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强化方法对重载齿轮弯曲疲劳强度影响的研究现状与建议

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材料导报 2020年第21期34卷 21146-21154页

作者：李彩云邢志国赵向伟王海斗李国禄石佳东河北工业大学材料科学与工程学院天津300130 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072

齿轮传动系统以传动比准确、稳定可靠、寿命长、效率高、结构紧凑等优点,被广泛应用于各种机械设备中,直接决定着整机产品的性能。重载齿轮的主要失效模式是磨损、点蚀、胶合与断裂,其中,断裂带来的灾难和损失最大,而断裂失效中又以弯... 详细信息

齿轮传动系统以传动比准确、稳定可靠、寿命长、效率高、结构紧凑等优点,被广泛应用于各种机械设备中,直接决定着整机产品的性能。重载齿轮的主要失效模式是磨损、点蚀、胶合与断裂,其中,断裂带来的灾难和损失最大,而断裂失效中又以弯曲疲劳断裂为主。近年来,有关重载齿轮的研究成果表明,表面强化技术已成为实现重载齿轮的高弯曲疲劳极限和长弯曲疲劳耐久寿命等高性能要求的核心技术。然而,随着军用车辆、舰艇、航空航天器、高速铁路设施等技术的进步与发展,其动力传动机构进一步要求重载齿轮具有高质量、高效率、低变形、低成本的“二高二低”等特点,传统单一的表面强化技术已难以满足重载齿轮表面性能的要求。因此,研究具有“二高二低”的重载齿轮表面强化方法显得极为迫切。近年来,一些新型的表面强化技术和表面复合强化技术正在替代传统的表面强化技术,如机械能表面强化技术、高能束表面强化技术及复合表面强化技术等已经在重载齿轮表面强化的处理上得到了一定的应用,并取得了良好的工程实用效果。通过复合多种表面强化技术,比如热喷涂与喷丸相结合的复合强化工艺等,可以实现齿轮综合性能的协同提升。本文简要分析了重载齿轮服役工况与弯曲疲劳失效机理,总结了残余应力、粗糙度、渗层在重载齿轮服役过程中的重要作用。综述了不同表面强化技术在重载齿轮中的研究和应用现状,其中微粒喷丸、激光喷丸、稀土催渗、脉冲磁场强化等表面强化新技术越来越受到国内外研究者的重视。文中阐述了这些强化技术的基本原理、技术特点和应用效果,最后就今后重载齿轮强化的发展提出了若干建议,以期为工业应用中重载齿轮的使用提供参考,提高其服役安全性。

关键词：重载齿轮弯曲疲劳强度表面性能齿轮强化方法

第三代航空齿轮钢圆柱齿轮弯曲疲劳强度性能测试分析

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航空动力学报 2021年第8期36卷 1756-1764页

作者：唐鑫朱如鹏廖梅军熊兴波唐朋南京航空航天大学直升机传动技术重点实验室南京210016 中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所直升机传动技术重点实验室湖南株洲412002

以第三代航空齿轮钢圆柱齿轮的弯曲疲劳性能作为研究对象,修正了国标(GB)给出的齿轮弯曲夹具计算公式,设计了弯曲疲劳试验用圆柱齿轮参数,并对该材料的齿轮进行了弯曲疲劳试验。通过对试验结果数据采用对数正态分布、二参数威布尔分布... 详细信息

以第三代航空齿轮钢圆柱齿轮的弯曲疲劳性能作为研究对象,修正了国标(GB)给出的齿轮弯曲夹具计算公式,设计了弯曲疲劳试验用圆柱齿轮参数,并对该材料的齿轮进行了弯曲疲劳试验。通过对试验结果数据采用对数正态分布、二参数威布尔分布数据处理方法对试验数据进行了处理,得到了该材料的试验齿轮弯曲疲劳极限及可靠-应力-寿命(R-S-N)曲线,同时与9310钢(第一代)齿轮的性能进行了对比分析。结果表明:在置信度为95%、可靠度为99%的情况下,9310钢圆柱齿轮的弯曲应力极限为602 MPa,第三代航空齿轮钢圆柱齿轮钢的弯曲应力极限为687.6 MPa,第三代齿轮钢的齿轮弯曲疲劳性能相对于9310钢疲劳性能提高了14.2%,该材料在航空齿轮传动齿轮的弯曲疲劳特性方面体现出较大的优势。

关键词：第三代航空齿轮钢弯曲疲劳强度 R-S-N曲线疲劳极限弯曲夹具

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船用高速齿轮齿根弯曲疲劳强度的计算

热能动力工程 2009年第3期24卷 373-377页

作者：李秀莲江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

当船舶劈波斩浪时,因受水浮力、船舶重力等作用,船体将产生中拱或中垂弯曲变形,该变形影响到沿船体纵向布置的齿轮的强度和寿命。针对传统的船用高速齿轮在强度计算中不计齿间摩擦、离心力和船体变形的缺陷和不足,以沿船体纵向布置的渐... 详细信息

当船舶劈波斩浪时,因受水浮力、船舶重力等作用,船体将产生中拱或中垂弯曲变形,该变形影响到沿船体纵向布置的齿轮的强度和寿命。针对传统的船用高速齿轮在强度计算中不计齿间摩擦、离心力和船体变形的缺陷和不足,以沿船体纵向布置的渐开线增速齿轮机构中主动轮为研究对象,推导出综合考虑齿间摩擦、离心力和船体变形的齿根弯曲疲劳强度计算公式。算例表明,齿间摩擦使齿根弯曲应力增加9.98%,离心应力占齿根弯曲许用应力的11.18%,船体变形使齿根弯曲应力增加7.25%。

关键词：齿间摩擦离心力船体变形直齿轮弯曲疲劳强度

A35CrNiMo感应淬火齿轮弯曲疲劳强度试验

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机械设计与研究 2018年第6期34卷 66-69,79页

作者：王明旭李永祥秦超晏丽河南工业大学机电工程学院郑州450001

为解决某大型升船机用大模数齿条新材料-A35CrNiMo感应淬火弯曲疲劳特性基础数据缺乏,准确预测和评估该大型装备的寿命和可靠性问题,采用成组与爬山试验相结合的方法,对该种材料齿轮弯曲疲劳特性开展了试验研究,采用LABVIEW软件对试验... 详细信息

为解决某大型升船机用大模数齿条新材料-A35CrNiMo感应淬火弯曲疲劳特性基础数据缺乏,准确预测和评估该大型装备的寿命和可靠性问题,采用成组与爬山试验相结合的方法,对该种材料齿轮弯曲疲劳特性开展了试验研究,采用LABVIEW软件对试验数据进行处理,得到了齿轮的疲劳极限应力、弯曲疲劳寿命分布和不同可靠度下的P-S-N曲线,为该材料齿轮齿条可靠性、安全性设计提供了基础数据。

关键词： A35CrNiMo 齿轮可靠性弯曲疲劳强度 P-S-N

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点线啮合齿轮弯曲疲劳强度优化

机械传动 2012年第12期36卷 60-63页

作者：黄海秦英奕陶德馨龙宏欣卫华集团有限公司博士后工作站河南长垣453400 武汉理工大学物流工程学院博士后流动站湖北武汉430063 武汉理工大学物流工程学院湖北武汉430063 卫华集团有限公司河南长垣453400 纽科伦(新乡)起重机有限公司河南长垣453400

为了进一步提高点线啮合齿轮设计效率,以点线啮合齿轮实际弯曲疲劳强度安全系数最大为优化目标,建立优化数学模型,采用乘子法进行优化设计。最后,用一个实例加以验证。

关键词：优化设计点线啮合齿轮弯曲疲劳强度

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大模数齿轮齿条弯曲疲劳强度的探讨

机械传动 2012年第10期36卷 1-3页

作者：李永祥王振王明旭杨磊河南工业大学河南郑州450007

针对齿轮弯曲疲劳强度试验研究的现状,特别是大模数齿轮齿条的研究与应用状况;分析了国内外齿条弯曲疲劳强度试验研究的方法及国内研究存在的问题。在此基础上,给出了大模数齿条弯曲疲劳强度试验研究的思路,以便更好地应用于工程实际。

关键词：大模数齿轮齿条弯曲疲劳强度

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汽车转向桥弯曲疲劳强度研究

机械设计 2006年第9期23卷 42-44页

作者：黄康屈玉丰王其东徐顺合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽合肥230009

提出了疲劳破坏是汽车转向桥实际工作中主要存在的一个问题,对某型客车转向桥进行了结构的改进设计,并建立了其有限元分析模型,使用通用有限元分析软件ANSYS进行了静力及疲劳强度计算,在自行研制的液压激振试验台上进行了试验验证。有... 详细信息

提出了疲劳破坏是汽车转向桥实际工作中主要存在的一个问题,对某型客车转向桥进行了结构的改进设计,并建立了其有限元分析模型,使用通用有限元分析软件ANSYS进行了静力及疲劳强度计算,在自行研制的液压激振试验台上进行了试验验证。有限元分析及试验结果均表明,改进后的转向桥疲劳强度能满足使用要求。

关键词：转向桥弯曲疲劳强度有限元法试验

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材料牌号对球铁曲轴弯曲疲劳强度的影响

汽车工程 2003年第Z1期25卷 65-69页

作者：冯美斌卿晏清王祖勇东风汽车公司

本文通过试验测定了用不同牌号珠光体球铁产生的发动机曲轴在圆角未强化、氮化和圆角滚压等不同状态下的弯曲疲劳强度.结果表明,无论是否经过强化处理,材料牌号高的曲轴其弯曲疲劳强度并不优于材料牌号低的曲轴.据此,建议在曲轴的选材... 详细信息

本文通过试验测定了用不同牌号珠光体球铁产生的发动机曲轴在圆角未强化、氮化和圆角滚压等不同状态下的弯曲疲劳强度.结果表明,无论是否经过强化处理,材料牌号高的曲轴其弯曲疲劳强度并不优于材料牌号低的曲轴.据此,建议在曲轴的选材中优先采用铸态的QT700-2球墨铸铁.

关键词：发动机曲轴弯曲疲劳强度球墨铸铁

40CrNi2Mo中硬调质齿轮弯曲疲劳强度试验研究

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机械传动 2005年第4期29卷 52-55页

作者：张照智王伟冯帆郑州机械研究所河南郑州450041 中国海洋大学山东青岛266000

对40CrNi2Mo材料中硬调质齿轮进行了弯曲疲劳强度的试验研究。本课题参考德国FVA推荐的齿轮承载能力试验方法统一规定,采用高频脉动试验方法,双齿加载形式。取4个应力级进行常规成组法试验,取得了26个数据。数据表明,在定应力下的寿命... 详细信息

对40CrNi2Mo材料中硬调质齿轮进行了弯曲疲劳强度的试验研究。本课题参考德国FVA推荐的齿轮承载能力试验方法统一规定,采用高频脉动试验方法,双齿加载形式。取4个应力级进行常规成组法试验,取得了26个数据。数据表明,在定应力下的寿命分布遵从对数正态分布,在定寿命(循环基数N0=3×106)下的齿根极限应力遵从威布尔分布。

关键词：齿轮中硬齿面弯曲疲劳强度试验研究调质齿轮对数正态分布极限应力试验方法