度/ mm規(guī) 格1 # 88 105/ 3 . 84 . 52 # 76 95/

26、 3 . 03 . 83 # 56 70/ 2 . 53 . 01 # m n = 10/ 節(jié)圓處深 2 . 0 ,齒根深 1 . 52 # m n = 20/ 節(jié)圓處深 2 . 5 ,齒根深 2 . 0機(jī)械傳動(dòng)2011 年64表 4各種試樣滲碳淬硬層關(guān)鍵點(diǎn)位測(cè)得的應(yīng)力數(shù)據(jù)與圖 8圖 10 未經(jīng)擬合的曲線比較呈現(xiàn)相似的分布特征 。最大殘余壓應(yīng)力出現(xiàn)的深度隨著 eht 值的 增大略有增加 , 但最大殘余壓應(yīng)力值明顯降低 。對(duì)于 具有一般 m n/ c 比值的滲碳齒輪 , 根據(jù)其齒面和齒根 最大承載能力 , 確定最佳滲碳層深度的基本選擇范圍 。圖 11 小模數(shù)齒輪滲碳淬硬層的殘余應(yīng)力分布該研究表明

27、 , 對(duì)于不同尺寸的齒輪 , 最大彎曲強(qiáng)度出現(xiàn) 在 eht 值 為 ( 0 . 1 0. 2 ) m n 位 置 , 當(dāng) 深 度 小 于0. 1 m n或大于 0. 2 m n 時(shí) , 彎曲疲勞極限隨著 eht 值的減少 ( 或增大) 明顯降低 ?？菇佑|疲勞極限在最佳 eht 值 范圍內(nèi)達(dá)到最大 , 比最佳值更大或更小的深度 , 均會(huì)使 抗接觸疲勞極限降低 , 見(jiàn)圖 12 。圖 8 代表性試樣表層應(yīng)力分布圖 9 齒形試樣節(jié)圓表層應(yīng)力分布圖 12 不同尺寸的齒輪 eht 值對(duì)接觸疲勞極限的影響5重載齒輪深層滲碳工藝的精益化趨勢(shì)深層滲碳工藝精益化 , 即在保證齒輪承載能力安全運(yùn)行的前提下 , 選擇

28、合適的 eht 值 , 不僅使齒輪熱處理后的組織性能可靠 , 且熱處理過(guò)程節(jié)能 、減排 、高效 率 。重載齒輪深層滲碳工藝的精益化 , 可從以幾個(gè)方 面著手 。5. 1 壓縮行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)齒輪滲碳淬硬后的 eht 值區(qū)間以 jb/ t 8853 - 2001 圓柱齒輪減速器為例 , 僅對(duì)1 . 56mm 、7 18mm 模數(shù)齒輪的 eht 值作了推薦 , 且 上 、下限值差達(dá) 50 % 66 . 7 % , 顯得過(guò)于寬泛 。對(duì)大模數(shù) (2050mm) 齒輪的 eht 值未作推薦 。圖 10 齒形試樣齒根表層應(yīng)力分布小模數(shù)齒輪滲碳淬硬層殘余壓應(yīng)力測(cè)定與對(duì)疲4. 2勞性能的影響munich 技 術(shù) 大

29、 學(xué) 測(cè) 定 的 不 同 eht 值 的 殘 余 應(yīng) 力2 44 - 45 , 經(jīng)擬合后的殘余應(yīng)力分布曲線見(jiàn)圖 11 。試 樣淺表面應(yīng) 力/ mpa最大應(yīng)力/ mpa2 . 5mm 深處平 均應(yīng)力/ mpa最大壓應(yīng)力 出現(xiàn)深度/ mm1 # 圓柱- 48 . 4- 230 . 0- 116 . 30 . 50. 752 # 圓柱- 79 . 2- 279 . 1- 227 . 03 # 圓柱- 31 . 7- 285 . 3- 197 . 9齒輪節(jié)圓m n = 10- 121. 4- 204 . 1- 120 . 10. 250. 30m n = 20- 146. 8- 218 . 6- 97

30、 . 3齒輪齒根m n = 10- 148. 9- 278 . 9- 194 . 10. 6m n = 20- 107. 5- 286 . 2- 189 . 4第 35 卷 第 02 期確定重載大模數(shù)齒輪深層滲碳深度的方法比較65而今 , 重載齒輪深層滲碳的電爐普遍采用微機(jī)控制 , 滲碳質(zhì)量有了較為可靠的保證 , 具備了合理壓縮滲 層深度控制的上 、下限值空間的工藝保障能力 。5. 2 依據(jù)滲碳淬硬層殘余應(yīng)力分布確定 eht 值鑒于重載大模數(shù)齒輪無(wú)法進(jìn)行齒輪的實(shí)物疲勞試 驗(yàn) , 對(duì)深層滲碳硬化層進(jìn)行較深層的殘余應(yīng)力測(cè)試 , 是探索較為準(zhǔn)確地確定 eht 值的重要技術(shù)支撐 。本文中殘余應(yīng)力測(cè)試數(shù)

31、據(jù)表明 , 兩類試樣雖然 eht 值不同 , 電 解腐蝕深度至 2. 5mm , 均處于較高的殘余壓應(yīng)力狀態(tài) 。研究表明 , 齒輪的接觸傳動(dòng)屬于線接觸情況 。兩圓柱體接觸沿 z 軸產(chǎn)生兩種剪切應(yīng)力 , 與中心線呈45角的主剪切應(yīng)力及與滾動(dòng)方向平行的正交剪切應(yīng) 力沿 z 軸的深度為 0. 786 b 和 0. 5 b6 ( b 為接觸帶寬 的一半) 。一般認(rèn)為麻點(diǎn)剝落發(fā)生在距表面 0 . 10 .3mm 的次表層 ; 淺層剝落發(fā)生在距表面 0 . 2 0 . 4mm的次表層 ( 介于 0. 5 b0. 7 b 之間) ; 深層剝落因硬化 層不足而發(fā)生在硬化層與心部交界處7 。另有研究認(rèn) 為滲碳層

32、深度一定要大于產(chǎn)生接觸疲勞的應(yīng)力場(chǎng)深的23 倍8 , 可否理解為當(dāng) eht 值大于這一數(shù)據(jù)時(shí) , 就已 避開(kāi)接觸疲勞源的易發(fā)區(qū)域 ; gb/ t 3480. 5 2008 推薦的模數(shù)大于 15mm 的齒輪可否理解為 eht 值 6mm 封 頂 。大模數(shù)齒輪因齒形加工變位系數(shù)的應(yīng)用 , 采用較 大的壓力角 , 一般齒形碩大 、齒根肥厚 , 對(duì)提高齒根的 抗彎曲疲勞性能有益 。5. 3 關(guān)注新近國(guó)內(nèi)外大模數(shù)齒輪滲碳淬火 eht 值的 演變除了基于多種參數(shù)為基礎(chǔ)的必要承載能力核算 , 關(guān)注新近國(guó)內(nèi)外大模數(shù)齒輪滲碳淬火 eht 值設(shè)置的演 變 , 對(duì)深層滲碳工藝精益化有直接的促進(jìn)作用 。閱讀 ansi/ agma 2001 d04 標(biāo)準(zhǔn)的附錄 e : 齒輪 材料的疲勞壽命 , 共收集了 14 篇文獻(xiàn) , 體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的 制訂者關(guān)注最新研究動(dòng)態(tài) , 博采眾長(zhǎng)與時(shí)俱進(jìn)