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工程師及研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)大型齒輪淬火脫碳仿真分析

發(fā)布時(shí)間：2020-07-09 已經(jīng)有1人查過(guò)此文章 返回感應(yīng)加熱列表

大型齒輪常用作高速運(yùn)行的傳動(dòng)部件，因此齒輪表面的嚙合部位必須具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，齒根部位的抗彎曲疲勞的強(qiáng)度要求也非常高。工件表層必須具有較高的強(qiáng)度，心部具有較高的韌性。這就需要對(duì)齒輪產(chǎn)品進(jìn)行表面滲碳的淬火處理，提高工件表面強(qiáng)度和耐磨性，同時(shí)增加心部的強(qiáng)韌性，只有這樣才能達(dá)到工件的性能和使用要求。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)滲碳后齒輪表面出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，為了分析問(wèn)題原因采用DANTE建模仿真。 

 

一、無(wú)脫碳表面應(yīng)力分布情況

齒輪經(jīng)過(guò)滲碳和油淬之后，假定沒(méi)有脫碳現(xiàn)象產(chǎn)生，通過(guò)DANTE預(yù)測(cè)淬火后齒輪表面的壓縮殘余應(yīng)力，顯示出最后輪齒表面拉伸應(yīng)力的大小不足以導(dǎo)致其表面發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象 。 

最小主應(yīng)力，MPa

最大主應(yīng)力，MPa

 

二、有脫碳表面應(yīng)力分布情況

假定脫碳層約為0.1mm，其輪齒表面碳分布情況如下圖所示。 

 預(yù)測(cè)輪齒表面拉應(yīng)力很大，但深度很淺。深度受脫碳深度的影響很大，通過(guò)仿真結(jié)果來(lái)看拉應(yīng)力的深度約為0.3毫米，足以在實(shí)際齒輪中產(chǎn)生表面開(kāi)裂甚至材質(zhì)剝落的風(fēng)險(xiǎn)。 

 通過(guò)DANTE對(duì)有脫碳和無(wú)脫碳情況的輪齒表面拉應(yīng)力情況分析，可以對(duì)熱處理過(guò)程工藝進(jìn)行指導(dǎo)，有效預(yù)防齒輪脫碳現(xiàn)象產(chǎn)生，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。


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