1、硬度對疲勞壽命硬度對疲勞壽命的影響的影響一、概述一、概述齒輪表面硬度測試分兩組，每組10個齒輪，它們滲碳和硬化的相同的AISI9310材料，相同的加工溫度條件下制成的。每組都是由標準研磨齒輪表面加工成的。第二組對齒輪齒面和齒根進行額外的噴丸加工處理來減少殘余表面壓應力。齒輪節(jié)圓直徑為8.89cm。測試條件是：齒輪溫度350K，最大赫茲應力的1.71x109Nm2，和10000rpm的速度。結果表明，噴丸的標準齒輪壽命是沒有噴丸壽命的1.

2、5倍，殘余應力測試表明，噴丸產生的壓應力越高的齒輪疲勞壽命越長。噴丸齒輪之所以壽命是普通齒輪的1.5倍，主要是因為他們殘余應力的不同。噴丸之后的齒輪它們的殘余應力遠遠高于標準齒輪。二、二、試驗和結果試驗和結果1材料和測試條件這20個齒輪通過真空電極自耗單一熱源且符合美國標準認證的AISI9310材料加工而成。其中十個齒輪在研磨之后進行了噴丸處理。這些齒輪節(jié)圓直徑8.89cm。無論是噴丸齒輪還是沒噴丸齒輪之后都在相同條件下進行表面疲勞點蝕

3、試驗。這些條件包括，齒輪溫度350K，最大赫茲應力1.71x109Nm2，以及轉速10000rmin。2儀器、樣本、步驟2.1設備齒輪疲勞試驗是在美國宇航局路易斯研究中心的齒輪測試儀(圖1)上進行的。這個設備采用四邊形原則來支持齒輪，當外加驅動是只需要克服系統(tǒng)的摩擦損失。Figure1NASALewisResearchCentersgearfatiguetestapparatus.圖1NASA路易斯研究中心的齒輪疲勞試驗裝置試驗裝置的示

4、意圖如圖1（b）所示。油壓和流動通過軸密封作用于負載葉片。隨著油壓對從動齒輪的負載葉片作用增加轉矩同樣作用于軸。這個扭矩傳播通過測試齒輪回到從動齒輪這里一個與之對應的相反轉矩由油壓力產生。這個作用于測試齒輪的扭矩取決于作用于負載葉片的液壓它可以把輪齒加載所需的應力水平。兩個相同的測試齒輪可以在沒有加載任何負載時開始也可以在沒有改變運行軌道時在輪齒上逐漸施加負載。皮帶傳動測試設備可以通過調整皮帶輪轉速來控制齒輪轉動到指定轉速，本實驗設計轉

5、速為10000rmin。2.2材料這些測試齒輪由真空電極自耗（CVM）生產材料AISA9310鋼加工而成，而且這兩套齒輪的洛氏硬度為58且硬化層深度為0.97mm，名義核心硬度為洛氏40。其中一套齒輪在圖2噴丸前后齒輪組織對比測試齒輪參數(shù)如表4所示。2.3實驗在測試齒輪被洗掉防腐劑后，他們被擺放在試驗臺上進行試驗。0.635cm寬的測試齒輪在偏移0.3cm的重疊條件下運行，大于齒面的0.28cm，這樣就能作用于齒輪的外邊緣。如果齒輪的每

6、個面都要進行測試，那么每組齒輪要進行四次疲勞試驗。所有的測試都是在如下條件進行的。節(jié)線負載1225Ncm，時間1h。這樣就給每個齒輪一個最大赫茲應力0.756x109Nm2。負載然后增加到5784Ncm，這給給節(jié)線的赫茲應力為1.71x109Nm2。如果假定為純彎曲，則齒根彎曲應力將是0.21x109Nm2。然而由于有一個抵消負荷（齒輪的彎曲應力），結合彎曲和扭轉時給出的一個最大應力為0.26x109Nm2。這個彎曲應力不包括齒端修緣的