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作者：俞福超;刘赣华;
单位：江西理工大学机电工程学院;
摘要：热处理畸变会显著影响螺旋锥齿轮的尺寸精度，而硬齿面热处理(渗碳-淬火-回火)过程中螺旋锥齿轮齿面及内部空间不均匀的温度分布，是导致热处理畸变的一个重要因素。基于热流固耦合模型对20CrMnTi钢螺旋锥齿轮硬齿面热处理过程进行数值模拟，使用预热、阶梯式升温和保温的方式研究螺旋锥齿轮硬齿面热处理过程温度场变化规律，并对螺旋锥齿轮淬火过程介质流场分布和温度场影响因素的参数进行优化设计。结果表明：通过预热、阶梯式升温和保温的方式可以显著减小螺旋锥齿轮渗碳加热时齿面各部位与心部的温差，提高齿面温度分布均匀性；通过淬火槽介质流场优化设计可以显著提高流场均匀性；采用正交试验方差分析法得到了影响因素的最优参数组合为介质温度为100℃、入口流速为2 m/s、淬火温度为850℃,通过淬火过程热流固耦合数值模拟验证，该参数组合下齿长与齿宽方向最小温度标准差分别为38.68和38.40℃,有效提高了螺旋锥齿轮淬火时齿面和内部空间温度分布均匀性，验证了该参数组合的合理性和准确性。
关键词：螺旋锥齿轮;;热流固耦合;;硬齿面热处理;;温度场
基金资助：国家自然科学基金(52165005)
