本文關(guān)鍵詞：20CrMnMo齒輪齒根殘余應(yīng)力理論及試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪作為一種重要的機(jī)械傳動(dòng)零件，廣泛應(yīng)用于制造裝備業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)齒輪傳動(dòng)高強(qiáng)度、高效率、高可靠性的需求日益增強(qiáng)。齒輪疲勞作為齒輪的主要失效形式，嚴(yán)重影響著齒輪傳動(dòng)性能和使用壽命。噴丸作為一種金屬表面冷加工技術(shù)，常應(yīng)用于齒輪表面處理。目前，國內(nèi)外研究者主要以齒輪噴丸強(qiáng)化工藝與噴丸后齒根殘余壓應(yīng)力為研究重點(diǎn)，但忽視了殘余壓應(yīng)力對(duì)齒輪性能的影響。少數(shù)研究者雖然對(duì)噴丸處理后殘余壓應(yīng)力對(duì)齒輪性能的影響給出過一些定性的結(jié)論，但是缺乏具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。本文主要從齒輪齒根殘余應(yīng)力檢測(cè)入手，以20CrMnMo漸開線齒輪為研究對(duì)象，通過理論分析、數(shù)值仿真、試驗(yàn)驗(yàn)證等手段，對(duì)噴丸工藝、殘余壓應(yīng)力以及彎曲疲勞強(qiáng)度三者的內(nèi)在關(guān)系進(jìn)行研究。研究內(nèi)容主要包括： ①基于殘余應(yīng)力檢測(cè)原理，結(jié)合試驗(yàn)對(duì)象的特點(diǎn)，選定了X射線固定法作為本次試驗(yàn)的檢測(cè)方法。 ②選用同種規(guī)格兩組20CrMnMo齒輪，一組作噴丸強(qiáng)化處理，另一組不作處理進(jìn)行對(duì)比分析。分別采用固定法、固定0法對(duì)現(xiàn)有分組齒輪進(jìn)行檢測(cè)，分析結(jié)果表明固定法測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可靠性均優(yōu)于固定0法。 ③對(duì)比分析噴丸組及未噴丸組齒輪齒根殘余壓應(yīng)力的檢測(cè)結(jié)果，獲得了噴丸強(qiáng)化能提高殘余壓應(yīng)力水平的可靠數(shù)據(jù)，論證了噴丸強(qiáng)化與殘余壓應(yīng)力之間的關(guān)系。 ④針對(duì)試驗(yàn)齒輪的噴丸工藝，基于通用有限元分析軟件ANSYS，對(duì)實(shí)際噴丸過程進(jìn)行了模擬；探討影響噴丸齒輪殘余壓應(yīng)力的若干因素，研究了彈丸速度、彈丸直徑和覆蓋率與噴丸后殘余應(yīng)力間的關(guān)系，，提出提高齒輪齒根壓應(yīng)力的若干思路。 ⑤基于成組法和階梯法分別對(duì)經(jīng)噴丸處理及未噴丸處理的兩組齒輪進(jìn)行疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)。在電磁諧振疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行4個(gè)應(yīng)力級(jí)的測(cè)試處理，并擬合不同齒輪組的P-S-N曲線。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，結(jié)合殘余應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果，論證了殘余壓應(yīng)力可以提高齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。
【關(guān)鍵詞】：殘余應(yīng)力 盲孔法 X射線應(yīng)力測(cè)定 齒輪彎曲疲勞試驗(yàn) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 研究背景和意義8-10
• 1.2 殘余應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)概述10-14
• 1.3 齒輪彎曲疲勞可靠性研究概述14-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 2 20CrMnMo 齒輪殘余應(yīng)力研究17-38
• 2.1 檢測(cè)方法分析17-22
• 2.1.1 盲孔法應(yīng)力測(cè)定原理分析17-18
• 2.1.2 X 射線應(yīng)力測(cè)定原理分析18-22
• 2.2 X 射線應(yīng)力儀及其檢測(cè)方法研究22-29
• 2.2.1 X 射線應(yīng)力儀工作原理及結(jié)構(gòu)分析22-24
• 2.2.2 X 射線應(yīng)力儀檢測(cè)方法選擇24-29
• 2.3 20CrMnMo 齒輪噴丸強(qiáng)化殘余應(yīng)力研究29-36
• 2.3.1 試驗(yàn)方案29-31
• 2.3.2 20CrMnMo 齒輪殘余應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果31-33
• 2.3.3 不同檢測(cè)方法結(jié)果分析33-36
• 2.3.4 不同齒輪組試驗(yàn)結(jié)果分析36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 3 20CrMnMo 噴丸殘余應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬與分析38-47
• 3.1 噴丸模型的建立38-41
• 3.2 模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果分析41-44
• 3.3 改進(jìn)噴丸參數(shù)模擬分析44-46
• 3.3.1 不同彈丸速度對(duì)應(yīng)力場(chǎng)分布的影響44-45
• 3.3.2 不同彈丸直徑對(duì)應(yīng)力場(chǎng)分布的影響45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 4 20CrMnMo 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度研究47-61
• 4.1 試驗(yàn)儀器設(shè)備與裝夾47-48
• 4.2 試驗(yàn)方案48-49
• 4.3 齒輪齒根應(yīng)力計(jì)算49-51
• 4.4 20CrMnMo 未強(qiáng)力噴丸齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度測(cè)試51-55
• 4.4.1 成組法試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理51-53
• 4.4.2 階梯法試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理53-55
• 4.5 20CrMnMo 強(qiáng)力噴丸齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度測(cè)試55-60
• 4.5.1 成組法試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理55-57
• 4.5.2 階梯法試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理57-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 5 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 結(jié)論61
• 5.2 展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 附錄67
• 作者在攻讀碩士期間申請(qǐng)的發(fā)明專利目錄67

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