本文選題：齒輪 + 強流脈沖電子束�。� 參考：《重慶理工大學(xué)》2011年碩士論文

【摘要】：齒輪工作時受力情況復(fù)雜,時常會產(chǎn)生多種失效,如點蝕、剝落、磨損、膠合、疲勞折斷等,而疲勞折斷在齒輪的所有失效中占據(jù)較大比例。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求齒輪既要輕質(zhì)又要高強度。國際上對齒輪彎曲疲勞強度的研究主要在齒形的改進(jìn)、齒輪表面處理方面,但在一定條件下,齒形的改進(jìn)對提高齒輪彎曲疲勞強度的作用是有限的,傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)也面臨一些局限,因此,尋找表面處理新技術(shù)在齒輪上的應(yīng)用具有重要意義。 強流脈沖電子束(HCPEB)技術(shù)是一種新型高效的表面處理技術(shù),它具有高能量密度、高效率等特點,可以直接、有效地改變或改善材料的表層組織、結(jié)構(gòu)和性能。本課題來源于國家自然科學(xué)基金資助項目“齒輪表面非晶化工藝與性能研究”(編號: 50775229),利用強流脈沖電子束對表面未經(jīng)磨削和經(jīng)過磨削的原始齒輪進(jìn)行表面照射處理,在高頻疲勞實驗機上對原始齒輪與照射齒輪進(jìn)行彎曲疲勞測試,研究強流脈沖電子束對不同表面狀況齒輪的彎曲疲勞性能的影響,以獲得具有更長疲勞壽命的齒輪。論文主要工作有: (1)總結(jié)了影響齒輪彎曲疲勞強度的主要因素。 (2)采用ANSYS有限元軟件中的熱力耦合方法,對脈沖電子束照射40Cr鋼過程的溫度場和熱應(yīng)力場進(jìn)行了有限元模擬分析,并給出了多次照射后的表面殘余應(yīng)力。 (3)直接用工藝參數(shù)經(jīng)過優(yōu)化的強流脈沖電子束對未經(jīng)磨削與經(jīng)過磨削的兩種表面狀態(tài)的齒輪進(jìn)行表面處理。 (4)在恒幅載荷條件下,對所有齒輪進(jìn)行彎曲疲勞強度測試,并對未磨削齒輪和磨削齒輪電子束照射前后的彎曲疲勞強度進(jìn)行了比較。 (5)通過顯微硬度、表面粗糙度、表面殘余應(yīng)力測試,齒根表面形貌及截面輪廓、表層顯微組織觀察,對齒輪彎曲疲勞性能變化原因進(jìn)行了深入分析。 結(jié)果表明:未磨削的齒輪經(jīng)電子束照射后,其彎曲疲勞強度得到一定程度的降低;而經(jīng)磨削過的齒輪經(jīng)電子束照射后,其彎曲疲勞強度稍有提高。論文的結(jié)論對齒輪電子束表面改性將起到一定的指導(dǎo)作用。
[Abstract]:When the gear is working, it often produces many kinds of failure, such as pitting, peeling, wear, gluing, fatigue breaking and so on. Fatigue fracture accounts for a large proportion of all the gear failures. The development of modern industry requires gears to be both light and high strength. The research on the bending fatigue strength of gears in the world is mainly focused on the improvement of gear profile and surface treatment of gears, but under certain conditions, the improvement of tooth shape is limited in improving the bending fatigue strength of gears. Traditional surface treatment technology is also faced with some limitations, so it is of great significance to find new surface treatment technology in gear. High current pulsed electron beam (HCPEB) technology is a new and efficient surface treatment technology, which has the characteristics of high energy density and high efficiency. It can directly and effectively change or improve the surface structure, structure and properties of materials. This subject comes from the project "Research on the amorphous process and performance of Gear Surface", funded by the National Natural Science Foundation of China (No. 50775229). The surface of unground and ground original gears is irradiated by intense pulsed electron beam. In order to obtain the gear with longer fatigue life, the bending fatigue of the original gear and the irradiated gear was measured on the high frequency fatigue test machine, and the influence of high current pulse electron beam on the bending fatigue performance of the gear with different surface conditions was studied in order to obtain the gear with longer fatigue life. The main work of the thesis is as follows: The main factors affecting the bending fatigue strength of gears are summarized. The temperature field and thermal stress field of 40Cr steel irradiated by pulsed electron beam are simulated and analyzed by using the thermo-mechanical coupling method of ANSYS finite element software. The surface residual stress after multiple irradiation is given. (3) Surface treatment of gears with unground and ground surface states is carried out directly by using highly current pulsed electron beam with optimized process parameters. The bending fatigue strength of all gears was tested under constant amplitude loading and the bending fatigue strength of unground gears and grinding gears before and after electron beam irradiation was compared. Through microhardness, surface roughness, surface residual stress test, tooth root surface morphology and cross-section profile, surface microstructure observation, the causes of gear bending fatigue properties were analyzed. The results show that the bending fatigue strength of unground gears decreases to a certain extent after electron beam irradiation, but the bending fatigue strength of grinding gears is slightly increased after electron beam irradiation. The conclusion of this paper will play a guiding role in the surface modification of gear electron beam.
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH132.41

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本文編號：1948946