关键词： 18CrNiMo7-6钢   齿轮   渗碳淬火   硬度   组织  

摘要： 利用正交试验对18CrNiMo7-6钢中小模数齿轮进行不同工艺的渗碳淬火处理,并对热处理后的表面硬度、有效硬化层深度和组织进行分析。结果表明,强渗碳势1.10%条件下,扩散碳势为0.65%~0.85%时,淬火时间1.5 h,回火时间4 h,及淬火时间1.0、1.5 h,回火时间6 h,均可使18CrNiMo7-6钢齿轮表面硬度达到59 HRC以上,且有效硬化层深度及显微组织均满足技术要求。但组织观察发现扩散碳势0.85%、淬火时间1.5 h、回火时间4 h工艺下,碳化物及残留奥氏体均处于临界值,批量生产时有超标风险。综合考虑,确定18CrNiMo7-6钢齿轮渗碳淬火工艺为:强渗碳势1.10%、回火时间6 h,利用等值线匹配扩散碳势(0.65%~0.85%)与淬火时间(1.0~1.5 h)。

关键词： 虚拟格子法   多磨粒模型   弧齿锥齿轮   磨削残余应力   灰色关联分析  

摘要： 为探究磨削后残余应力沿层深的变化规律,对弧齿锥齿轮磨削过程进行分析,采用虚拟格子法建立随机分布的多磨粒磨削弧齿锥齿轮模型,并设计单因素仿真方案。首先,设计三因素四水平的正交试验;其次,利用灰色关联分析法深入研究磨削参数对残余应力的影响,获得最优磨削参数组合;最后,建立关联度与磨削参数的预测模型,并验证其准确性。研究结果表明,磨削后的齿面呈现残余压应力状态,最大压应力位于次表层,随深度增加逐渐过渡为拉应力并最终趋于零;磨削参数对残余应力的影响排序为a_(p)(磨削深度)>v_(s)(磨削速度)>v_(w)(进给速度)。随着磨削参数的增大,齿面残余应力均有不同程度的增大。

关键词： 齿轮泵   压力脉动   空化  

摘要： 汽车内啮合齿轮泵内部流场十分复杂,通过流体力学计算软件Pumplinx建立了内啮合齿轮泵CFD仿真分析模型,模拟其内部流场流动。本文分析了内啮合齿轮泵的压力脉动及其空化特性,结合流量仿真值及试验值,仿真模型得到有效验证。研究发现空化现象主要产生在齿轮啮合区域,齿轮泵在困油容积位置时压力达到峰值,而其压力脉动主要受啮合频率的基频及其二阶谐波频率的影响。

关键词： 航空齿轮   胶合试验   PVT极限   抗胶合设计   表面处理  

摘要： 高温、高速、重载下发生的齿轮胶合会严重影响航空发动机等装备的服役性能。目前面向我国材料-工艺-滑油环境的航空齿轮胶合承载能力试验基础数据缺失,综合考虑材料-工艺-滑油组合的抗胶合主动设计方法不足。开展了21组不同材料-工艺-滑油组合的齿轮胶合承载能力试验,包含9310、18Cr2Ni4WA、16Cr3NiWMoVNbE等材料,磨削、喷丸、微粒喷丸、二次喷丸、光整、二次喷丸+光整等工艺及4450、555、4106、4010、2197、387、560、Mobil jet oilⅡ等润滑油。基于PVT极限(齿轮接触压力P、滑动速度V、滑油温度T)计算了不同组合下的齿轮胶合承载能力,探究了材料、工艺、润滑等因素对齿轮胶合承载能力的影响规律。结果表明16Cr3NiWMoVNbE光整齿轮与555滑油组合具有最高的抗胶合性能,其胶合承载能力达39721 MPa(·m/s)^(0.51)·℃^(0.45)。添加剂类型、润滑剂黏度、表面粗糙度为影响齿轮胶合承载能力的3个主要因素,其对胶合承载能力的贡献度分别占比28.7%、23.6%、14.9%。通过OLS(Ordinary Least Squares)线性回归方法拟合了航空齿轮胶合承载能力预测公式,与试验结果对比的平均误差仅为4.99%,为齿轮抗胶合主动设计提供了理论支撑。

关键词： 变速箱   斜齿轮   ANSYS   LS-DYNA   齿侧间隙  

摘要： 变速箱是重卡的重要装置,是维持重卡稳定运行的关键部件,而变速箱齿轮是变速箱的核心零件,为了提高重卡性能,需要通过变速箱斜齿轮的动力学及接触应力分析了解改善因素。首先介绍了齿轮动力学及接触应力研究方法;使用PRO/E建立了斜齿轮模型,并完成斜齿轮副装配;使用ANSYS的LS-DYNA模块对不同齿侧间隙下的齿轮动力学进行了仿真分析,使用ANSYS的静力学分析模块对不同齿侧间隙下的齿轮接触应力进行了仿真分析,结果认为齿轮的齿侧间隙对变速箱的性能影响较大,在后续设计及装配过程中应当予以充分重视,为后续变速箱齿轮副研究奠定了一定的理论基础。

关键词： 齿轮钢   带状组织   合金元素含量   工艺优化  

摘要： 研究了合金元素含量不尽相同、冶炼轧制生产工艺基本相近的常用汽车齿轮钢(SCr420H、16MnCr5、20CrMnTiH、SAE8620H、22CrMoH)所形成带状组织的差异与机理,并进行了工艺优化。结果表明,SCr420H钢、16MnCr5钢和20CrMnTiH钢带状偏析相对较轻,22CrMoH钢与SAE8620H钢带状组织明显。22CrMoH钢与SAE8620H钢中的Mo、Ni合金元素影响轧制冷却过程中的组织转变,使得在轧制后成品钢材易产生异常组织(贝氏体)。通过调整连铸过热度在15~30℃,恒拉速,增加结晶器及二冷冷却强度,轧制加热均热温度在1200~1240℃,扩散时间≥90 min,终轧温度为910~960℃,实现了对SAE8620H圆钢带状组织的改善,达到≤2.0级。

关键词： Nb微合金化   晶粒长大   钉扎作用   晶粒异常长大  

摘要： 高温渗碳可以降低碳排放,提高生产效率,是当前齿轮生产的发展方向。但是高温渗碳过程中容易产生晶粒异常粗大,为此,研究了质量分数0.0166%Nb微合金化20MnCr5齿轮钢在不同加热温度下的晶粒长大行为与析出相的影响。对原始奥氏体晶粒组织进行观察分析的同时,用碳膜复型的方法萃取纳米析出相,并通过TEM和EDS分析了析出物的形貌和成分。结果表明,在加热过程中,晶粒演变是从缓慢长大,到晶粒异常长大和晶粒快速长大,平均晶粒尺寸由8.90μm增加至244.83μm。主要析出粒子有NbC、AlN与NbC+AlN复合粒子,利用Hillert模型对不同温度下较细与较粗晶粒的平均直径进行计算,可以得到更加精准的奥氏体晶粒长大预测模型。随着加热温度升高,析出相粒子粗大和固溶是导致奥氏体晶粒异常长大的主要原因。

关键词： 精密齿轮   弧面   SurfMill软件   展成法   在机测量  

摘要： 以精密弧面齿轮加工为例,应用精雕SurfMill软件的专业齿轮造型与编程功能,借助软件中展成法路径功能算法的实现,采用侧刃模拟两齿轮啮合时的动作,沿齿面切向逐渐展成加工并在机测量检测齿面质量,保证了加工的安全性和可靠性。

关键词： 油水两相流   油包水   乳化液   弹流润滑   含水率   润滑性能   润滑油黏度  

摘要： 为探究油包水乳化液对齿轮热弹流润滑特性的影响,基于油水乳化液的物理特性,建立了考虑油水两相流体以及热效应的渐开线齿轮线接触稳态热弹流润滑模型,采用多重网格法及多重网格积分法对润滑模型进行求解,分析油膜压力、膜厚随含水率、转速、扭矩的变化关系。计算结果表明,在油包水流型下,随着含水率的增加,乳化液黏度增加,膜厚增加,与纯油润滑相比,油水乳化液润滑具有更好的润滑性能;随着齿轮转速的增加,膜厚增加,润滑性能增强;随着扭矩的增加,压力增加,膜厚减小,润滑性能减弱。最后以膜厚比为判据,以油包水润滑计算为基础,预测了不同工况下齿轮形成有效润滑油膜所需的油水乳化液中润滑油黏度,为油水两相齿轮润滑性能设计与黏度预测提供理论指导依据。

关键词： 航空发动机   齿轮传动系统   平行不对中   动力学特性   啮合刚度   接触应力  

摘要： 针对航空发动机齿轮传动系统装配不对中引起的疲劳断裂问题,采用Hertz接触理论和瞬态动力学分析方法,考虑齿轮轴线平行不对中异常装配状态,建立了直齿轮副瞬态动力学分析模型,研究了该齿轮副的时变啮合刚度和齿面接触应力的变化规律。结果表明:随着双齿−单齿啮合的周期性变化,时变啮合刚度也呈现出周期性变化;时变啮合刚度在双齿啮合时减小,在单齿啮合时增大,且最大啮合刚度呈现出随着齿轮平行不对中角度增大而增大的规律。齿轮轴线平行角度影响齿面接触应力和轴向振动位移响应,由于不对中角度增大,齿轮啮合印痕逐渐向下偏移,齿面接触应力增大明显,且齿根处出现应力集中现象。不对中角度由0.25°增大至1.00°时,齿面平均接触应力值由100 MPa增大至550 MPa。轴向振动位移幅值随不对中角度增大而增大,最大总位移量达到3.161 mm;随着不对中角度的增大,齿轮齿根处载荷增大,且齿根载荷的增大在频谱图上表现为转频幅值的增大。研究方法和分析结果可为航空齿轮传动系统装配异常状态的仿真分析提供一定参考。