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机械强度2025年第02期:考虑残余应力和硬度影响的齿轮弯曲疲劳寿命预估

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵鹏博;陈勇;尤晖;周兴云;李光鑫;武一民;刘祥环;

单位:河北工业大学天津市新能源汽车动力传动与安全技术重点实验室;广西大学机械工程学院;浙江义利汽车零部件有限公司;株洲齿轮有限责任公司;

摘要:为研究残余应力和硬度对齿轮弯曲疲劳性能的影响,以渗碳热处理20MnCrS5钢制齿轮为研究对象,进行复合小径喷丸强化处理,进而实现同一材料的齿轮具有不同硬度和残余应力状态。以最大主应变准则为基础,分别引入残余应力影响项以及残余应力-硬度耦合影响项建立疲劳寿命预测模型。通过喷丸齿轮弯曲疲劳试验确定最优残余应力影响系数和修正系数,对比两种模型的寿命预测精度;通过未喷丸齿轮弯曲疲劳试验验证模型的准确性。结果表明,当单一考虑残余应力影响时,残余应力影响系数最优值为0.09,模型可实现较高的寿命预测精度。同时考虑残余应力和硬度影响,修正系数最优值为0.04,模型具有更高的预测精度。

关键词:20MnCrS5渗碳齿轮;;弯曲疲劳;;复合小径喷丸;;寿命预估;;最大主应变准则

基金资助:国家重点研发计划(2018YFE0207000);; 河北省全职引进高端人才项目(20181228)~~