斜轴柱塞泵_马达主轴球窝渗氮畸变的仿真与实验研究.pdf

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1、硕士学位论文（工程硕士）斜轴柱塞泵/马达主轴球窝渗氮畸变的仿真与实验研究THESIMULATIONANDEXPERIMENTALSTUDYONTHENITRIDINGDISTORTIONOFTHEMAINSHAFTOFINCLINEDSHAFTPLUNGERPUMP/MOTOR满恒训哈尔滨工业大学2018年3月国内图书分类号:TG501.2学校代码：10213国际图书分类号:621.94密级：公开硕士学位论文(工程硕士)斜轴柱塞泵/马达主轴球窝渗氮畸变的仿真与实验研究硕士研究生：满恒训导师：曹永智副教授申请学位：工程硕士学科：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：

2、2018年3月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG501.2U.D.C:621.94DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHESIMULATIONANDEXPERIMENTALSTUDYONTHENITRIDINGDISTORTIONOFTHEMAINSHAFTOFINCLINEDSHAFTPLUNGERPUMP/MOTORCandidate：ManHengxunSupervisor：AssociateProf.CaoYongzhiAcademicDegreeAppliedfor：Mast

3、erofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：March,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要液压泵/马达是现代液压传动中使用最普遍的液压传动元件之一。从手动的小型液压机具，到万吨级重型液压机，从军用武器到民用机械，从行走车辆到一般工业用的固定式机械，都能普遍看到液压泵/马达的身影。液压泵

4、马达中，传动主轴起着传递扭矩的作用，在主轴上加工有驱动盘，驱动盘端上沿圆周分布着七个“球窝”，在轴中心处也有一个“球窝”，这些球窝与连杆上的球头和中心杆上的球头构成球铰，连杆带动缸体旋转并推动柱塞往复运动。“球窝”与连杆球头形成的一对滑动摩擦副，如果此摩擦副磨损较快，造成配合间隙加大，则会造成内泄，使容积效率降低。更可能造成铰接球头烧损，影响使用寿命，甚至会造成球铰焊死，连杆断裂，使液压泵直接损坏。因此，主轴需要有高的表面硬度，高的疲劳强度及良好的抗过热、抗变形性能，通过渗氮处理保证主轴表面力学性能。但斜轴泵/马达传动主轴在渗氮过程中铰接盘球窝发生渗氮畸变，造成铰接

5、球窝形状精度降低，增加了后期的工艺成本。因此，对传动主轴铰接盘渗氮畸变的控制研究就变得十分重要。本文首先采用ANSYS有限元仿真软件，对影响渗氮畸变的热处理静态变形进行仿真。分析在渗氮过程中，传动主轴不同放置方式对其静态变形的影响，并通过实验对仿真结果进行验证，得到了热处理静态变形对渗氮畸变影响程度的结论。通过正交实验，对影响渗氮畸变的温度变化，渗氮层体积涨大产生的组织应力等进行了研究。得到了以下结论：传动主轴渗氮过程中，升温速度因子对铰接盘畸变影响最大，升温速度过慢或增加等温平台会造成畸变量增大；最优渗氮工艺方案组合是：升温速度125℃/h，使用二段渗氮工艺，竖放

6、装炉，降温速度-90℃/h。关键词：斜轴柱塞泵/马达；主轴球窝；渗氮畸变；有限元仿真；正交实验设计-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractHydraulicpumps/motorsarewidlyusedinmodernhydraulictransmissionsystem.Theycanbefoundinlightandheavy-dutyhydrauliclocomotives,motorvehicles,industrialbuilt-inmachinery,andmilitaryweaponry.Withvalveplateflowdistrib

7、utionstructure,theyareeasytoachievehighpressureandhighspeed,andtheirviabilityisgoodaswell.Moreover,theircostsofmanufacturingandmaintenancearerelativelylow.Theproblemwithangleplungerpumps/motorsisthenitridingdistortionoccurredtothehingeball-jointsoftheirdriveshaftsduringthenitridingpr