【正文】 當試驗齒輪達到極限循環(huán)次數(shù)，而未達到上述的失效判據(jù)，并且出現(xiàn)的點蝕是非進展性的，則可以認為這對齒輪是耐用的。 圖 916 是球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和灰鑄鐵齒輪的 limH? 值。在無限壽命設計時 ISO、 AGMA 這兩種方法確定的調(diào)質(zhì)鋼的疲勞極限值差異大，這不能不影響齒輪傳動裝置的尺寸和成本。 試驗齒輪以鐵素體為基體，軟氮化后齒面超聲硬度為 HRC=64（ HV=820），氮化層厚度為 。 北京航空航天大學 第 24 頁 其它符號與式（ 99） ~（ 912）相同。此外，在 OCT? 的安全系數(shù)中，有一個考慮齒輪材料性能不穩(wěn)定和齒輪傳動重要程度的系數(shù) 39。 由圖 921 可看到，各計算法的大部分數(shù)據(jù)都落在 ISO 的區(qū)域里。由于 JGMA 中無這類齒輪的數(shù)據(jù)，因此圖 923中從缺。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。本次畢業(yè)設計大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結尾了。 對于合金鋼滲碳淬火齒輪， ISO、 OCT? 、 JGMA 和 AGMA 的數(shù)值范 圍比較一致。 北京航空航天大學 第 26 頁 圖 921 是調(diào)質(zhì)、正火鋼齒輪（ HB450)的 limF? 線圖。 ISO 中的 limF? 區(qū)域圖數(shù)據(jù)，具有 1%的失效概率，即可靠度為 99%?；谶@一點，我們在分析比較各家計算法中的彎曲疲勞極限值時，也必須與比較 limH? 一樣，要明確比較的前提條件。他認為：在很多應用場合，對氮化工藝的掌握還不十分可靠，因此，在 ISO 計算法中給出的 limH? 值就相對地具有較大的離散性； ISO 的線圖需要通過材料品質(zhì)和熱處理方面的指導線圖來作補充。圖中 ISO 碳鋼調(diào)質(zhì)或正火的最高硬度只達 HB220，這主要是由于硬度大于 HB220的碳鋼調(diào)質(zhì)齒輪的性能不佳而采取的限制措施。 第四，比較接觸疲勞極限應力，還要有共同的循環(huán)基數(shù) ?N 作為前提，否則是不能反映 limH? 真實大小情況的，甚至還會造成錯覺。如果沒有統(tǒng)一的失效判據(jù)，那么就很難進行計算方法的比較和數(shù)據(jù)的交流。在齒輪試驗臺上，用試驗齒輪來確定 limH? 值，一般都在亞臨界區(qū)工作，因此， ISO 與 AGMA 的接觸疲勞極限值對比時，從幾何計算上帶來的誤差是小的。 TOCT 的 KHL 值是表列計算方法中最大的，特別是 N=105～ 3x105 范圍內(nèi)更為明顯。從 ISO 的壽命系數(shù)圖 (圖 31 和圖 32)來看，它采用的就是這種疲勞曲線。 北京航空航天大學 第 7 頁 3 齒輪的疲勞曲線和壽命系數(shù) 疲勞曲線和壽命系數(shù)的一般表達式 圖 31 和圖 32 是 ISO 計算法中給出的接觸強度計算的壽命系數(shù) ZN 和彎曲強度計算的壽命系數(shù) YNT 的線圖。大型齒輪也常用正火作為最終熱處理 , 正火齒輪的力學性能不如調(diào)質(zhì)齒輪 , 故僅用于制造不重要的大型齒輪 , 材料用優(yōu)質(zhì)中碳鋼 ( 45)。 航空發(fā)動機齒輪承受高速和重載 , 比汽車、拖拉機齒輪的工作條件更為惡劣 , 除要求高的耐疲勞性外 , 還要求齒輪的心部具有高的強度和韌性 , 一般多采用 12CrNi3A、12Cr2N i4A 或 18Cr2N i4WA 等高級滲碳鋼制造 , 為了節(jié)約鎳 , 可用 15CrMn2SMioA 代替 18Cr2Ni4WA。但是，目前除了 ISO 方法有比較具體的交代外，其他如 AGMA、 ??OC 等計算法均缺乏這方面的數(shù)據(jù)，這不能不說是個欠缺。 3)齒輪心部具有足夠的強度和韌性。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。從概念上來說，人們對疲勞曲線和壽命系數(shù)兩者的理解都比較一致。 高承載能力的重要齒輪 這類齒輪有汽車、拖拉機、摩托車、礦山機械及航空發(fā)動機等齒輪。因此 , 要求綜合力學性能好 , 一般選用調(diào)質(zhì)鋼制造 , 如 40 鋼、 45鋼、 40C r、 42SMi n 等。 機械加工后 , 一般進行表面淬火 , 提高硬度、耐磨性及抗疲勞強度。中間的一條 SN 曲線具有失效概率 P= ，其它的兩條 SN 曲線也具有各自的失效率。 p NN? 北京航空航天大學 第 11 頁 表 31 分析比較一下表 31 中的數(shù)據(jù)，可以看到： 1）指數(shù) p 的差別很大，從 Niemann 的各種材料的 p=2 到 ISO 的調(diào)質(zhì)鋼液態(tài)氮化p=. 的 p 值均取較小值，而 ISO、 AGMA、 JGMA 均取較大值。 彎曲疲勞曲線中的兩個特征數(shù)（ p 和 ?N ） 目前，齒輪彎曲疲勞曲線的計算法也采用冪函數(shù)的形式，即 北京航空航天大學 第 13 頁 YNT= 指數(shù) p 和循環(huán)基數(shù) ?N 是疲勞曲線的兩個特征數(shù)。 其次，在比較各家計算法中的疲勞極限值時，還要搞清各家齒輪試驗中失效判據(jù)上的差別。 在工業(yè)實踐中，通常不能要求有一個統(tǒng)一的失效判據(jù)。由于 OCT? 和 JGMA 沒有這類材料的有關數(shù)據(jù)，因此圖中從缺。 北京航空航天大學 第 21 頁 圖 918 是火焰淬火、高頻淬火和滲碳淬火齒輪的 limH? 值。根據(jù) 15 對齒輪接觸疲勞壽命試驗數(shù)據(jù)，求得失效概率 P=1%， 70 10?N時的極限應力 2lim /1060 mmNH ?? 。 從式（ 914） ~（ 917）可看出，除了各式共有的一些影響因素外， OCT? 式是考慮因素最多的。FS ，此 39。但引人注目的是OCT? 的數(shù)據(jù)（按 2lim /, mmNHBbF ?? 作圖）遠遠高于其它值，如果 HB=350（圖中 北京航空航天大學 第 27 頁 HB 與 HV10 值按近似值關系處理），則 2lim /630 mmNbF ?? ，此值是 ISO 上限值得 倍。 AGMA 只給出 4140 鋼氮化一個數(shù)據(jù)。 首先，我要特別感謝我的知道老師周巍老師對我的悉心指導，在我的論文書寫及設計過程中給了我大量的幫助和指導，為我理清了設計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。 首先非常感謝學校開設這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎。 JGMA 分碳鋼和合金鋼給出與 HV 成單值關系的線圖，這比 ISO 是進了一步。此 ?N 值是根據(jù)試驗得到的疲勞曲線確定的，和 ISO201E 的數(shù)據(jù)（ 60 103??N )有差別。此外， limF? 數(shù)值的可靠度也要充分注意。這是“比較應力”的一個特點。 ISO 給出的 limH? 值范圍很寬， 曾經(jīng)解釋過這一點。 北京航空航天大學 第 20 頁 圖 917 是硬度小于 HB360（圖中 HV10 與 HB 值按近似關系處理）的鋼齒輪的 limH?值。 在 JGMA 的計算法中，既沒有說明給出的 limH? 值具有失效概率，有沒有說明安全系數(shù)與可靠度的系數(shù)，因此是一種粗糙的處理方法。應該說，一個合理的、明確的失效判據(jù)，是現(xiàn)代齒輪承載能力計算法中，用齒輪試驗來確定疲勞極限應力所必需的。 從表中可以看到：在實際上最經(jīng)常使用的亞臨界區(qū)， ISO 與 AGMA 方法計算出來的接觸應力的差別約為 3%，這可以說是相當一致的了。 表 32 由上表可以得到： AGMA 和 JGMA 的數(shù)據(jù)基本上是一致的，并且，其壽命系數(shù)值（ CL 和 KHL）普遍比ISO 的小。圖中 N∞ .、 N0 分別為三部分線段轉折處的循環(huán)次數(shù)， Slim 是疲勞極限。小齒輪材料應比大齒輪好些 , 硬度比大齒輪 北京航空航天大學 第 6 頁 高些。在該工藝過程中 , 正火處理的目的也是消除鍛造應力 ,均勻組織 , 使同批坯料硬度相同 , 利于切削加工 , 改善齒輪表面加工質(zhì)量。 噴丸可增大滲碳表層的壓應力 , 提高疲勞強度 , 并可清除氧化皮。 作為一種齒輪承載能力計算方法，在給出 limH? 和 limF? 時，通常都應說明齒輪的試驗條件，如：循環(huán)基數(shù)、失效判據(jù)、可靠度、齒輪圓周速度、潤滑油的粘度、模數(shù)、齒寬、應力集中系數(shù)、齒面粗糙度、齒根過渡圓角表面的粗糙度等。 2)齒面具有較高的硬度和耐磨性。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解安陽工學院關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。但是，在涉及具體的數(shù)據(jù)上，就有比較大的差別，造成這種差別的原因是多方面的，例如各家試驗條件有差別，材質(zhì)和熱處理也不盡相同，數(shù)據(jù)有多有少，有不同的數(shù)據(jù)處理方法等等。 1)汽車、拖拉機等齒輪主要分裝在變速箱和差速器中。一般 40 鋼、 45 鋼用于中小載荷機床齒輪 , 如床頭箱、溜板箱齒輪等 , 40Cr、 42SMin 等用于高速、高載的機床的走刀箱、變速箱齒輪。而對于性能要求不高、轉速較低的鑄鋼齒輪通常不需淬火。樣本越大，置信度越高。 2） p 值完全取決于材料和熱處理性能，幾乎沒有規(guī)律可循?，F(xiàn)將各計算法中采用的 p 和 ?N 值列于表中。很明顯，即使是用一對試驗齒輪，如果取不同的失效判據(jù)，也可以得到兩個差別很大的疲勞極限值或壽命。如果有需要的話，應根 據(jù)齒輪運動平穩(wěn)性的變化，載荷的不穩(wěn)定或動載荷、振動和噪聲的增加情況來制定各行業(yè)齒輪的失效判據(jù)值。圖中我國稀土鎂球鐵齒輪的 limH? 曲線是北京鋼鐵學院等單位通過 28 對球鐵齒輪的接觸疲勞壽命試驗得到的。從圖中看到， ISO 的調(diào)質(zhì)鋼火焰、感應淬火和合金鋼滲碳淬火的 limH? 是 以區(qū)域圖形式給出的，其散布面極寬，而 JGMA、 TOCT 給出的是單值曲線。此外，還進行了 40Cr 鋼軟氮化齒輪的接觸疲勞壽命試驗。相對地 JGMA 式最為簡單，甚至沿齒寬方向載荷分布不均勻都不考慮。FS 值按照可靠度等于 和大于 兩檔給出。數(shù)據(jù)高的原因，上面已經(jīng)分析過了。 OCT? 給出的硬度范圍較寬，可高達HV1=950。周巍老師淵博的知識、嚴謹?shù)淖黠L和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。 北京