本文關(guān)鍵詞：一種漸開(kāi)線內(nèi)花鍵齒輪的熱處理變形與控制研究

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【摘要】：熱處理是齒輪加工的重要工序之一,其中滲碳淬火是熱處理提高齒輪表面硬度、強(qiáng)度以及耐磨性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。熱處理在提高齒輪機(jī)械性能的同時(shí)也帶來(lái)了齒輪的變形問(wèn)題,變速箱中常用的漸開(kāi)線內(nèi)花鍵齒輪滲碳淬火后的變形大小直接影響齒輪的傳動(dòng)精度,使齒輪在傳動(dòng)中產(chǎn)生噪音和異響,降低齒輪的使用壽命。本文基于擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)、熱傳學(xué)以及熱彈塑性等相關(guān)理論,對(duì)某待投產(chǎn)的漸開(kāi)線內(nèi)花鍵齒輪的滲碳淬火過(guò)程進(jìn)行研究,預(yù)測(cè)并分析其滲碳層碳濃度、溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等的分布規(guī)律和變形特點(diǎn),提出控制齒輪滲碳淬火變形的合理工藝方案。具體工作如下:(1)論述了熱處理技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀,基于熱處理的有限元分析技術(shù)建立了漸開(kāi)線內(nèi)花鍵齒輪的數(shù)值模型,包括各種參數(shù)的選定,相變潛熱的處理,網(wǎng)格的劃分,初始條件的設(shè)定等,并對(duì)數(shù)值計(jì)算精度進(jìn)行了驗(yàn)證。(2)研究了某型號(hào)漸開(kāi)線內(nèi)花鍵齒輪滲碳后滲碳層的碳濃度分布規(guī)律。還對(duì)整個(gè)滲碳淬火工藝過(guò)程中的溫度場(chǎng)、組織場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的分布進(jìn)行了分析,研究齒輪各部位在熱處理過(guò)程中的溫度變化以及滲碳淬火后的組織場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律,觀察了齒輪在熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的塑性變形特點(diǎn),測(cè)定其原滲碳淬火工藝的齒輪變形量:平面翹曲0.036mm;內(nèi)花鍵孔錐度0.056mm;齒頂圓上、中、下三個(gè)位置的脹大量分別為0.100mm、0.093mm、0.097mm。(3)分別研究滲碳層厚度、滲碳溫度、淬火溫度、淬火介質(zhì)溫度等因素對(duì)齒輪滲碳淬火變形的影響規(guī)律,提出控制熱處理變形的方案。研究結(jié)果表明在保證齒輪機(jī)械性能的情況下,降低滲碳層厚度、滲碳溫度和淬火溫度,均可減小齒輪的變形。此外,在KR468C淬火油70℃~120℃的適用溫度范圍內(nèi),提高油溫,同樣對(duì)齒輪滲碳淬火變形起到一定控制作用,但其效果相對(duì)不明顯。在原設(shè)計(jì)的熱處理工藝流程基礎(chǔ)上,確定漸開(kāi)線內(nèi)花鍵齒輪的熱處理工藝參數(shù)組合為:滲碳層厚度0.8mm;滲碳溫度880℃;淬火溫度820℃;淬火介質(zhì)溫度100℃。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG162.73

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