發(fā)布時間：2017-04-25 17:22

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

【摘要】：齒輪作為一種重要的機械傳動零件，廣泛應用于制造裝備業(yè)的各個領域。隨著科學技術的發(fā)展，對齒輪傳動高強度、高效率、高可靠性的需求日益增強。齒輪疲勞作為齒輪的主要失效形式，嚴重影響著齒輪傳動性能和使用壽命。噴丸作為一種金屬表面冷加工技術，常應用于齒輪表面處理。目前，國內(nèi)外研究者主要以齒輪噴丸強化工藝與噴丸后齒根殘余壓應力為研究重點，但忽視了殘余壓應力對齒輪性能的影響。少數(shù)研究者雖然對噴丸處理后殘余壓應力對齒輪性能的影響給出過一些定性的結(jié)論，但是缺乏具體試驗數(shù)據(jù)的支持。本文主要從齒輪齒根殘余應力檢測入手，以20CrMnMo漸開線齒輪為研究對象，通過理論分析、數(shù)值仿真、試驗驗證等手段，對噴丸工藝、殘余壓應力以及彎曲疲勞強度三者的內(nèi)在關系進行研究。研究內(nèi)容主要包括： ①基于殘余應力檢測原理，結(jié)合試驗對象的特點，選定了X射線固定法作為本次試驗的檢測方法。 ②選用同種規(guī)格兩組20CrMnMo齒輪，一組作噴丸強化處理，另一組不作處理進行對比分析。分別采用固定法、固定0法對現(xiàn)有分組齒輪進行檢測，分析結(jié)果表明固定法測量數(shù)據(jù)準確性、可靠性均優(yōu)于固定0法。 ③對比分析噴丸組及未噴丸組齒輪齒根殘余壓應力的檢測結(jié)果，獲得了噴丸強化能提高殘余壓應力水平的可靠數(shù)據(jù)，論證了噴丸強化與殘余壓應力之間的關系。 ④針對試驗齒輪的噴丸工藝，基于通用有限元分析軟件ANSYS，對實際噴丸過程進行了模擬；探討影響噴丸齒輪殘余壓應力的若干因素，研究了彈丸速度、彈丸直徑和覆蓋率與噴丸后殘余應力間的關系，，提出提高齒輪齒根壓應力的若干思路。 ⑤基于成組法和階梯法分別對經(jīng)噴丸處理及未噴丸處理的兩組齒輪進行疲勞強度試驗。在電磁諧振疲勞試驗機上進行4個應力級的測試處理，并擬合不同齒輪組的P-S-N曲線。通過試驗數(shù)據(jù)的對比，結(jié)合殘余應力檢測結(jié)果，論證了殘余壓應力可以提高齒輪齒根彎曲疲勞強度。
【關鍵詞】：殘余應力 盲孔法 X射線應力測定 齒輪彎曲疲勞試驗 有限元分析
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：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 殘余應力檢測技術概述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 齒輪殘余應力研究17-38
• 2.1 檢測方法分析17-22
• 2.1.1 盲孔法應力測定原理分析17-18
• 2.1.2 X 射線應力測定原理分析18-22
• 2.2 X 射線應力儀及其檢測方法研究22-29
• 2.2.1 X 射線應力儀工作原理及結(jié)構分析22-24
• 2.2.2 X 射線應力儀檢測方法選擇24-29
• 2.3 20CrMnMo 齒輪噴丸強化殘余應力研究29-36
• 2.3.1 試驗方案29-31
• 2.3.2 20CrMnMo 齒輪殘余應力檢測結(jié)果31-33
• 2.3.3 不同檢測方法結(jié)果分析33-36
• 2.3.4 不同齒輪組試驗結(jié)果分析36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 3 20CrMnMo 噴丸殘余應力場數(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)果與試驗結(jié)果分析41-44
• 3.3 改進噴丸參數(shù)模擬分析44-46
• 3.3.1 不同彈丸速度對應力場分布的影響44-45
• 3.3.2 不同彈丸直徑對應力場分布的影響45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 4 20CrMnMo 齒輪彎曲疲勞強度研究47-61
• 4.1 試驗儀器設備與裝夾47-48
• 4.2 試驗方案48-49
• 4.3 齒輪齒根應力計算49-51
• 4.4 20CrMnMo 未強力噴丸齒輪彎曲疲勞強度測試51-55
• 4.4.1 成組法試驗及數(shù)據(jù)處理51-53
• 4.4.2 階梯法試驗及數(shù)據(jù)處理53-55
• 4.5 20CrMnMo 強力噴丸齒輪彎曲疲勞強度測試55-60
• 4.5.1 成組法試驗及數(shù)據(jù)處理55-57
• 4.5.2 階梯法試驗及數(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64-67
• 附錄67
• 作者在攻讀碩士期間申請的發(fā)明專利目錄67

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