ZL50装载机螺旋锥齿轮断齿原因分析及优化-论文.pdf

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1、2014年第9期总第41卷维修与改进·77·ZL50装载机螺旋锥齿轮断齿原因分析及优化李连平，安永太，李国伟，陈彦(青海盐湖镁业有限公司，青海格尔木816000)摘要：20CrMnTi合金渗碳钢作为ZL50装载机驱动桥螺旋锥齿轮的主要材料，通过考察螺旋锥齿轮的设计参数、产品技术要求、热处理工艺以及1000h的满负荷试验，分析螺旋锥齿轮断齿原因和明确了齿轮断齿因素。结果表明：齿轮氧含量超标、心部硬度和有效硬化层深度偏低是螺旋锥齿轮断齿的主要因素；增大齿轮齿根圆角半径和轮齿压力角，可提高齿轮齿根弯曲强度；齿轮表面采用

2、强力喷丸处理可增加齿轮表面的接触应力，从而进一步提高齿轮的使用寿命。关键词：螺旋锥齿轮；断齿；接触应力；弯曲强度；强力喷丸中图分类号：TH132．421文献标志码：Bdoi：10．3969~．issn．1006．0316．2014．09．021文章编号：1006—0316(2014)09—0077—04AnalysisandoptimizationofgeardamageaboutZL50loaderspiralbevelgearLILian-ping，ANYong—tai，LIGuo—wei，CHENYan(Q

3、inghaiSaltLakeMagnesiumCo．，Ltd．，Golmud816000，China)Abstract：20CrMnTiAlloysteelasthemainmaterialofdrivingaxlespiralbevelgearsofZL50loader,toinvestigatethedesignparameters、thetechnicalrequirements、heattreatmentprocessandfull—loadtestof1000hofspiralbevelgear,ana

4、lysisoftoothfracturereasonandbrokenfactorsaboutspiralbevelgealLTheresultsshowed：Oxygencontentexceedthestandard、thecorehardnessandefectivehardeninglayerdepthlowisthemainfactorthatbrokenteethofspiralbevelgear；Increaseofgeartoothrootfilletradiusandgearpressurean

5、glecanimprovethegeartoothbendingstrength；GearsurfaceusingpowerfulshotpeeningtreatmentcanincreasethesurfaceofgearcontactstresstofurtherimprovetheservicelifeofthegeanKeywords：spiralbevelgear；brokenteeth；thecontactstress；bendingstrength；powerfulshotpeening齿轮钢由于成

6、本低、工艺性能好、价格低齿而大大降低了使用寿命。本文通过描述螺旋等优点，被广泛应用于汽车、工程机械及机械锥齿轮钢的热处理工艺和螺旋锥齿轮在实际工制造业等行业。在国内，20CrMnTi合金渗碳钢作过程中存在的问题，明确了断齿的因素，延约占齿轮钢用量的60％以上【1]，其具有良好的长了装载机驱动桥螺旋锥齿轮的使用寿命。耐磨性和淬透性，以及较高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度。螺旋锥齿轮作为装载机驱动桥I齿轮技术要求的传力部件，由于传动效率高、传动比稳定、圆弧重叠系数大、承载能力高及噪声小等特点，1．1齿轮材料与设计参数被

7、普遍应用于国内工程机械行业。但在实际工作过程中，主动、从动螺旋锥齿轮往往由于断主、从动螺旋锥齿轮均采用国产20CrMnTi收稿日期：2014—03—27作者简介：李连平(1988一)，男，青海乐都人，硕士，工程师，主要研究方向为材料表面处理。2014年第9期总第41卷维修与改进·79·出材料标准。MS9一HR一150B洛氏硬度计和HV．1000型维氏硬度计进行硬度及有效硬化层深度检测，其结2．3显微组织及硬度检测果如表3所示，检测发现，两种失效件显微组将两种失效件电火花切割制样后，通过织正常，但是主、从动螺旋锥齿

8、轮的心部硬度GX51型金相显微镜检测显微组织，通过和有效硬化层深度均低于产品技术要求。表2失效齿轮的化学成分、氧含量及淬透性能检测结果齿轮型号——堕鱼_—i—氧含量／1旷6J9／HRC齿轮型号丽有效硬化层渤一O1A～O1264—51～23～461～6234—371．5～1．701B一01484—5l～23～461—6234～371．4～1．7纹逐渐往里扩散，最后导致齿轮从