齿面硬化层对重载齿轮力学性能的影响研究

摘要

重载齿轮在生产过程中会对表面硬化处理以提高整体性能,然而现有的分析方法多数将齿面视作均匀材料,并没有考虑硬化层产生的影响。文章提出一种齿面硬化层结构分层状、材料属性幂函数渐变的齿轮实体建模方法,基于赫兹接触理论基础,通过建立有限元数值模型,研究齿面硬化层对重载齿轮应力场的影响。结果表明:通过该建模方法,啮合应力场更接近理论解;合理的硬化层分布指数不仅能有效降低齿轮应力而且可以提高结合强度;硬化层厚度对接触应力影响较大,当厚度在1~1.5 mm时,齿轮应力场分布最合理。