一种渐开线内花键齿轮的热处理变形与控制研究

发布时间：2017-11-25 07:39

  本文关键词：一种渐开线内花键齿轮的热处理变形与控制研究

  更多相关文章： 渐开线内花键齿轮 渗碳淬火 变形 数值模拟 变形控制方案

【摘要】：热处理是齿轮加工的重要工序之一,其中渗碳淬火是热处理提高齿轮表面硬度、强度以及耐磨性的关键环节。热处理在提高齿轮机械性能的同时也带来了齿轮的变形问题,变速箱中常用的渐开线内花键齿轮渗碳淬火后的变形大小直接影响齿轮的传动精度,使齿轮在传动中产生噪音和异响,降低齿轮的使用寿命。本文基于扩散动力学、热传学以及热弹塑性等相关理论,对某待投产的渐开线内花键齿轮的渗碳淬火过程进行研究,预测并分析其渗碳层碳浓度、温度场、应力场等的分布规律和变形特点,提出控制齿轮渗碳淬火变形的合理工艺方案。具体工作如下:(1)论述了热处理技术及其发展现状,基于热处理的有限元分析技术建立了渐开线内花键齿轮的数值模型,包括各种参数的选定,相变潜热的处理,网格的划分,初始条件的设定等,并对数值计算精度进行了验证。(2)研究了某型号渐开线内花键齿轮渗碳后渗碳层的碳浓度分布规律。还对整个渗碳淬火工艺过程中的温度场、组织场、应力场的分布进行了分析,研究齿轮各部位在热处理过程中的温度变化以及渗碳淬火后的组织场和应力场分布规律,观察了齿轮在热应力和组织应力的共同作用下产生的塑性变形特点,测定其原渗碳淬火工艺的齿轮变形量:平面翘曲0.036mm;内花键孔锥度0.056mm;齿顶圆上、中、下三个位置的胀大量分别为0.100mm、0.093mm、0.097mm。(3)分别研究渗碳层厚度、渗碳温度、淬火温度、淬火介质温度等因素对齿轮渗碳淬火变形的影响规律,提出控制热处理变形的方案。研究结果表明在保证齿轮机械性能的情况下,降低渗碳层厚度、渗碳温度和淬火温度,均可减小齿轮的变形。此外,在KR468C淬火油70℃~120℃的适用温度范围内,提高油温,同样对齿轮渗碳淬火变形起到一定控制作用,但其效果相对不明显。在原设计的热处理工艺流程基础上,确定渐开线内花键齿轮的热处理工艺参数组合为:渗碳层厚度0.8mm;渗碳温度880℃;淬火温度820℃;淬火介质温度100℃。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG162.73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 Ф.Л.柯伯里夫 ,艾兴;怎样决定齿轮的合理重量[J];机床与工具;1954年24期

2 王翠芳;齿轮材料的合理选择[J];江西化工;2004年04期

3 缪炯;粉末冶金齿轮[J];现代零部件;2005年10期

4 李祥荣;;石油化工齿轮材料国产化试验[J];齐鲁石油化工;2006年01期

5 孙兆森;;失效齿轮常用修复方法[J];煤矿机械;2006年06期

6 孙兆森;;失效齿轮的功能恢复[J];山西焦煤科技;2008年Z1期

7 石伟;劳金越;张娜;边勇俊;;42CrMo钢减速机齿轮裂纹原因分析[J];金属热处理;2012年01期

8 高强;;齿轮失效的因素及影响分析[J];湖南农机;2012年11期

9 陈纪民;;不同材质的齿轮发展现状[J];热加工工艺;2013年12期

10 杨锴;;齿轮失效分析及其材料和质量提升要点[J];金属加工(热加工);2013年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 冯宝强;;齿轮噪音的原因与预防[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年

2 陈国定;李建华;胡欲立;;齿轮润滑油膜厚度的计算[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集（上册）[C];1992年

3 林树;朱孝录;;齿轮疲劳强度的可靠性设计[A];中国机械工程学会物料搬运学会第二届年会论文集（一）--起重机[C];1984年

4 李艳;刘禄文;;齿轮全概率可靠性设计的可视化[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

5 丁灯;;大型开式齿轮常见损伤及润滑建议[A];2008年中国水泥技术年会暨第十届全国水泥技术交流大会论文集[C];2008年

6 邹良;荣如松;王国林;宋怀兰;王良模;;汽车差速器齿轮的有限元分析[A];江苏省汽车工程学会第九届学术年会论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 黄曦;大型开式齿轮常见磨损损伤及润滑处理[N];中国建材报;2008年

2 北京交通大学机电学院教授、博士生导师 王小椿;数控时代迎来齿轮技术的革命[N];机电商报;2008年

3 邹洁;突破热处理瓶颈 进一步提高齿轮质量[N];中国工业报;2007年

4 MEB 记者 谭思敏;“齿轮标准化”加速进行时[N];机电商报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 肖伟中;齿轮硬化层疲劳剥落强度研究与应用[D];机械科学研究总院;2016年

2 冯伟;基于摩擦学与动力学的齿轮系统故障诊断相关性研究[D];华南理工大学;2010年

3 曹兴进;摩擦化学在线表面强化对齿轮表面强度影响的基础研究[D];重庆大学;2003年

4 章易程;齿轮乏油传动的摩擦学研究[D];中南大学;2011年

5 吕尤;网格型仿生表面形态汽车齿轮抗疲劳性能研究与数值模拟[D];吉林大学;2012年

6 崔亚辉;齿轮—转子—滑动轴承系统非线性动力学特性的理论和试验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

7 王春;基于小波和分形理论的齿轮故障特征提取及噪声的和谐化研究[D];重庆大学;2006年

8 徐宇东;轿车变速箱齿轮噪声与制造误差关系的作用机理分析和试验研究[D];吉林大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 赵磊;面齿轮磨削数字化建模与磨削温度场分析[D];湖南工业大学;2015年

2 张威;基于显式动力学的齿轮疲劳寿命预测与故障分析[D];昆明理工大学;2015年

3 全克博;CRH_2型动车组齿轮系统动力学特性分析[D];西南交通大学;2015年

4 苗丽娟;风电机组齿轮疲劳寿命预测方法研究[D];华北电力大学;2015年

5 陈常标;少齿数齿轮滚切加工技术的研究[D];陕西理工学院;2015年

6 杨海湾;风电增速齿轮的啮合冲击刚度分析[D];新疆大学;2015年

7 孙齐;基于等强度低噪声的密炼机减速器降成本设计[D];大连理工大学;2015年

8 段慧云;基于振动信号的齿轮可靠性评估[D];南昌航空大学;2015年

9 秦超;齿轮弯曲疲劳强度及疲劳裂纹扩展研究[D];河南工业大学;2015年

10 付艳苹;不完全齿轮式自动换向传动机构的运动学分析[D];济南大学;2015年

，

本文编号：1225192