航空齿轮钢表面完整性与滚动接触疲劳性能关联规律研究

来源：机械工程学报杂志2024年第4期北京时间：

作者：吴吉展, 魏沛堂, 刘怀举, 吴少杰, 朱才朝

单位：重庆大学机械传动国家重点实验室 重庆 400044

摘要：齿轮接触疲劳是限制航空、航天、新能源汽车、舰艇等高端装备可靠性、长寿命、轻量化需求的重要瓶颈。抗疲劳制造是实现高表面完整性和服役性能的关键,揭示齿轮表面完整性与疲劳性能之间的关联规律成为工程及学术界的研究重点。讨论了常规喷丸、二次喷丸、微粒喷丸、滚磨光整、喷丸光整等加工工艺对AISI9310渗碳淬火航空齿轮钢表面完整性及滚动接触疲劳性能的影响,并给出抗接触疲劳主动设计方法。通过对不同制造工艺的试件开展滚动接触疲劳试验,揭示表面完整性与服役性能之间的关联规律。结果表明,2 500 MPa接触应力状态下,相对于磨削状态,二次喷丸、微粒喷丸、滚磨光整能使接触疲劳寿命分别提升75.7%、62.3%、117%;常规喷丸、喷丸光整加工工艺能使滚动疲劳极限分别达到2269MPa和2 553 MPa,相对于渗碳磨削状态分别提升2.9%和14.87%。

关键词：二次喷丸,微粒喷丸,滚磨光整,表面完整性,疲劳寿命,疲劳极限；

基金资助：重庆市杰出青年科学基金(CSTB2023NSCQ-JQX0016); 国家自然科学基金(52275050)资助项目